能量型X荧光光谱仪辐射伤害初探

仪器信息网“第五届科学仪器网络原创作品大奖赛”获奖作品选集 103能量型 X荧光光谱仪辐射伤害初探侯世峰 刘 俊(深圳力先达公 司，深圳 518057)摘 要：目前国内市场上能量色散型光谱仪数量众多，但很多操作人员对该类仪器造成的辐射伤害不甚了解。

本文对 EDXRF的辐射问题做一个简单科普，对辐射基础知识、国家相关标准做一介绍，用现场测试的方式得出该类产品的大致辐射结果，并针对相关辐射伤害做出论述，使读者能够对 EDXRF辐射伤害有一个明晰化的认知。

关键词：EDXRFi电离辐射；辐射累积DOI：10．3969／j．issn．1001—232x．2013．05．021随着欧盟关于 ROHS、卤素标准以及中国版china—ROHS测试标准在国内单位的普及化，相关标准所用到的能量型 X荧光光谱仪 (以下简称EDXRF)在国内日渐增多，根据各方回馈的数值来看，国内 EDXRF的数量保守估计在 5000台以上，操作 EDXRF的人员超过万名。笔者在从事销售工作的过程中发现，由于厂家培训不到位或者因人员流动导致 的后续 培训 不规范，很多操作人员对EDXRF可能产生的辐射危害并没有明确认识，主要存在两种现象：(1)使用者不知道该设备有辐射性，操作很不规范，直接将放射源对准个人或他人，容易造成人体伤害；(2)有恐惧心理，导致 日常工作不能有序进行。而这主要是大家对辐射相关知识和EDxRF仪器的探测原理不熟悉所致。

l 辐射的定义、分类以及危害辐射指的是能量以电磁波或粒子(如 a粒子、B粒子等)的形式向外扩散。自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射 。

辐射一般分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线(粒子或波的双重形式)。电离辐射可以从原子或分子里面电离出至少一个电子。反之，非电离辐射则不行，太阳辐射、电磁辐射(除 X射线和 7射线)和热辐射属于非电离辐射。EDXRF产生的辐射主要是电离辐射。

电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，其种类很多。电离辐射的主要种类如下：(1)a射线，也称“甲种射线”。是放射性物质所放出的 a粒子流 ，带正 电荷 ，可 由多种放射性 物质(如镭)发射 出来。由于 a粒 子的质量 比电子大得多，通过物质时极易使其中的原子电离而损失能量，因此它能穿透物质的本领比 B射线弱得多，容易被薄层物质所阻挡，其在空气中的射程只有几厘米，只要一张纸或健康的皮肤就能挡住。但如果吸入或进食具有 a粒子放射性的物质，譬如吸入了辐射粉尘，a粒子就能直接破坏内脏细胞。它穿透能力弱，但电离能强，它对生物所造成的危害并不下于其他辐射。

(2) 射线。p射线是一种带电荷的、高速运行、从核素放射性衰变中释放出的粒子，贯穿能力很强，电离作用弱。人类受到来源于人造或自然界(氚，C～ 14等) 射线的照射，B射线比a射线更具有穿透力，在空气中能走几百厘米的路程(等同于可以穿过几毫米厚的铝片)，一些 B射线能穿透皮肤，引起放射性伤害。但在穿过同样距离，其引起的损伤较 a射线小。一般而言，B粒子能被体外衣服消减、阻挡或被一张几毫米厚的铝箔完全阻挡，但它一旦进入体内引起的危害更大。

(3)X射线和7射线，x射线是波长介于紫外线和 7射线 间的电磁辐射。x射线的特征是波长非作者简介：侯世峰，男，1979年出生，大学本科，在深圳力先达公司从事 EDXRF的销售和技术服务工作。

仪器信息网“第五届科学仪器网络原创作品大奖赛”获奖作品选集104 仪器信息网“第五届科学仪器网络原创作品大奖赛”获奖作品选集常短，频率很高，是不带电的粒子流。是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，是波长短于 0．2埃的电磁波。7射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。7射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。

高速带电粒子有 a粒子、8粒子、质子，不带电粒子有 中子 以及 X射线 、7射线 。当相关射线接触到人体细胞时，由于人体细胞大约由数万亿个原子组成，电离辐射会从细胞原子中电离出电子，导致细胞结构改变 ，因此可能引起细胞癌变。电离辐射引起癌症的几率取决于辐射剂量率及接受辐射生物之感应性。与其它辐射相比，电离辐射对人体的伤害更大。操作人员应该 注意采取 防护措施 ，避免操作不当引起电离辐射伤害。如果将电离辐射的种类用动物比喻的话 ，a射线可 以看做是黑熊 ，乍 看无害 ，实则凶猛；B射线可以看做是老虎，凶猛且具主动进攻性；X射线可以看做是蜜蜂群，单个伤害不大，但被一群蜜蜂蛰也有致命危险；7射线可以看做是黄蜂群，单个伤害就比较大，被一群黄蜂蜇，就会有很大的致命危险。黑熊和老虎虽然凶猛，可很难碰到，蜂群则在 日常可见，需小心应对。故 x射线的辐射危害更值得我们重视 。

2 EDXRF仪器的放射装置标准和相关防护措施对于 EDXRF的放 射装 置分类 ，国家标 准依据主要有 3条：(1)国务院《放射性与射线装置安全和防护条例》第四条中规定：国家对放射源和射线装置实行分类管理。根据放射源、射线装置对人体健康和环境的潜在危害程度 ，从高到低 将放射 源分为 工类 、Ⅱ类 、Ⅲ类 、Ⅳ类 、V类 ，具体分类办法 由国务 院环境保护主管部门制定；将射线装置分为 工类、Ⅱ类、Ⅲ类，具体分类办法由国务院环境保护主管部门同国务院卫生主管部门制定。(2)根据国家环境保护总局公告 2006年第 26号对射线装置的分类，EDXRF为第Ⅲ类放射装置；从放射源管理上分类，EDXRF为第 V类放射源。(3)根据国家环境保护总局公告 2005年第 62号公告《放射源分类办法》描述，Ⅲ类为低危险射线装置，发生事故时一般不会造成受照人员的放射损伤。

一 般而言，EDXRF生产厂家是都有如下防护措施：(1)X光管采用铅层外壳，有效阻止 X光管在工作时产生的射线散发辐射可能，一般而言这是 x光管制造商做的，国内现有的主流 EDXRF仪器均能做到这一点 ；(2)X光管在发射 X射线 照射样 品时，为防止 x射线射穿样品造成额外辐射，仪器厂家均会采用金属盖盖住样品仓，避免 x射线工作时对人体造成辐射伤害。因此仪器在工作时需要盖住舱体，避免造成辐射。x射线的穿透力在金属里最多只有几个毫米 ，而厂家为了确保辐射防护 ，舱盖厚度远远大于此厚度 ，部分厂家甚至整个外壳全用铅层覆盖，这也是该类仪器比较重的主要原因；(3)大多数厂家均有开仓 X射线 自动停止工作的设置，确保打开样品仓后不会对人体造成伤害；(4)其它防护措施 ，各厂家设置不一，不做赘述。

EDXRF为第 1II类放射装置，由厂家提供了有效防护措施，在规范操作的情况下，一般不会对操作人员造成放射损伤。

3 EDXRF产生辐射的具体测试EDXRF仪器是用高压电源通过 x光管发射 X射线，x射线照射到物体表面，进行待测物的元素成分检测，故 EDXRF造成的主要辐射为电离辐射，其中辐射又主要有仪器工作时的 X射线辐射和 X射线经高压击穿待测物或空气产生的电离电荷。从EDXRF的工作原理、相关国家标准以及生产厂家的防护措施可以看出，EDXRF的辐射伤害还是很小的，那么实际情况如何呢?下面我们将仪器工作前后工作场所含有的X射线辐射情况进行检测，并将该辐射值和工作场所其它物品所含辐射做一对 比。

检测仪器为 CIT一2000F Y～-／剂量仪 (能谱仪)，该仪器被多家检测机构以及富士康等大型公司使用。被测仪器为深圳力先达的 CIT一3000SL。

测试 时间为 2012年 12月 29 Ft，测试地点为深圳力先达成都生产基地。

仪器信息网“第五届科学仪器网络原创作品大奖赛”获奖作品选集
106 仪器信息网“第五届科学仪器网络原创作品大奖赛”获奖作品选集从开箱不工作状态的测试数据来看，该设备与大气辐射数值相比还是有微量辐射存在的，但已经微乎其微。在我们生活的大气中，也有辐射本底存在(主要是氡元素辐射以及切尔诺贝利核泄漏的后续影响)，因为我公司非官方机构，无权发布相关测试数据，故不发表相关图片，一般认为，日常生活中的辐射剂量为0．05~Sv／h。一般认为人体能够承受的 辐 射 总 剂 量 不 得 超 过 50mSv／h(1 Sv一0．001roSy)。

4 EDXRF对操作人员的危害性探讨从实际测试结果来看，该类仪器产生的电离辐射还是很微小的，但是否真的对人体无伤害呢，并不能根据相关数据武断做出结论，因为这又涉及到另一 个问题 ：辐射剂量及其累积效应。辐射剂量的相关定义数量较多而且较难流畅表述，换个说法，以人在雨中行走为例：相同的降雨量，在 5min内下完，可能是暴雨 ；lh下完是小雨 ，1d内下完 就成 了毛毛细雨。因人都在雨中行走，暴雨对人伤害最大，小雨次之，毛毛细雨似乎可以无视。在实际情况中，在暴雨小雨中行走不打伞的情况很少，而在毛毛细雨中几乎都不打伞，而大家因下雨而患感冒等病症的情况下往往是在毛毛细雨中长时间行走不注意防护着凉而导致的。这是因为长时间在细雨中行走累积的雨量也并不少。辐射其实也是一样的。辐射存在着一 个累积效应，即人体受辐射后，部分辐射能会累积在人体，数量过大后从量变形成质变，最终使人体患病 。但有意思的是，人如果 长时间在辐射环境下工作身体会产生辐射抗性，对辐射的承受量要大于普通人，这就如同人偶尔在雨中行走会着凉感冒，但天天都下雨，不得不在雨中工作，反而会较少感冒一样，身体自身的调节能力会发挥作用。现在医学中还发现一个有趣的低水平辐射兴奋效应，即探讨低水平辐射 (剂量在 0．2Gy以内的低 LET辐射或0．05Gy以内的高 LET辐射被认为是低剂量辐射，若同时剂量率在 0．05Gy／min以内，则成为低水平辐射)对机体免疫功能的增加及在癌症的预防与治疗方面的应用，试图通过相关研究增强我们对辐射的防御与利用，改变人们对辐射的恐惧心理，并将辐射变为促进人类的发展与健康的手段之一。总之，电离辐射即便小也不能忽视其危害，要防止产生辐射积累，但即便产生微量的辐射积累，也不用过于担心，人体有自我调节机制。

转回EDXRF的辐射方面，EDXRF的辐射主要有工作时 x射线的电离辐射和仪器共有的电磁辐射。电离辐射根据实际测试结果可知辐射微小，但因存在累积效应，建议工作地点要注意通风，电磁辐射按照普通仪器防护即可。

5 小 结人类对辐射的系统研究，在上个世纪末才予以重视。可以说 ，与工业 的发展和社会 的不断进步相比，人们对辐射的了解，目前还很浅显，辐射造成危害的相关研究更是处于初始阶段，虽然新生事物的不断发展，新的辐射源对人类造成的影响需要时问来进行验证和解决。这在一定程度上，也造成大家对辐射的不了解和恐惧。

在使用该类仪器时，不必有恐惧心理，以操作一般仪器的心态使用即可，也不要因觉得其辐射低而不注意防护作造成不必要的累积辐射，毕竟身处现在这个工业大环境，一处设备的辐射量虽然不多，但接触多了，也有可能对人体造成不必要伤害。虽然目前世界上并无因使用 EDXRF仪器而对人身造成伤害的报道，但谨慎起见，不建议孕妇和身体素质特别差的人员使用。

EDXRF的辐射 作 为辐射 学 科 的一个 微 小分支，相关的研究很少，能够查阅和借鉴的资料也不多，随着时间的推移，也许我们目前看来正确的结论会有所改变。作为使用者，我们应该正视 EDXRF确实存在辐射现象，并理性看待，用厂家培训时所告知的正确操作方式进行仪器操作。

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