放射性基本知識(0805)

1、輻輻電電磁磁波波光光輻輻射射核輻射熱輻射光子光子重粒子重粒子中子、宇宙射線中子、宇宙射線 、X X 射線射線 射線、電子束射線、電子束 射線射線微波微波( (電磁輻射電磁輻射) )無線電波無線電波( (電磁輻射電磁輻射) )實際上，放射性物質(zhì)無處不在，實際上，放射性物質(zhì)無處不在，只不過含量高低不同罷了。如環(huán)只不過含量高低不同罷了。如環(huán)境和食物就含有或多或少的天然境和食物就含有或多或少的天然放射性物質(zhì)和核試驗殘留的放射放射性物質(zhì)和核試驗殘留的放射性物質(zhì)（如性物質(zhì)（如Cs-137Cs-137和和Sr-90)Sr-90)。NS磁鐵鐳 源（放在鉛屏蔽罐中）X X射線射線德國物理學家倫琴于1895年在研

2、究陰極射線的時候，發(fā)現(xiàn)了一種奇特的射線，它能量高、穿透力強、能殺死細胞和組織。由于當時知其甚少，所以稱為X X射線射線，又叫倫琴射線倫琴射線。X X射線的問世，在醫(yī)學和工射線的問世，在醫(yī)學和工業(yè)技術領域得到了業(yè)技術領域得到了廣泛的應用，如透視、成像、探傷等），高壓電源高壓電源低壓電源低壓電源靶靶X射線tOeIII：穿透物件后的射線強度：穿透物件后的射線強度I0：穿透物件前的射線強度穿透物件前的射線強度 ：物質(zhì)對射線的吸收系數(shù)（對同一材料為一常數(shù)）：物質(zhì)對射線的吸收系數(shù)（對同一材料為一常數(shù)） ：物件的比重：物件的比重t：物件的厚度：物件的厚度 測厚靈敏度可達測厚靈敏度可達0.010.001mm.

3、厚度（密度）厚度（密度）穿透后的射線強度穿透后的射線強度不同材料對不同材料對X和和GAMMA的半屏蔽衰減厚度（cm）的半屏蔽衰減厚度（cm）高：大低：小宇宙射線的強弱變化地鐵地鐵-10米米高山高山1000米米海平面海平面0米米100nGy/h28nGy/h1nGy/ht = 0 秒秒t = 1 秒秒1000個個500個個A=(1000-500) /1秒秒=500Bq5kg輻射體輻射體受照體受照體 射線射線 射線射線 射線射線輻 射 能 量renairED)/(24rAairD)/en（1.E+041.E+051.E+061.E+071.E+081.E+090.00.51.01.52.02.5距

4、離(m)距離(m)空氣吸收劑量率(nGy/h)空氣吸收劑量率(nGy/h)對于不同的射線，即對于不同的射線，即使劑量相同，對受照使劑量相同，對受照物體所產(chǎn)生的效果可物體所產(chǎn)生的效果可能不同，為描述不同能不同，為描述不同射線對受照體的不同射線對受照體的不同作用效果作用效果引入劑引入劑量當量。量當量。劑量當量劑量當量= =劑量劑量射線射線的品質(zhì)因子。的品質(zhì)因子。單位：希福特單位：希福特(Sv).(Sv). 輻射類型或射線能量輻射品質(zhì)因子Wr所有光子1所有電子1中子20MeV5質(zhì)子 2MeV5a 粒子20不同粒子的輻射品質(zhì)因子W r0 05005001000100015001500200020002

5、50025000 05 510101515202025253030 60Co衰變曲線衰變曲線年年原子數(shù)原子數(shù)核素元素符號半衰期鏑-152152Dy10-9秒碘-131131I8.04天銫-137137Cs30.17年镅-241241Am432.2年鈾-238238U4.5x109年 放射性原子核的衰變不受一般的物理、化學變化的影放射性原子核的衰變不受一般的物理、化學變化的影響，只有核反應才起作用。因此企圖用火燒、壓打、酸溶、響，只有核反應才起作用。因此企圖用火燒、壓打、酸溶、堿泡等的方法來消減放射性是不科學、也是不可能的。堿泡等的方法來消減放射性是不科學、也是不可能的。組織或器官組織或器官非隨

6、機效應非隨機效應照射方式照射方式劑量閾值( G y )劑量閾值( G y )紅 斑單次68暫時性脫毛單次35永久性脫毛單次7晶體渾濁(100%發(fā)生)單次7.5白內(nèi)障單次5暫時性不育多次0.15永久性不育多次3.5卵巢永久性絕經(jīng)單次3.56白細胞暫時減少多次0.5致死性再生不良多次1.5皮膚眼睛睪丸骨髓一年接受的劑量(mSv)危險度11/10000055/100000505/100005005/1000對職業(yè)性照射個人和公眾所規(guī)定的年劑量限值。對職業(yè)性照射個人和公眾所規(guī)定的年劑量限值。照射人員類別全身均勻照射職業(yè)照射個人20mSv/a公眾照射個人1mSv/a一年接受的劑量(mSv)死亡率0.11

7、/100000011/100000202/10000505/10000公公 眾眾職職 業(yè)業(yè)危危 險險 來來 由由年危險度年危險度相當于公眾劑量限值危險度的倍數(shù)相當于公眾劑量限值危險度的倍數(shù)惡性腫瘤（中國）惡性腫瘤（中國）6 x 10-46060肺癌肺癌(每天每天10支煙所致支煙所致)5 x 10-45050交通事故（中國）交通事故（中國）1 x 10-42020交通事故（美國）交通事故（美國）2.5 x 10-42525家中事故（英國）家中事故（英國）1 x 10-41010觸電事故觸電事故6 x 10-60.60.6賽車、賽馬（美國）賽車、賽馬（美國）1 x 10-3100100旋旋 風風1

8、 x 10-51 1洪洪 水水2 x 10-60.20.2職職 業(yè)業(yè)死死 因因 范范 圍圍 年危險度年危險度相當于職業(yè)劑量限值危險度的倍數(shù)相當于職業(yè)劑量限值危險度的倍數(shù)采礦業(yè)采礦業(yè)(65-74)事故事故世界世界1.1 x 10-35.55.5制造業(yè)制造業(yè)(65-74)事故事故世界世界1.9 x 10-40.90.9建筑業(yè)建筑業(yè)(65-75)事故事故世界世界6.7 x 10-43.43.4鐵路鐵路(65-77)事故事故世界世界4.5 x 10-42.52.5各種工業(yè)各種工業(yè)(65-78)事故事故世界世界6.0 x 10-43 3各種工業(yè)各種工業(yè)(65-79)職業(yè)病職業(yè)病意大利意大利1.1 x 1

9、0-35.55.5w 在維護正當化原則的前提下，所有輻射照射都在維護正當化原則的前提下，所有輻射照射都必須保持可以合理達到的、盡可能低的水平。必須保持可以合理達到的、盡可能低的水平。 射線射線 射線射線 射線射線輻射防護三種辦法輻射防護三種辦法含有放射性含有放射性氣體氣體粉塵粉塵液體液體 口口 鼻鼻傷口傷口體體 內(nèi)內(nèi) )/(500)/(105)(8250)(10173.hnGyhSvhSvtHD放射性核素吸入1微米顆粒吸入2微米顆粒食入Co-609.60E-097.10E-093.40E-09Tc-99m1.20E-112.00E-112.20E-11I-1317.60E-111.10E-08

10、2.20E-08Cs-1374.80E-096.70E+001.30E-08U-2384.90E-075.80E-074.40E-08工作人員吸入或食入工作人員吸入或食入1Bq放射性核素對人體的待積劑量放射性核素對人體的待積劑量(Sv)放射源的基礎知識放射源的基礎知識放射性核素原子量半衰期活度（Bq）活度（Ci）Tc-99m996.02h1.94E+175.2E+06I-1311318.04d4.58E+151.2E+05Cs-13713730.17a3.20E+128.5E+01Ir-19219274 d3.40E+149.0E+03Co-60 605.7a3.87E+131.0E+03Ra

11、-2262261600a3.66E+109.7E-01U-2382384470000000a1.24E+043.3E-071克純放射性物質(zhì)的活度（克純放射性物質(zhì)的活度（Bq）同位素同位素210210PoPo234234ThTh235235U U238238U U239239PuPu238238PuPu241241AmAm243243CmCm同位素同位素3 3H H1414C C147147PmPm9090SrSr9090Y Y3232P P6565NiNi204204C C2222NaNa2424NaNa106106RhRh同位素同位素6060CoCo7575SeSe137137CsCs182

12、182Ta（鉭）Ta（鉭）192192Ir（銥）Ir（銥）109109Cd（鎘）Cd（鎘）226226Ra和子體Ra和子體169169Yb（鐿）Yb（鐿）153153GdGd同位素中子源同位素中子源210210Po-BePo-Be238238Pu-BePu-Be239239Pu-BePu-Be241241Am-BeAm-Be242242Cm（鋦）Cm（鋦）244244Cm（鋦）Cm（鋦）tOeIItOeII tOeIItOeII SPECTPETMRI天然鈾中，鈾有天然鈾中，鈾有4種同位素，即種同位素，即230U、 234U、235U、238U。但。但235U只占總鈾的只占總鈾的0.71%、而

13、而238U占了絕大部分（約占了絕大部分（約99.28%）。因此要想得到有用的）。因此要想得到有用的235U，必須要用離心或擴，必須要用離心或擴散分離。散分離。1. 核武器濃度：235U為93.5%。2. 裸球形臨界質(zhì)量：235U和239Pu分別為52和10kg；3. 如果優(yōu)化設計，可分別減至1315和510kg。 1. 核反應堆濃度：235U為35%。2. 乏燃料是指在反應堆中使用一段時間后， 235U的濃度低于的燃料 較輕的原子核聚合成較重的較重的原子核而釋出能量的過程核聚變；據(jù)測算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘；1升海水中所含的氘，經(jīng)過核聚變可提供相當于

14、300升汽油燃燒后釋放出的能量；可以說是取之不竭的能源。至于氚，雖然自然界中不存在，但靠中子同鋰作用可以產(chǎn)生，而海水中也含有大量鋰。既干凈又安全。因為它不會產(chǎn)生污染環(huán)境的放射性物質(zhì) 191列116節(jié)列車10艘超級油輪1節(jié)運貨火車車皮1輛輕便貨車實現(xiàn)聚變反應需要1000萬C以上。氫彈是利用原子彈爆炸的能量做為“扳機”，將聚變?nèi)剂霞訜嶂翈浊fC以上，使之發(fā)生自持的聚變反應，并在瞬間釋放出巨大的能量。其威力在幾十萬至幾千萬噸TNT當量。 中國第一枚氫彈爆炸照片中國第一枚氫彈爆炸照片從第一顆原子彈爆炸到第一座核裂變電站的建立，人類花了大約從第一顆原子彈爆炸到第一座核裂變電站的建立，人類花了大約10年的

15、時間年的時間(1954年，前蘇聯(lián)建成世界第一座試驗核電站，年，前蘇聯(lián)建成世界第一座試驗核電站，1957年，美國建成世界第一年，美國建成世界第一座商用壓水堆核電站座商用壓水堆核電站)；而從第一顆氫彈爆炸到第一座核聚變電站的產(chǎn)生，人；而從第一顆氫彈爆炸到第一座核聚變電站的產(chǎn)生，人類則可能要等待一個世紀。類則可能要等待一個世紀。核聚變只能在高溫高壓下才能實現(xiàn)。目前，人們在實驗室里研究核聚變反應核聚變只能在高溫高壓下才能實現(xiàn)。目前，人們在實驗室里研究核聚變反應主要采用磁約束和慣性約束兩種方法，但離真正實現(xiàn)可控核聚變反應還有很主要采用磁約束和慣性約束兩種方法，但離真正實現(xiàn)可控核聚變反應還有很長的路要走。

16、長的路要走。2005年年6月月28日歐盟、美國、俄羅斯、日本、韓國和中國的代表在莫斯科達日歐盟、美國、俄羅斯、日本、韓國和中國的代表在莫斯科達成協(xié)議，這個預計將耗資成協(xié)議，這個預計將耗資130億美元的實驗性核聚變反應堆，最終決定建造億美元的實驗性核聚變反應堆，最終決定建造在法國南部的卡達拉什。在法國南部的卡達拉什。歐盟計劃出資歐盟計劃出資40%，法國出資，法國出資10%，而其余的，而其余的50%資金由其他資金由其他5個國家分個國家分擔。擔。預計到預計到2050年，人類可能實現(xiàn)可控核聚變反應的目標，這一目標如果能夠?qū)嵞?，人類可能實現(xiàn)可控核聚變反應的目標，這一目標如果能夠?qū)崿F(xiàn)，人類將會在相當長的時

17、間內(nèi)不受能源的困擾?，F(xiàn)，人類將會在相當長的時間內(nèi)不受能源的困擾。1. 天然鈾被提取出供核武器裝料或核反天然鈾被提取出供核武器裝料或核反應堆核燃料用的鈾之后剩余應堆核燃料用的鈾之后剩余的核廢料，被稱為貧化鈾，簡稱貧鈾。的核廢料，被稱為貧化鈾，簡稱貧鈾。2. 貧鈾彈是指以貧鈾為主要原料制成的貧鈾彈是指以貧鈾為主要原料制成的各種導彈、炸彈、炮彈或子彈。各種導彈、炸彈、炮彈或子彈。3. 以高密度、高強度、高韌性的貧鈾合以高密度、高強度、高韌性的貧鈾合金做彈芯的貧鈾彈，在襲擊目標時，金做彈芯的貧鈾彈，在襲擊目標時，產(chǎn)生高溫化學反應，其爆炸力、穿透產(chǎn)生高溫化學反應，其爆炸力、穿透力大大超過一般彈藥，可摧毀堅固建力大大超過一般彈藥，可摧毀堅固建筑物和攻擊坦克和裝甲車。筑物和攻擊坦克和裝甲車。4. 同時。貧鈾在擊中目標后容易氧化燃同時。貧鈾在擊中目標后容易氧化燃燒，在高速穿破裝甲時，可使敵方武燒，在高速穿破裝甲時，可使敵方武器或燃料著火焚燒，破壞力很強。器或燃料著火焚燒，破壞力很強。 WHO的結論：的結論：貧鈾的化學毒性是對人體貧鈾的化學毒性是對人體腎臟過濾功能的影響；腎臟過濾功能的影響；其他影響至今仍然難于找其他影響至今仍然難于找到確切的