辐照装置

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辐照装置(irradiator)，使物体受到辐射的装置。由辐照室（源室）、升降机构、屏蔽设备、通风设备、剂量监测及其他控制系统等部分构成。其设计的合理与否，直接影响到辐射源的利用效率和辐照效果，关系到人员及环境的安全，必须力求安全、高效、简便、可靠。
　　辐照装置常用辐射源有三大类：放射性同位素源、电子加速器和反应堆。辐照装置依此分类。
  　　放射性同位素辐照装置  利用钴 60(⁶⁰Co)或铯 137(¹³⁷Cs)产生的具有强穿透能力的光子束进行各种辐照处理的设备，称为γ辐照装置或γ源装置。使用最普遍的γ放射源是⁶⁰Co源，¹³⁷Cs因其γ射线能量较低，所以在辐射处理工业中使用较少。γ源装置可用于科学研究、医学、工业等。建造γ源装置，须考虑下列几个方面：
　　源室  源室内放有源盒。为了安全操作，对于源盒、源室防护墙、防护门及其他辅助设备都有严格的要求。
　　源盒是辐照装置的核心，源盒内装有放射性同位素源，源盒储藏方式直接关系到辐射源能否安全使用。根据防护材料的不同，有铅容器、坑道和水井等三种储藏方式，其中坑道式已很少采用。医用钴源治疗器、流动辐照车、研究用小型辐照装置一般采用铅容器。水井式源盒用水作防护层，装置结构简单，排除故障能力强，倒源、装源工序均可直接在水井中进行，因此被广泛采用。水井结构和防护水层的质量均十分重要。井身呈独立结构，垂直度高，以确保坚实牢固。在水泥层中间预埋10毫米厚的防水钢筒，以防渗漏。要求水质透明、清晰，呈中性，故常用蒸馏水。
　　为防止辐射源的射线穿透墙壁到室外，对源室的墙壁材料和厚度有一定要求。必须从以下两个方面估算防护墙厚度：①直射剂量的防护，先按源的放射性强度算出防护点上的剂量率，再对照该点允许的剂量范围，得到应当减弱的倍数，然后根据防护材料种类、剂量减弱倍数、射线能量等参数查阅有关辐射手册找出防护墙应有的厚度；②散射剂量的防护，γ射线每经过一次散射（建筑物的一个弯道口），在离散射点 8～10米距离处，剂量减弱约10³倍，通过几个弯道口，减弱倍数依次相乘，一般源室通道口的弯口应有三个，弯口间的距离不小于6米，常有“迷宫”之称。
　　辐照区内安装白炽灯和红色警灯，并安装有上下水管道、供电电源、紧急降源开关、通风装置、剂量监察探头、反射镜框等，有条件时应配备工业电视录像机。在辐照区内严禁安装煤气通道。内墙表面不宜用有机涂料，以白水泥涂层毛面内墙为宜，一则不反光耀眼，二则可防辐射分解，三则又收到吸水干燥的效果。
　　源室防护门配有安全装置(链锁)，以防止升源状态中工作人员误入源室。防护门为铁-铅-铁三层结构，门上方设有铅玻璃窥视小窗口，工作人员可通过反射镜观察辐照台上的变化情况。
　　控制室  装有电力升降等控制源室活动的设备。室内应光线柔和，力避噪音。控制室设在源室通道入口的一旁，以便值班人员随时监察通道口的情况。
　　电子加速器辐照装置  电子加速器是利用电磁场获得高能电子射线或转变成 X射线的装置。装置本身比较复杂，但相应防护设施比γ源的简单。
　　电子加速器产生的电子束经聚焦后，能集中辐射到很小的实体上，若需扩大照射面积，使横向得到均匀照射时，可在加速器的加速管出口安装扫描装置，扫描线圈以每秒几百次的频率把聚集电子束扫到1.5米²范围内。对于小剂量实验，加散射片就能达到同样目的。
　　因为电子束辐照时能量集中，所以通风降温设施不可缺少，否则窗口的金属箔（钛或铝）会因吸收大量辐射能而发热，辐照物的温度也会升高。
　　电子束虽然射程短，穿透力差，但必须考虑到可能产生的X射线的危害。辐照物周围空气受辐照后，产生大量对人体有害的臭氧和氮的氧化物，故源室通常配有排气装置。
　　反应堆辐射源装置  反应堆是一类有多种射线的大型辐射源，目前主要利用反应堆的中子源。多数反应堆泄漏中子可高达百分之十，泄漏的中子逸入屏蔽层内。在反应堆中附设辐射回路是收集、利用泄漏中子的有效措施。选择某种工作介质做载体，令它经过堆芯活性区附近受中子轰击，产生短寿命放射性同位素，再由工作介质引出堆外，在衰变过程放出γ射线，即构成辐射循环回路。它包括活化器、辐照室及各种辅助系统。辐射回路提供了一种强γ辐射源，是辐射加工和基础研究的有效手段。工作介质要选择不裂变的物质，活化后大约有1小时或数小时的半衰期，活化截面大，每次衰变释放能量强，如¹¹⁵In(n，γ)¹¹⁶In^m等。¹¹⁶In^m的半衰期是54分钟，γ射线能量是1.294兆电子伏。辐射回路可提供较大功率，机动性强，起到了综合利用反应堆的作用。

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