辐射防护服的选用

　　HSE资讯：物体通过辐射所放出的能量，称为辐射能。辐射按伦琴/小时(R)计算。辐射可以分为粒子辐射和电磁波辐射， 其中粒子辐射包括中子辐射、质子辐射和电子辐射等， 电磁波辐射分为X 射线、紫外线和微波辐射等。这些辐射对人体的危害较大， 其中电磁波辐射和中子辐射比较难防护。辐射防护服应该具有良好的导电性能， 还要有很好的加工性能， 生产此种防护服的材料有金属纤维及其混纺交织织物、真空镀层织物、金属涂层织物、硫化铜织物和化学镀金属织物等。

　　微波是指频率为300MHz—300GHz，相应波长为1m～1mm范磁波。微波辐射对人体的伤害作用主要是其生物效应，包括热效应和非热效应。微波辐射对中枢神经系统和心血管系统危害较大，易使人出现疲乏、头昏、失眠、脱发、记忆力衰退等非特异性的神经衰弱综合症，使血流动力学发生改变，血管通透性和张力降低，心电图和脑血流图发生异常。此外，微波辐射可使内分泌系统功能紊乱，妇女表现为月经周期紊乱，男子表现为性功能低下。高强度微波辐射可引起微波性白内障。微波辐射还会影响消化系统、免疫系统，损害骨髓，引起肺、肝、肾等脏器的组织损伤，使人的嗅觉迟钝和听觉灵敏度下降，痛阈提高以及致癌等。

　　对于低功率微波，可以采用微波辐射个体防护装备加以防护。如微波防护服、微波防护帽、防护围裙与面罩及微波防护眼镜等。我国于20世纪60年代开始研究微波辐射防护服，70年代正式生产铜丝与榨蚕丝混纺布制成的防护服，推向市场。80年代研制成功了不锈钢软化纤维屏蔽织物与服装、特殊工艺镀膜屏蔽织物与服装，并已装备雷达、微波加热、微波理疗、卫星地面站、微波通信等系统的人员防护，效果较好。

　　目前这些防护服装主要由两大类织物制成：掺有防微波辐射纤维的织物和涂层织物。前者是制作微波防护服装的主要面料，采用金属纤维与普通纤维按一定比例混纺，经特殊艺使之充分均匀混合而制成的金属纤维混纺纱织物。按生产方法的不同可分为金属纤维（如不锈钢纤维）、金属镀层纤维（在金属纤维表面涂一层塑料后制成的纤维）、涂覆金属纤维（如镀铝、镀锌、镀铜、镀镍、镀银的聚酯纤维、玻璃纤维等）。此种织物具有防微波辐射性能好、质轻、柔韧性好、耐环境性能好、耐洗涤等优点，是一种比较理想的微波防护面料，具有25—35dB的衰减值。以这类织物作为屏蔽层，衣服外层为具有一定绝缘性能的涤棉布，内层为真丝里制成的微波防护服，具有易脱落、比较柔软舒适、重量轻的特点，是目前较新、效果较好的微波防护服。涂层织物主要是在表面涂覆导电材料来使其具有辐射的功能。目前已有在轻质涤纶绸表面镀铝的微波防护服，并增加了穿着的舒适性，屏蔽率达99. 96%，但耐环境性能还有待进一步提高。

　　（二）中子辐射防护服

　　中子虽不带电荷，但具有很强的穿透力，它在空气和其他物质中，可以传播更远的距离，对人体产生的危害比相同剂量的X射线更为严重。中子辐射防护服主要由防中子辐射纤维制成。防中子辐射纤维是指对中子流具有突出抗辐射性能的特种合成纤维，在高能辐射下它仍能保持较好的力学性能和电气性能，并同时具有良好的耐高温和抗燃性能。由防中子辐射纤维制成的防护服，其作用就是要将快速中子减速和将慢速（热）中子吸收。通常的中子辐射防护服只能对中、低能中子防护有效。日本将锂和硼的化合物粉末与聚乙烯树脂共聚后，采用熔融皮芯复合纺丝工艺研制了防中子辐射纤维材料，纤维的强度可达20-30cN/tex，断裂伸长为21%—32%。由于纤维中锂或硼化合物的含量高达纤维重量的30%，因而具有较好的防护性，广辐射效果，可加工成机织物和非织造布，定重为430g/m2的机织物的热中子屏蔽率可达40%，常用于医院放疗室内医生与病人的防护。国内采用硼化合物、重金属化合物与聚丙烯等共混后熔纺制成了皮芯型防中子、防X射线纤维。纤维中的碳化硼含量可达35%，纤维强度可达23-27cN/tex，断裂伸长达20%-40%，可加工成针织物、机织物和非织造布，用在原子能反应堆周围，可使中子辐射防护屏蔽率44%以上。

　　X射线常用于医疗器械，可以用来对人体内脏的某些疾病或用于工件的质量检测。有关工作人员长期接触X射线，会对人体的性腺、红骨髓等产生伤害，若超过一定的剂量会造成白血病、骨肿瘤等疾病，给生命带来严重威胁。X射线防护服主要由防X射线纤维制成，防X射线纤维是指对X射线具有防护功能的纤维。防X射线的材料一般是含铅的玻璃、有机玻璃及橡胶等制品。采用这些防护产品，不仅笨重，而且其中的铅氧化物还有一定毒性，会对环境产生一定程度的污染。目前研制成的新型防X射线的纤维，是利用聚丙烯和固体X射线屏蔽剂材料复合制成的，成品纤维的线密度在2.2dtex以上，纤维的断裂强度可达20-30cN/tex左右，断裂伸长率约为25%—45%。由防X射线纤维制成的具有一定厚度的非织造布，对X射线的屏蔽率随着X射线仪上管电压的增加而有所下降，又随非织造布平方米重量的增加而有一定程度的上升。由聚丙烯为基础制成的防X射线纤维做成的非织造布，对中、低能量的X射线具有较好的屏蔽效果。当用于防护服的非织造布的定重在600g/m2以上时，对中、低能X射线的屏蔽率可达到70%以上。可以通过调节织物的厚度或增加层数来提高防护服的屏蔽率。

　　适量的紫外线照射可使人体体内交感神经系统保持适当的紧张度，增强体内非特异免疫水平，防止佝偻病和软骨病。但过量的紫外线照射将诱发晒斑和皮肤癌，使皮肤老化、干痛、表皮皱缩。此外，过量的紫外线可抑制免疫细胞，引起免疫系统功能低下，作用于眼睛可引起急性角膜结膜炎，严重者可导致白内障。

　　太阳光中紫外区可分为三段：波长400-320nm区域称UV -A；波长320-280nm区域称UV -B；波长280-200nm区域称UV - Co UV - C波长较短，在空气中已被吸收，不能达到地球表面。紫外线在日光中约占6%，其中UV -A的比例较大，UV -B比例较小o UV-A会透过表皮组织下面，使肌肉失去弹性，皮肤变粗糙，形成皱纹；UV -B则会致皮肤癌。

　　目前，紫外线防护服对紫外线的衰减几乎全部由织物中的抗紫外线纤维来实现。抗紫外线纤维是用紫外线吸收剂或紫外线屏蔽剂等与成纤高聚物共混纺丝制成。抗紫外线纤维主要分为两类：紫外线吸收纤维和紫外线屏蔽纤维。抗紫外线纤维经纺织加工后，不仅可制作紫外线防护服，还可用于制作衬衫、运动服、制服、袜子、帽子、窗帘及遮阳伞等。

　　1．紫外线吸收纤维

　　此类纤维中主要加入了紫外线吸收剂（多为有机化合物），可有效吸收紫外线。

　　(1)二苯甲酮类化合物。这类化合物的紫外线吸收作用是依靠分子结构中酮式与烯醇式的转换，把吸收的光能转换成热能。UvinueD - 49(BASF)的分子结构中有多个羟基，对棉纤维有较高的吸附能力，可作为棉织物防紫外线整理剂。把二苯甲酮类化合物磺化后，就具有酸性染料的性质，可用作丝绸的防紫外线整理剂。

　　(2)苯并三唑类化合物。这类化合物因为水溶性低，结构与分散染料相近，又有一定的升华牢度，可作为绦纶高温高压同浴染色时作紫外线防护整理。

　　(3)反应性紫外线吸收剂。瑞士科莱思公司开发的Rayosam系列产品，可与纤维素上的羟基或聚酰胺纤维上的氨基发生反应，耐洗牢度较好。经整理的织物不会改变其外观、手感及通气性。

　　(4)脂肪族多元醇类化合物。日本Shiibo公司产品RICAKGUARD是用这种化合物整理的织物。据报道，经整理后织物的UV透过率仅为1.6%，洗涤30次后UV透过率也只有3. 4%，它可用于棉及涤／棉织物。经整理后的织物色牢度、透气性和吸湿性可保持不变。

　　2．紫外线屏蔽纤维

　　此类纤维中主要加入了紫外线屏蔽剂（多为无机化合物），可有效屏蔽紫外线辐射。

　　紫外线屏蔽剂大都是一些折射率较高的金属氧化物，如氧化锌、二氧化钛等。氧化锌的折射率是1. 9，二氧化钛则高达2.6。氧化锌由于折射率相对较低，因此涂布在织物上的漫射率也低，透明度也就高一点。日本某公司开发了超细氧化锌粒子，粒子为六方晶系。由于结晶度高，比表面能小，所以易于分散。它可以单分散状态吸附在织物上，有较高的透明性，且廉价易得，具有抗菌防臭作用，所以应用较广泛。

　　典型的抗紫外线纤维有日本可乐丽公司的ESMO纤维，该纤维由氧化锌及陶瓷细粉与聚酯共混纺丝制成，其紫外线透过率为棉的1/15，涤纶的1/6。北京服装学院曾测试过经氧化锌处理的织物，其紫外线屏蔽率可达89%。经二氧化钛处理的织物，紫外线屏蔽率为84. 5%，经五次洗涤后，屏蔽率仍达83. 6%我国厦门华普高技术产业有限公司开发的纳米及陶瓷棉纺织品，具有抗紫外线、抗菌及远红外保温功能。

　　紫外线防护服的紫外线吸收及屏蔽效果的影响因素很多，主要有波长、纤维的种类、织物覆盖系数、织物的厚度、织物的颜色等。