實驗室輻射防護個人遵守事項 輻射防護人員職責 輻射防護相關常識 輻射屏蔽相關常識
1. 凡操作有產生輻射能力之實驗之長期人員均配備一隻個人輻射劑量計(personal pocket dosimeter)，量測範圍 0 ~ 200 mRoentgen，遇有產生輻射能力之laser time實驗時，必須佩戴後才能進入無塵室。
2. 每個月的第一天與前後一緩衝日訂為"個人輻射劑量計月檢查並歸零日"[註一]，需將個人輻射劑量計放至325實驗室的goggle櫃中，並由行政助理統一收齊作"劑量檢查"與"充電歸零"之動作，再將劑量檢查結果交由輻射防護人員於當月第一次技術會議中公布結果 ; 若累積劑量偏高，可要求總監暫緩laser time實驗並作身體檢查，若累積劑量為零，請洽詢輻射防護人員是否有使用上的問題。
[註一]以五月為例，檢查日為四月三十日、 五月一日、五月二日。
3. 不必要的輻射曝露是應該要避免的，以確保將風險降至最低，以下三點安全防護措施務必遵守 :
(1) 不要在有輻射曝露的實驗室內吃東西或抽煙，因為直接將放射性物質攝取至體內器官中是最危險的，即使是低的放射源也一樣。使得原本還有衣物、皮膚以及肌肉保護的重要器官頓時直接曝露在輻射中。
(2) 基於第一點之理由，在處理完放射性物質後，務必記得一定要洗手。
(3) 實驗進行中，務必記得隨身佩戴個人輻射劑量計，千萬不要忘記 !
4. 從事任何會產生輻射的實驗時，務必作好輻射阻絕工作，防其外洩。每次系統有變動時，應確實量測一次單發輻射強度，報給輻射防護人員。
5. 區域輻射警報器響時，應立即切斷雷射源，亦即三級放大器出口端的遮斷器(shutter)，若警報仍未解除，應先離開無塵室再行處理。
6. 放射同位素輻射源務必要嚴密監督，禁止隨意放置、無人看管。使用完畢一定要歸回保險箱中並上鎖。
有關放置輻射源保險箱的開啟方式與輻射源之使用方式請洽詢輻射防護人員。
1. 提供各組輻射防護諮詢及設計，再交由該組人員或實驗室維護人（即雷射設施維護發展工程師）建造。
2. 補充及維護輻射劑量計及區域輻射警報器等。
3. 管理所有放射性射源。
4. 提供各人安全劑量方面的諮詢並在每月初第一次技術會議中提出各人及各實驗之輻射監控報表。
5. 負責建立、修改與更新輻射防護守則。
1. 目前本實驗室的輻射來源有三
(1)固態或氣態x-ray組實驗所產生之x-ray放射。
(2)電子加速器組實驗所產生之加速電子束之gamma-ray軔致輻射(bremsstrahlung)。
(3)校正用同位素輻射放射源(radioisotope source)。
2. 目前本實驗室的輻射偵檢計有三
(1)個人輻射劑量計(personal pocket dosimeter)
型號與數量 : Dosimeter Model 862L x6 充電器 Model 909 x1
Arrow Tech Model 862L x8 充電器 Jordan 750.5 x1
警訊範圍 : 大於30 mRoentgen以上。
使用說明(Dosimeter) 充電器使用說明(Dosimeter)
使用說明(Arrow Tech) 充電器使用說明(Arrow Tech)
(2)區域輻射警報器(area alarm monitor)
型號與數量 : Dosimeter Model 3096-3 x1
警訊範圍 : 大於 0.1 mRoentgen/hr 以上。
(3)蓋革計(Geiger counter)
型號與數量 : SE International Monitor 4/4EC x1
3. 常用輻射劑量單位(dosimeteric unit)介紹
(1) 曝露量(exposure)與曝露率(exposure rate)
定義 : 兩著間的差別就好比汽車儀表板上的總里程數(km)與速率表(km/hr)一樣，用來估計游離曝露量多寡的單位。
侖琴(Roentgen) : 在STP狀態下，gamma-ray或x-ray能激起 1 esu/cm3 (= 2.58 x 10-4 coul/kg) 游離量的能力 ; 一般來說，單位曝露量等同於在生物組織中所造成的單位等效吸收劑量，即 1 Roentgen約等同於1 Rem[1,2]，為目前最古老的輻射劑量單位，用來紀念 x-ray的發現者侖琴(Wilhelm Conrad Roentgen, 1845-1923)。
(2) 吸收劑量(absorbed dose)
定義 : 用來描述每單位質量所吸收的總能量為多少，為一最基本的輻射防護學參數。
戈雷(Gray, Gy) : 為目前吸收劑量的國際專用單位(SI unit)，1 Gy = 1 joul/kg = 100 rad，用以取代較早的單位雷得(rad) ; 1975年國際輻射單位與度量委員會(ICRU)為紀念副主席戈雷(Louis Harold Gray, 1905-1965)對於輻射劑量學作了最基本的貢獻，即著名的布拉格 - 戈雷(Bragg - Gray)定理，便以其名字作為單位。
雷得(rad) : 較早期的吸收劑量單位，用以取代另一單位侖卜(rep) ; 其由來為國際輻射單位與度量委員會(ICRU)在1953年第七屆國際放射學大會選取的，只是當時建議用的一個字，並不是輻射吸收劑量(radiation absorbed dose)的頭語字。
侖卜(rep) : 物理侖琴當量的縮寫(roentgen equivalent physical)，較早期的等效劑量單位，現已不常見。
(3) 等效吸收劑量(equivalent absorbed dose)與有效吸收劑量(effect absorbed dose)
定義 : 吸收劑量率與放射源種類對生物的輻射防護描述沒有任何指標作用，必須考慮到相對生物影響性(relative biological effectiveness)，亦即各種器官組織對於各種放射源的吸收能力並不相同，故必須要在吸收劑量後再乘上輻射加權參數(radiation weighting factor)才能完整表達不同放射源對於器官組織的作用，此即等效吸收劑量之含義。而有效吸收劑量更考慮到放射源對於不同器官組織的輻射吸收能力並不相同，故必須要在等效吸收劑量後再乘上組織加權參數(tissue weighting factor)才能完整表達不同放射源對於不同器官組織的作用，其含意在於描述各個器官因輻射照射的致病可能性，為方便起見我們可以將此輻射與組織加權參數的乘積稱為實質參數(quality factor)。
西弗(Sievert, Sv) : 為目前等效劑量的國際專用單位(SI unit)，1 Sv = 1 joul/kg = 100 rem等同於100 Roentgen，為戈雷(Gray)乘上實質參數(quality factor)，用以取代較早的單位侖目(rem) ; 國際放射防護委員會(ICRP)為了紀念前主席西弗(Rolf Sievert, 1895-1966)，其致力於研究工作人員和公眾接受低劑量的生物效應，後半生則注意到輻射防護的爭議問題，故以此命名。
侖目(rem) : 人侖琴當量的縮寫(Roentgen equivalent man)，較早期的等效劑量單位，為雷得(rad)乘上實質參數(quality factor)，用以取代另一單位侖普(reb) ; 派克(Herbert Parker, 1910-1984)在著作文獻中說明侖目這單位原先應為侖普(reb) ，但在發表新單位時因患了感冒，使他很困難在說話時表達reb和rep的區別於是就把單位名稱改為rem。
侖普(reb) : 生物侖琴當量的縮寫(roentgen equivalent biological)，較早期的等效劑量單位，現已不常見。
4. 背景輻射量(background radiation)
請參考美國核能管制委員會(US NRC)1996年出版的管制指南(regulatory guide)，其中表三顯示每年美國人民平均接受的背景有效劑量值為 360 mrems/year，主要來源為自然輻射(約300 mrem/year)、消費性產品(約10 mrem/year)與醫護治療(約50 mrem/year)三方面。對20歲的年輕人來說，一生大約已累積 7000 mrem左右 ; 對50歲的中年人來說，一生大約已累積 18000 mrem左右 ;而對70歲的老年人來說，一生大約已累積 25000 mrem。
5. 由健康危險率評估減壽的期望值(estimated loss of life expectancy from health risks )
請參考美國核能管制委員會(US NRC)1996年出版的管制指南(regulatory guide)，其中表一顯示在一生中，針對各種活動的危險率來評估對於壽命影響的期望值，例如若一天抽20根煙的話，將承擔的風險為減壽6年左右，體重過重(超過標準值15%)將承擔的風險為減壽2年左右，各種意外災害將承擔的風險為減壽一年左右 ; 而如果因職業緣故，18歲到65歲的成人受到每年300 mrem的有效吸收劑量，將會承擔的風險為減壽約15天，或受到每年1000 mrem的有效吸收劑量時，所承擔的風險為減壽約51天。故相較之下，可了解輻射對於人體的傷害程度為何。以下再列舉幾個實例來說明 : 如果搭乘次音速的飛機飛行在8000公尺的高空，所承受的有效吸收劑量率為 0.2 mrem/hr[1]，換句話說，如果今天您坐飛機從桃園飛至洛杉磯，來回一趟飛行下來大約會讓你承受約5.2 mrem左右的有效吸收劑量(實際上台灣至美西航線通常高度是在10000公尺，故只會比這個值更大)。根據台灣原子能委員會網頁資料，如果你一天八小時且一週五天在電視或電腦螢幕前，所承受的有效吸收劑量為每年0.006 mrem。
5. 劑量限制標準(dose limits standard)
這是指除了背景輻射量外，人體所能被允許再吸收的有效劑量值。沒有任何一種標準是絕對安全的，但輻射也並不是百害無一益(例如放射性治療)，故制定最大劑量限制的用意是要在安全與利益間取得一個均衡。目前國際輻射防護委員會 (ICRP)將劑量限制標準分為職業級(occupational degree)與一般大眾級(general public degree)，而本實驗室的標準是以一般大眾級標準的3倍(遠低於職業級標準)來嚴格限制，以確實保障實驗人員的健康安全。一般大眾級的劑量限制標準為除背景輻射值以外，一年不得超過有效吸收劑量100 mrem(不超過連續5年)，而對於職業級來說，大約是一般大眾級的10倍，但可能因為工作的性質而有所調整，細節可參考美國核能管制委員會(US NRC)1996年出版的管制指南(regulatory guide)中的表四。而一般大眾級的有效吸收劑量率限制為 2 mrem/hr。本實驗室在控制中心所置放的區域輻射警報器設定在有效吸收劑量率超過 0.1 mrem/hr時警報就會響起，若在警報響起 的狀態下一天連續工作12小時，則累積的日有效吸收劑量約為 1.2 mrem，約等同從台灣單次飛行至美國西岸所承受的輻射量的一半左右 ; 若一周工作六日，則累積的月有效吸收劑量率約為 30 mrem，年有效吸收劑量率約為 360 mrem，評估後將承擔的風險約為減壽18天，與自然輻射所引致的風險相等，故本實驗室的月檢查表的個人輻射劑量限制定在每月不可超過30 mrem。
6. 實驗室輻射防護之參考書籍
(1) William R. Leo, "Techniques for nuclear and particle
physics experiments," Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1987, 1994, p.1~79.
(2) Jacob Shapiro, "Radiation protection:a guide for scientists and
physicians," Cambridge, Mass.Harvard university press,3rd ed, 1990.
(3) Ronald L. Kathren, "Radiation protection,"
Bristol, Boston, Hilger, in collaboration with Hospital Physicists'Association,
1985.
不同種類與強度的輻射來源，所使用的最佳屏蔽材料與屏蔽方式不盡相同，底下針對五種不同放射源來列舉其最佳的屏蔽方式 :
(1) gamma-rays
使用高原子序(high Z)材料來作屏蔽。高原子序材料通常是用鉛(lead)，其他如鐵(iron)或鋼(steel)也是不錯的選擇，若是用量非常非常大，一般加速器實驗室都會選擇使用水泥塊(concrete blocks)，既經濟又實用。
(2) 電子(electrons)
由於電子在急停過程中會產生軔制輻射，故必須先使用低原子序(low Z)材料作為內層來屏蔽電子，使得電子產生軔致輻射的產率降到最低，而其伴隨的gamma-ray再以高原子序材料作為外層來屏蔽以衰減之，為雙層屏蔽設計。
高原子序材料實際選擇與(1)相同 ; 低原子序材料通常是用聚苯乙烯(polystyrene)或是透明合成樹脂(lucite)。
(3) 陽電子(positrons)
使用高原子序(high Z)材料來作屏蔽。陽電子在急停的過程中必伴隨著annihilation radiation的產生，故在決定屏蔽厚度的時候也必須要將annihilation radiation的吸收也考慮進去。實際材料上選擇與(1)相同。
(4) 帶電粒子(charged particles)
使用高密度(high density)的材料以達到最大的急停能量衰減率(dE/dx)。
實際材料上選擇與(1)類似。
(5) 中子(neutrons)
使用含氫材料(hydrogenous materials)作為內層，以使得中子補獲反應(neutron capture reaction)伴隨的gamma-ray產率降到最低，再使用高原子序材料(high Z)作為外層以衰減gamma-ray，為雙層屏蔽設計。
含氫材料通常為是用水(water)或石蠟(paraffin) ; 高原子序材料實際選擇與(1)相同。
by 張俊霖 May, 2003