遼寧輻射培訓(xùn)—輻射防護基礎(chǔ).ppt

1、遼寧省輻射安全學(xué)院的輻射保護基礎(chǔ)，遼寧凱澤輻射環(huán)境技術(shù)工程有限公司2011年11月，目錄、放射性射線與物質(zhì)的相互作用、輻射防護量和單位輻射對人體有害的環(huán)境中的放射性輻射保護，由放射性、原子核原子、原子核及其外層電子組成的原子核、有正電的質(zhì)子和沒有電的中子組成，中子和質(zhì)子都是原子序數(shù)(Z)把一個元素的核中包含的質(zhì)子數(shù)(即核外電子數(shù))稱為該元素。質(zhì)量數(shù)(A)，原子核中質(zhì)子數(shù)(Z)和中子數(shù)(N)的總和，即A=Z N。一種元素一般用AZX表示，例如22688Ra，元素钚的質(zhì)子數(shù)為88個，質(zhì)量為226個。元素周期表，按照核外電子的數(shù)量和一定規(guī)律排列118種元素的表。原子核外電子的數(shù)量，特別是最外層電子的

2、數(shù)量，決定了這種元素的主要化學(xué)性質(zhì)。原子的結(jié)構(gòu)，放射性，放射性，元素，具有一定原子序數(shù)的類似原子，例如92U代表一個元素，其原子序數(shù)是92，88Rara代表另一個元素，其原子序數(shù)是88。具有相同原子序數(shù)的屬于相同的元素。發(fā)現(xiàn)的元素共有118種，原子序數(shù)從1到118。核素：具有一定數(shù)量質(zhì)子和一定數(shù)量中子的原子，例如指一個核素，指另一個核素。發(fā)現(xiàn)的核素達1000多種。同位素：原子序數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同。也就是說，質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的多個原子被稱為該元素的多個同位素，它們在元素周期表中占相同的位置。廣義意義和核素意義相同，因此用“核素”這個名詞來表達，但有些書仍使用同位素這個名詞來表達相同元素的意

3、義，每個核素的化學(xué)性質(zhì)相同，核性質(zhì)也不同。一種元素往往有幾至幾十種核素(同位素)。銀同位素最多，從192種到218種共27種。目前已知的118種元素，同位素共達2000多種。同位素可分為穩(wěn)定性同位素和放射性同位素兩種。穩(wěn)定同位素：原子核的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、原子核的結(jié)構(gòu)都很穩(wěn)定。自然界的大部分原子核屬于穩(wěn)定性同位素。放射性同位素：原子核不穩(wěn)定，自發(fā)發(fā)射光線，變成其他核素(即原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù))的同位素稱為放射性同位素。一些元素的同位素在原子核中的質(zhì)子和中子的數(shù)量保持不變，但原子的結(jié)構(gòu)可以自發(fā)變化。例如，核外電子能級發(fā)生變化，電子輻射發(fā)射，屬于放射性同位素。(莎士比亞、原子、原子、原子、原子、

4、原子、原子、原子、原子、原子)、放射性、輻射是以電磁波或高速粒子的形式，向周圍空間或物質(zhì)發(fā)射并傳播的能量的總稱(熱輻射、放射性等)。輻射的分類非電離輻射：紫外線、可見光、紅外、無線電輻射電離輻射等低于10eV的能量：大于10eV的能量(如射線、中子射線、射線、射線等)。放射性、放射性、直接電離輻射定向輻射具有足夠的動能，如電子、質(zhì)子、粒子、中溫等，在碰撞時可引起電離的帶電粒子。這稱為直接電離粒子。由直接電離粒子組成的輻射稱為直接電離輻射。間接電離輻射折射率與物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生直接電離粒子(例如中子、光子等)的中性粒子。這稱為間接電離粒子。由間接電離粒子組成的輻射稱為間接電離輻射。放射性，核衰變

5、：原子核釋放射線，變成其他核素的現(xiàn)象稱為衰變。在某些核素衰變的時候，最初的那個核稱為母體，發(fā)射射線后產(chǎn)生的新核稱為自身。22688Ra22286Rn 42He母體自體發(fā)光，放射性，放射性：在核衰變過程中總是具有一定動能的帶電或帶電粒子，即射線，這種現(xiàn)象稱為放射性。衰退時發(fā)射的粒子(5MeV左右)、粒子和光子等也稱為輻射，其能量高于10eV，因此這些放射性原子核發(fā)射的粒子，即電離輻射！天然放射性及同位素：天然不穩(wěn)定核素自發(fā)發(fā)射射線的特性鐳226、鈾235、釷232等原子序數(shù)大于83的元素92號元素鈾后的原子核非常不穩(wěn)定，自然狀態(tài)下不可能存在人工放射性及同位素。通過核反應(yīng)人工制造的核素的放射性鈷6

6、0，銫137等實際應(yīng)用中，放射性同位素大部分是人工制造的放射性同位素，天然放射性同位素也要經(jīng)過人工凈化才能應(yīng)用。放射性，放射性衰變類型衰變：不穩(wěn)定的原子核(一般原子序數(shù)大于82)自發(fā)發(fā)射4He核(粒子)的過程；粒子的質(zhì)量大，速度小，照射物質(zhì)容易對原子、分子產(chǎn)生電離或刺激，但滲透能力小，可以通過皮膚的角質(zhì)層?？諝庵械纳涑讨挥袔桌迕祝龅焦腆w或液體物質(zhì)時射程更短。幾千分之一厘米厚的鋁片或一張普通紙可以完全阻擋光線，但由于電離能力強，進入生物機體會造成巨大的損傷。大衛(wèi)亞設(shè)，Northern Exposure(美國電視劇)，因此射線主要是通過防止進入體內(nèi)而產(chǎn)生的內(nèi)部調(diào)查。放射性，衰變：放射性核素粒子(

7、即快速電子)的發(fā)射過程是原子核內(nèi)質(zhì)子和中子徐璐變化的結(jié)果。射線電子速度比射線快10倍以上，滲透能力強，需要在空氣中穿透幾米到幾十米才能被吸收。與物質(zhì)作用時，能使原子電離和燃燒皮膚。負衰變(-衰變):核素中子變成質(zhì)子，釋放粒子和中微子的過程。粒子實際上是帶一個單位負電荷的電子。正衰變(衰變):核素質(zhì)子轉(zhuǎn)化成中子，同時發(fā)射正電子和中微子的過程；電子俘獲：不穩(wěn)定的原子核抓住核外電子，把核的質(zhì)子變成中子，釋放中微子的過程。原子核附近的K層電子比其他殼電子更容易被俘獲，因此也稱為K電子俘獲。放射性，衰變：原子核從高能級轉(zhuǎn)移到低能級或基態(tài)時發(fā)出的電磁輻射；射線是波長很短的電磁波(約0.0070.1nm)，

8、穿透能力很強，與物質(zhì)作用時會產(chǎn)生光電效應(yīng)法、康普頓效應(yīng)、電子帶生成效應(yīng)等。射線是電子輻射，就像X-張藝興、紫外線、可見光、紅外線、無線電波一樣。但是，原子核發(fā)出的射線能量很高，一般超過數(shù)十萬電子伏，可見光的光子能量只有幾個電子伏。所以射線是高能光子流。射線是不帶電的光子，其穿透能力是射線的50100倍，是射線的10，000倍。射線在空氣中的射程可達數(shù)百米，但它的電離能力小于射線或射線。因此，大射線主要是防止體外調(diào)查。放射性，101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10-10 10 10-10 10-11光子能量越小，輻射波

9、長越長。放射性，中子流中子是原子核的一部分，每當(dāng)U或Pu等原子核分裂時，都能發(fā)射中子。因此，反應(yīng)堆或原子彈爆炸時，可以產(chǎn)生大量的中子流。中子的質(zhì)量幾乎與質(zhì)子相同，但它不帶電，因此它的滲透能力與射線相似。但是中子通常不穩(wěn)定，會釋放電子，變成質(zhì)子。質(zhì)子是重電粒子，電離能力強，因此中子注入人體后在體內(nèi)的損傷作用也很強。特別是中子在輕物質(zhì)(如水)中迅速減速，對人體組織造成更大的危害。放射性、放射性、放射性活動和半衰期(1)放射性活動：單位時間內(nèi)發(fā)生的核衰退數(shù)；A=dN/dt=-N A放射性活動(s-1)，beco(Bq)，其中1Bq=1s-1，1 be在1s內(nèi)可能表示1次衰退。n特定時間點的核素數(shù)目；

10、t時間(s)；衰變常數(shù)，單位時間內(nèi)放射性核素衰變的概率；1Ci相當(dāng)于1g的放射性活動，也相當(dāng)于1Ci=3.7 1010 Bq，放射性，(2)半衰期(T 1/2)放射性核素因衰退而減少到原來的一半所需的時間。半衰期是放射性核素的特征常數(shù)，不隨外部條件和元素的物理和化學(xué)狀態(tài)而變化。放射性核素半衰期的長度為幾十億年，例如釷232渡邊杏為140億年，短的只有幾分之一秒。例如，212只有3.0X10-7秒。T 1/2=ln2=0.693，放射性，(3)衰變規(guī)律放射性核素計數(shù)的減少是金志洙定律N=N0e-t N0的原子核計數(shù)，N是t=0時尚未衰變的原子核計數(shù)，衰變常數(shù)。大而衰。衰退規(guī)律，光線與物質(zhì)的相互作

11、用，光線的種類粒子，粒子，光線，X射線，中子射精距離，半吸收厚度光線在物質(zhì)中能通過的最大厚度稱為射精距離?；蛘吖饩€有固定的射精距離值，光線沒有固定的射精距離值。對于射線，通常使用半吸收厚度測量滲透能力。所謂半吸收厚度是指將光線強度減半所需的物質(zhì)的厚度(以d1/2表示)，光線與物質(zhì)的相互作用，光線與物質(zhì)的相互作用，光線與物質(zhì)的相互作用，其他光線的滲透能力，光線與物質(zhì)的相互作用，光線與物質(zhì)的相互作用，第三階段作用1)第二次作用初級作用產(chǎn)生的自由電子具有相當(dāng)大的能量，光線與物質(zhì)的相互作用二次作用產(chǎn)生的離子對數(shù)(和發(fā)生原子數(shù))占射線產(chǎn)生的離子離子總數(shù)(和發(fā)生原子總數(shù))的大部分，因此輔助作用在對介質(zhì)電離

12、(和發(fā)生)的貢獻中起著主要作用。3)能量枯竭的電子和正離子重新組合成中性原子，刺激原子恢復(fù)正常狀態(tài)(電子從外層跳到內(nèi)層)。這兩個過程都有能量釋放，釋放的能量可能是熱、光能或化學(xué)能。帶電粒子和物質(zhì)作用的基本形式電離和激發(fā)；散射；散射。引起輻射。吸收。射線與物質(zhì)的相互作用，射線與物質(zhì)的相互作用，帶電粒子與物質(zhì)的相互作用帶電粒子與物質(zhì)的作用主要是帶電粒子與電子、原子核之間的庫侖作用。在散射的情況下，只有與原子核的作用才能引起粒子的散射，與電子的作用不能改變粒子的前進方向。因此產(chǎn)卵的概率很小。粒子的散射、原子核、電子都可能發(fā)生，因此散射的概率很高。電離：原子(或分子)變成正離子和自由電子的現(xiàn)象。這里：

13、原子的電子從能量低的軌道跳到能量高的軌道(即電子外殼內(nèi)層跳到外層的現(xiàn)象)的現(xiàn)象。散射：光線和物質(zhì)的作用改變光線前進方向的現(xiàn)象。輻射發(fā)生：高速帶電粒子(即硬射線)與序數(shù)較大的物質(zhì)相互作用，發(fā)出光子(相當(dāng)于X射線)，從而導(dǎo)致帶電粒子速度減慢的現(xiàn)象。光線與物質(zhì)的相互作用，未充電粒子與物質(zhì)的相互作用，這里的未充電粒子主要指x射線、射線、中子。當(dāng)x和射線通過物質(zhì)時，不能使物質(zhì)直接電離和刺激，也沒有射精距離的概念。未充電的粒子與物質(zhì)相互作用時，主要有三種形式：1、光電效應(yīng)。2、康普頓散射；3、電子對生產(chǎn)。，射線與物質(zhì)的相互作用，光電效應(yīng)：低能量光子從物質(zhì)被原子吸收后，在原子的核外電子殼中，電子，即光電子，

14、這個過程成為光電子效應(yīng)。光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電(稱為二次電子)等于光子的能量減去原子中外殼電子的結(jié)合能量。因此，如果入射光子能量低于殼體的電子耦合能量，則不會產(chǎn)生光電效應(yīng)。光線與物質(zhì)的相互作用，光線與物質(zhì)的相互作用，康普頓散射單光子將部分能量傳遞給原子的電子，自身變成能量低、向其他方向前進的光子。此過程也可以看作是光子和自由電子徐璐碰撞的結(jié)果，在光子能量為IMeV左右時，它占據(jù)了主要位置。光子的能量低的話，入射光子能量的大部分被散射光子奪走。能量高時，入射光子的能量大部分通過電子(二次電子)傳輸?？灯疹D散射過程的發(fā)生概率隨光子能量的增加而降低。光線與物質(zhì)的相互作用，光線與物質(zhì)的相互作用，當(dāng)光子的能

15、量大于1.02MeV時，入射光子與原子核周圍的電場相互作用，光子的總能量被轉(zhuǎn)換為由負電子和正電子(二次電子)組成的電子對，大約向相反方向飛，光子的能量被轉(zhuǎn)換為正電子，得到一定能量的二次電子與粒子一樣，會引起物質(zhì)中原子的電離和刺激。射線與物質(zhì)的相互作用，射線與物質(zhì)的相互作用，光電效應(yīng)和康普頓散射發(fā)生的概率隨著光子能量的增加而減少，但電子對產(chǎn)生的概率隨著光子能量的增加而增加，在原子序數(shù)大的物質(zhì)中尤為明顯。射線與物質(zhì)的相互作用，電離輻射與物質(zhì)的相互作用的各種類型，射線與物質(zhì)的相互作用，輻射保護量及其單位，(1)輻射量定義：X-張藝興或射線在單位質(zhì)量(dM)的小體積圓的空氣中發(fā)射的所有電子(正電子和負電子)在空氣中完全被阻擋時用X表示X dQ /d M單位：SI單位：庫侖/千克(符號C/Kg)通用單位：倫琴(縮寫論，符號r)1 r 2.58 x 10-4c/Kg 1 C/Kg=3.8761033X dX/dt單位：SI單位：安培/公斤(A/Kg)一般單位：倫琴/時間(r/h)，(3)吸收劑量定義：單位質(zhì)量材料的吸收(或單位質(zhì)量材料授與)符號為dD=d E/dM dE是電離輻射賦予體積元素中質(zhì)量