在屏蔽良好的加速器工作環(huán)境中，加速器停機(jī)后，感生放射性是放射工作人員、維護(hù)人員所受內(nèi)外的照射的重要來源，那么該如何做好輻射防護(hù)。
隨著核技術(shù)快速發(fā)展，電子加速器在工業(yè)輻照、無損檢測(cè)、海關(guān)集裝箱安全檢查、醫(yī)療腫瘤治療和科學(xué)研究等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。在造福于人類的同時(shí)，其運(yùn)行中感生放射性的問題也受到國(guó)內(nèi)外行業(yè)人士的高度重視。在其能量較低時(shí)（小于5MeV），感生放射性基本可以忽略，但隨著能量不斷增加，能量超過10MeV的粒子加速器都將產(chǎn)生或多或少的感生放射性。這是由加速器的瞬時(shí)輻射場(chǎng)，即初級(jí)粒子和次級(jí)粒子與加速器組件和周圍物質(zhì)互相作用產(chǎn)生活化產(chǎn)物的結(jié)果。對(duì)于一個(gè)屏蔽良好的加速器工作環(huán)境而言，當(dāng)加速器停機(jī)后，感生放射性是放射工作人員、維護(hù)人員所受內(nèi)外照射的重要來源。
什么是感生放射性？
感生放射性（Induced radioactivity）是指原本穩(wěn)定的材料因?yàn)榻邮芰颂厥獾妮椛�，材料的原子核俘獲或失去中子變成不穩(wěn)定的原子，成為一種不穩(wěn)定的核素而產(chǎn)生的放射性，它也是一種人工放射性。人工放射性是較輕的元素被人為改變或通過感應(yīng)而具有的放射性。感生放射性生成的主要兩種方式：
中子活化：中子活化是生成感生放射性的主要方式，當(dāng)自由中子被原子核俘獲時(shí)會(huì)生成一個(gè)新的同位素，這種同位素不一定穩(wěn)定，它的性質(zhì)取決于原來的元素，這種新的不穩(wěn)定同位素往穩(wěn)定方向進(jìn)行反應(yīng)，而產(chǎn)生感生放射性，即為感生放射性。核物理知識(shí)告訴我們，被中子慢化劑減速的中子稱為熱中子，它比快中子更容易被原子核俘獲生成不穩(wěn)定核素。
光致蛻變：光致蛻變是生成感生放射的另一種方式，它是用光致蛻變?nèi)コ雍酥械囊粋�(gè)中子，即一個(gè)高能光子（如伽馬射線）帶著比原子的結(jié)合更高的能量轟擊原子核，原子核獲得能量，放出一個(gè)中子，生成一種不穩(wěn)定的同位素。但這種方式屬一種少見的反應(yīng)，原因在于這種反應(yīng)發(fā)生，光子必須具有足夠的能量，即達(dá)到反應(yīng)閾能，如對(duì)氫核所需能量須達(dá)到2MeV，多數(shù)重核需要的能量大約是10MeV或更高。
加速器運(yùn)行中的感生放射性
加速器運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生兩種有危害的輻射，一種是瞬時(shí)輻射，另一種是剩余輻射。
瞬時(shí)輻射是在加速器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生，關(guān)機(jī)后即可消失。它包括初級(jí)輻射和次級(jí)輻射，初級(jí)輻射是指被加速器加速的帶電粒子，而次級(jí)輻射是指被加速的帶電粒子與靶物質(zhì)或加速器結(jié)構(gòu)等材料相互作用產(chǎn)生的X射線和中子等。
而剩余輻射是指輻射（X射線和中子等）與周圍物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的感生放射性材料放射出的輻射，如β、γ射線等。剩余輻射具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）隨著加速器運(yùn)行時(shí)間的增加而累積；
（2）加速器停機(jī)后仍然存在；
（3）隨加速器停機(jī)時(shí)間增長(zhǎng)而減弱，短壽命活化核素變少。
瞬時(shí)輻射僅僅存在于加速器運(yùn)行時(shí)，易于被人們認(rèn)識(shí)，并加以屏蔽防護(hù)，如加速器機(jī)房輻射屏蔽精心設(shè)計(jì)，嚴(yán)格施工就出于對(duì)瞬時(shí)輻射的考慮。而剩余輻射，即感生放射性，在加速器運(yùn)行或不運(yùn)行時(shí)均存在，相對(duì)瞬時(shí)輻射而言，更具有隱蔽性，不易被人們認(rèn)識(shí)，但其危害不容忽視。
加速器產(chǎn)生感生放射性的機(jī)制
感生放射性的種類取決于加速粒子的種類、能量、束流強(qiáng)度、靶材料的性質(zhì)以及運(yùn)行時(shí)間等種種因素。感生放射性產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)是核反應(yīng)，只有當(dāng)滿足核反應(yīng)條件時(shí)才會(huì)產(chǎn)生感生放射性。
（1）任何能量的入射中子均能夠引起核反應(yīng)，因?yàn)橹凶釉谠雍送馐遣环�(wěn)定的，所以總是被其他原子核捕獲而激發(fā)核反應(yīng)。加速器的感生放射性多數(shù)是由中子活化引起的，不管中子能量如何，均能引起活化。當(dāng)電子束或X線的能量大于（γ.n）反應(yīng)閾能時(shí)即可產(chǎn)生中子，其能譜是連續(xù)的，最大能量大致等于X線（電子）最高能量與（γ.n）反應(yīng)閾已有之差。從核反應(yīng)閾能來看，能夠直接產(chǎn)生感生放射性核素的帶電粒子能量多數(shù)>5~10MeV，而大多數(shù)天然核素的（γ.n）反應(yīng)能都大于10MeV。因此，小于10MeV的電子加速器不用考慮會(huì)產(chǎn)生感生放射性的問題。
實(shí)驗(yàn)證明，高能加速器在運(yùn)行中發(fā)射的電離輻射通過空氣時(shí)，當(dāng)輻射的能量達(dá)到或超過發(fā)生（γ.n）反應(yīng)的閾能時(shí)，會(huì)產(chǎn)生11C、13N、15O等放射性氣體，其中核反應(yīng)14N（γ.n）13N的能閾為10.6MeV，所產(chǎn)生的核素13N的半衰期為10min；核反應(yīng)16O（γ.n） 15O的能閾為15.7MeV，所產(chǎn)生的核素15O的半衰期為124s；核反應(yīng)12C（γ.n）11C的能閾為18.7MeV，所產(chǎn)生的核素11C的半衰期為20.5min。
（2）對(duì)于電子、質(zhì)子等其他粒子而言，在以下二種情況可引起核反應(yīng)：1）其能量達(dá)到產(chǎn)生中子的反應(yīng)閾能，通過產(chǎn)生的中子而激發(fā)核反應(yīng)；2）其能量要足夠大到核碎裂時(shí)才能引起感生放射性。
從核反應(yīng)的閾能來看，能夠直接產(chǎn)生感生放射性的被加速帶電粒子能量多數(shù)需要>5~10MeV（氘的閾能為2.23MeV，鈹?shù)拈撃転?/SPAN>1.67MeV）。與質(zhì)子和離子加速器不同，電子加速器上產(chǎn)生的感生放射性主要不是由原始粒子（電子）與介質(zhì)的相互作用，因?yàn)闊o論電子能量如何，它的核反應(yīng)截面都極小，它的產(chǎn)生機(jī)理是由于電子與介質(zhì)作用產(chǎn)生軔致輻射，生成的高能的光子（一般大于10MeV）與介質(zhì)光核反應(yīng)，其后的中子、介子又引起核反應(yīng)。
加速器感生放射性的輻射防護(hù)
上述可知，加速器機(jī)頭處以及空氣中的感生放射水平應(yīng)與高能粒子能量、粒子種類、機(jī)頭處的結(jié)構(gòu)材料、照射時(shí)間、冷卻時(shí)間及加速器出束間的通風(fēng)狀況等有關(guān)。有人實(shí)驗(yàn)指出，加速器出束間空氣中感生放射性核素主要有3H、7Be、11C、13N、15O、41Ar等，除輻射直接與空氣作用生成外，其中有加速器本身結(jié)構(gòu)材料因腐蝕脫落而飄浮在空氣中，也有加速器冷卻水受熱蒸發(fā)進(jìn)入空氣，這些都是加速器出束室內(nèi)空氣感生放射性的可能來源之一。
降低加速器出束間感生放射性水平的措施：首先要選擇合適的靶物質(zhì)及機(jī)殼材料，并減少機(jī)房?jī)?nèi)與工作無關(guān)的物質(zhì)；第二是盡量利用低能X射線工作，小于10MeV；第三是建立合理有效的通風(fēng)系統(tǒng)。
輻射工作人員要嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作和采取合適的輻射防護(hù)措施，減少感生放射性引起的內(nèi)外照射。設(shè)備維護(hù)人員對(duì)高能加速器進(jìn)行維修時(shí)，應(yīng)考慮加速器機(jī)頭處的感生放射的輻射防護(hù)。
退役后的直線加速器相關(guān)部件要作妥善處置，減少較長(zhǎng)壽命感生放射性帶來的潛在危害。（來自《廣東輻射防護(hù)》2016年9月號(hào)總第17期）
