輻照裝置

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輻照裝置(irradiator)，使物體受到輻射的裝置。由輻照室（源室）、升降機構、屏蔽設備、通風設備、劑量監測及其他控制系統等部分構成。其設計的合理與否，直接影響到輻射源的利用效率和輻照效果，關係到人員及環境的安全，必須力求安全、高效、簡便、可靠。
　　輻照裝置常用輻射源有三大類：放射性同位素源、電子加速器和反應爐。輻照裝置依此分類。
  　　放射性同位素輻照裝置  利用鈷 60(⁶⁰Co)或銫 137(¹³⁷Cs)產生的具有強穿透能力的光子束進行各種輻照處理的設備，稱為γ輻照裝置或γ源裝置。使用最普遍的γ放射源是⁶⁰Co源，¹³⁷Cs因其γ射線能量較低，所以在輻射處理工業中使用較少。γ源裝置可用於科學研究、醫學、工業等。建造γ源裝置，須考慮下列幾個方面：
　　源室  源室內放有源盒。為了安全操作，對於源盒、源室防護牆、防護門及其他輔助設備都有嚴格的要求。
　　源盒是輻照裝置的核心，源盒內裝有放射性同位素源，源盒儲藏方式直接關係到輻射源能否安全使用。根據防護材料的不同，有鉛容器、坑道和水井等三種儲藏方式，其中坑道式已很少採用。醫用鈷源治療器、流動輻照車、研究用小型輻照裝置一般採用鉛容器。水井式源盒用水作防護層，裝置結構簡單，排除故障能力強，倒源、裝源工序均可直接在水井中進行，因此被廣泛採用。水井結構和防護水層的質量均十分重要。井身呈獨立結構，垂直度高，以確保堅實牢固。在水泥層中間預埋10毫米厚的防水鋼筒，以防滲漏。要求水質透明、清晰，呈中性，故常用蒸餾水。
　　為防止輻射源的射線穿透牆壁到室外，對源室的牆壁材料和厚度有一定要求。必須從以下兩個方面估算防護牆厚度：①直射劑量的防護，先按源的放射性強度算出防護點上的劑量率，再對照該點允許的劑量範圍，得到應當減弱的倍數，然後根據防護材料種類、劑量減弱倍數、射線能量等參數查閱有關輻射手冊找出防護牆應有的厚度；②散射劑量的防護，γ射線每經過一次散射（建築物的一個彎道口），在離散射點 8～10米距離處，劑量減弱約10³倍，通過幾個彎道口，減弱倍數依次相乘，一般源室通道口的彎口應有三個，彎口間的距離不小於6米，常有「迷宮」之稱。
　　輻照區內安裝白熾燈和紅色警燈，並安裝有上下水管道、供電電源、緊急降源開關、通風裝置、劑量監察探頭、反射鏡框等，有條件時應配備工業電視錄像機。在輻照區內嚴禁安裝煤氣通道。內牆表面不宜用有機塗料，以白水泥塗層毛面內牆為宜，一則不反光耀眼，二則可防輻射分解，三則又收到吸水乾燥的效果。
　　源室防護門配有安全裝置(鏈鎖)，以防止升源狀態中工作人員誤入源室。防護門為鐵-鉛-鐵三層結構，門上方設有鉛玻璃窺視小窗口，工作人員可通過反射鏡觀察輻照台上的變化情況。
　　控制室  裝有電力升降等控制源室活動的設備。室內應光線柔和，力避噪音。控制室設在源室通道入口的一旁，以便值班人員隨時監察通道口的情況。
　　電子加速器輻照裝置  電子加速器是利用電磁場獲得高能電子射線或轉變成 X射線的裝置。裝置本身比較複雜，但相應防護設施比γ源的簡單。
　　電子加速器產生的電子束經聚焦後，能集中輻射到很小的實體上，若需擴大照射面積，使橫向得到均勻照射時，可在加速器的加速管出口安裝掃描裝置，掃描線圈以每秒幾百次的頻率把聚集電子束掃到1.5米²範圍內。對於小劑量實驗，加散射片就能達到同樣目的。
　　因為電子束輻照時能量集中，所以通風降溫設施不可缺少，否則窗口的金屬箔（鈦或鋁）會因吸收大量輻射能而發熱，輻照物的溫度也會升高。
　　電子束雖然射程短，穿透力差，但必須考慮到可能產生的X射線的危害。輻照物周圍空氣受輻照後，產生大量對人體有害的臭氧和氮的氧化物，故源室通常配有排氣裝置。
　　反應爐輻射源裝置  反應爐是一類有多種射線的大型輻射源，目前主要利用反應爐的中子源。多數反應爐泄漏中子可高達百分之十，泄漏的中子逸入屏蔽層內。在反應爐中附設輻射迴路是收集、利用泄漏中子的有效措施。選擇某種工作介質做載體，令它經過堆芯活性區附近受中子轟擊，產生短壽命放射性同位素，再由工作介質引出堆外，在衰變過程放出γ射線，即構成輻射循環迴路。它包括活化器、輻照室及各種輔助系統。輻射迴路提供了一種強γ輻射源，是輻射加工和基礎研究的有效手段。工作介質要選擇不裂變的物質，活化後大約有1小時或數小時的半衰期，活化截面大，每次衰變釋放能量強，如¹¹⁵In(n，γ)¹¹⁶In^m等。¹¹⁶In^m的半衰期是54分鐘，γ射線能量是1.294兆電子伏。輻射迴路可提供較大功率，機動性強，起到了綜合利用反應爐的作用。

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