原子核和放射性课件.ppt

关于原子核和放射性关于原子核和放射性1现在学习的是第1页，共61页2教学要求教学要求1.掌掌握握放放射射性性核核的的衰衰变变类类型型、衰衰变变规规律律、放放射射性活度及半衰期。性活度及半衰期。2.理理解解原原子子核核的的基基本本性性质质和和射射线线与与物物质质的的相相互互作用。作用。3.了了解解平平均均寿寿命命、辐辐射射防防护护及及放放射射性性核核素素在在医医学上的应用。学上的应用。现在学习的是第2页，共61页3第十五章第十五章 原子核和放射性原子核和放射性n第一节第一节 原子核的基本性质原子核的基本性质n第二节第二节 原子核的衰变类型原子核的衰变类型n第三节第三节 原子核的衰变规律原子核的衰变规律n第四节第四节 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用n第五节第五节 辐射剂量与防护辐射剂量与防护n第六节第六节 放射性核素在医学上的应用放射性核素在医学上的应用现在学习的是第3页，共61页4第一节第一节 原子核的基本性质原子核的基本性质n一、原子核的组成一、原子核的组成n二、原子核的结合能及质量亏损二、原子核的结合能及质量亏损n三、原子核的稳定性三、原子核的稳定性现在学习的是第4页，共61页5一、原子核的组成一、原子核的组成 1.中子中子-质子模型质子模型 一切原子核都由质子和中子组成，它们统称为一切原子核都由质子和中子组成，它们统称为核子核子。原。原子核的子核的质量数质量数A就是核子的总数，就是核子的总数，AZN 2.原子核的质量原子核的质量：自然界中：自然界中 原子质量的原子质量的1/12。质子的质量：质子的质量：中子的质量：中子的质量：现在学习的是第5页，共61页63.核素：核素：质子数和中子数相同的原子与原子核的集合。质子数和中子数相同的原子与原子核的集合。同位素：同位素：质子数相同而中子数不同的核素。质子数相同而中子数不同的核素。同位素丰度：同位素丰度：同位素在自然界中的含量百分比称为同位素丰度。同位素在自然界中的含量百分比称为同位素丰度。同核异能素：同核异能素：质子数和中子数都相同，能量状态不同的核素。质子数和中子数都相同，能量状态不同的核素。同中子异位素：同中子异位素：具有相同的中子数和不同的质子数的一类核素。具有相同的中子数和不同的质子数的一类核素。现在学习的是第6页，共61页7 核力是短程力，只在距离为核力是短程力，只在距离为10-15m的数量级内发生作用；的数量级内发生作用；是强相互作用，比库仑力大约大是强相互作用，比库仑力大约大100倍；倍；具有饱和性，即每个核子只能与有限个数的相邻核子相互作用；具有饱和性，即每个核子只能与有限个数的相邻核子相互作用；核力与电荷无关，各个核子间的引力是相等的；核力与电荷无关，各个核子间的引力是相等的；核力在极短程（核力在极短程（云雾云雾n没有尘埃？没有尘埃？n云室内存在大量水蒸气云室内存在大量水蒸气n射线入射后，形成云雾射线入射后，形成云雾n1927年年，威威尔尔逊逊因因发发明明云云室室而而与康普顿同获诺贝尔物理学奖与康普顿同获诺贝尔物理学奖 现在学习的是第15页，共61页16n1 粒子粒子本质：氦核（两个质子，两个中子）本质：氦核（两个质子，两个中子）能量：能量：3-7MeV形式：形式：电离电离，激发，核反应，激发，核反应特特点点：电电离离能能力力强强，穿穿透透能能力力较较弱弱，在在云云室室中中留留下下粗而短的径迹粗而短的径迹 粒子与物质的相互作用粒子与物质的相互作用现在学习的是第16页，共61页17一、衰衰 变变质量数质量数A大于大于209的放射性核素自发地放射出的放射性核素自发地放射出射线而射线而变成电荷数减少变成电荷数减少2，核子数减少，核子数减少4的另一种核素的现象的另一种核素的现象称为称为衰变衰变。射线是高速运动的氦核，也称射线是高速运动的氦核，也称粒子粒子。实验发现：大部分核素放出的实验发现：大部分核素放出的粒子的能量不是单一粒子的能量不是单一的，而有几组不同的分立值。的，而有几组不同的分立值。这表明：原子核内部也有能级存在，这表明：原子核内部也有能级存在，粒子的能谱与粒子的能谱与子核或母核的能级结构有密切联系。子核或母核的能级结构有密切联系。母核母核子核子核衰变能衰变能现在学习的是第17页，共61页18铀铀238 钍钍144 粒子粒子现在学习的是第18页，共61页19n2 粒子粒子本质：电子（本质：电子（-衰变、衰变、+衰变）衰变）-衰变衰变：中子转变成质子：中子转变成质子+衰变衰变：质子转变成中子：质子转变成中子 电电子子俘俘获获：k电电子子被被原原子子核核俘俘获获，外外层层电电子子填填补补空空缺缺，发射发射X射线射线能量：小于能量：小于4MeV形式：电离，激发，形式：电离，激发，散射散射，次级辐射，次级辐射特特点点：电电离离作作用用较较弱弱，穿穿透透本本领领较较强强，云云室室中中的的径径迹细而长迹细而长 粒子与物质的相互作用粒子与物质的相互作用现在学习的是第19页，共61页20二、二、衰衰 变变衰变：衰变：放射性核素自发地放射出放射性核素自发地放射出射线（高速的电子）或射线（高速的电子）或俘获轨道电子而变成另一个核素俘获轨道电子而变成另一个核素衰变包括衰变包括 衰变、衰变、衰变衰变和和电子俘获电子俘获三种类型。三种类型。1.衰变衰变母核自发地放出一个母核自发地放出一个粒子（普通电子粒子（普通电子e）和一个反中微）和一个反中微子子 ，电荷数增加，电荷数增加1，核子数不变。，核子数不变。现在学习的是第20页，共61页21现在学习的是第21页，共61页222.衰变衰变母核自发地放出一个母核自发地放出一个粒子（普通电子粒子（普通电子e）和一个中微）和一个中微子子 ，电荷数减少，电荷数减少1，核子数不变，核子数不变3.电子俘获电子俘获原子核俘获了与它最接近的内层电子，使核内的一个质原子核俘获了与它最接近的内层电子，使核内的一个质子转变为一个中子，同时放出一个中微子子转变为一个中子，同时放出一个中微子 ，电荷数减，电荷数减少少1，核子数不变，核子数不变现在学习的是第22页，共61页23 在电子俘获过程中，在电子俘获过程中，只放出一个中微子，它只放出一个中微子，它几乎带走了全部衰变能，几乎带走了全部衰变能，故能量是单一的。故能量是单一的。一个内层电子被原子核俘获后，外层电子会立即填补这一一个内层电子被原子核俘获后，外层电子会立即填补这一空位，同时放出能量。这个能量发射标识空位，同时放出能量。这个能量发射标识X射线谱的形式射线谱的形式放出，也可以使电子电离成为自由电子。这种被电离出放出，也可以使电子电离成为自由电子。这种被电离出来的电子称为来的电子称为俄歇电子俄歇电子。由于在由于在衰变过程中有中微子参与，衰变所放出的能量将在衰变过程中有中微子参与，衰变所放出的能量将在电子、中微子和子核之间任意分配。因此电子、中微子和子核之间任意分配。因此衰变的能量谱是连衰变的能量谱是连续的，即发出的电子的能量可以取从续的，即发出的电子的能量可以取从0 0到某一最大值到某一最大值E Emaxmax之间的之间的任何数值。任何数值。现在学习的是第23页，共61页24 衰变衰变是母核中的一个中子转变成一个质子、一是母核中的一个中子转变成一个质子、一个电子和一个反中微子的过程。个电子和一个反中微子的过程。衰变衰变是母核内一个质子转变为一个中子、一个是母核内一个质子转变为一个中子、一个正电子和一个中微子的过程。正电子和一个中微子的过程。电子俘获电子俘获则是母核的一个质子俘获一个轨道电子则是母核的一个质子俘获一个轨道电子后转变为一个中子和一个中微子的过程。后转变为一个中子和一个中微子的过程。现在学习的是第24页，共61页25n3射线射线本质：光子本质：光子能量：能量：keV-MeV特特点点：电电离离作作用用最最弱弱，穿穿透透本本领领最最强强，云云室室中中不不留留痕迹痕迹 粒子与物质的相互作用粒子与物质的相互作用现在学习的是第25页，共61页26三、三、衰衰 变变 和和 内内 转转 换换 处于激发态的原子核在不改变其组成的情况下，以处于激发态的原子核在不改变其组成的情况下，以放出放出 射线（光子）的形式释放能量而跃迁代较低射线（光子）的形式释放能量而跃迁代较低能级的现象称为能级的现象称为 衰变。衰变。衰变通常是伴随着衰变通常是伴随着、衰变发生的，由于衰变发生的，由于、衰变的结果往往产生处于激发衰变的结果往往产生处于激发态的子核，它们的寿命一般极短，因而立即有态的子核，它们的寿命一般极短，因而立即有 衰变衰变发生。发生。在某些情况下，原子核从激发态向较低能级跃迁在某些情况下，原子核从激发态向较低能级跃迁时不一定放出时不一定放出 光子，而是把这部分能量直接交给光子，而是把这部分能量直接交给核外电子，使其脱离原子的束缚而成为自由电子，这核外电子，使其脱离原子的束缚而成为自由电子，这个过程称为个过程称为内转换内转换，释放的电子称为，释放的电子称为内转换电子内转换电子。内转换电子的能谱是分离的，它与内转换电子的能谱是分离的，它与衰变时电子的连续衰变时电子的连续谱截然不同。一般重核的低激发态发生跃迁时，发生内谱截然不同。一般重核的低激发态发生跃迁时，发生内转换的概率比较大。转换的概率比较大。现在学习的是第26页，共61页27n4 中子中子本质：中子本质：中子慢中子：俘获反应慢中子：俘获反应快中子：弹性和非弹性反射快中子：弹性和非弹性反射粒子与物质的相互作用粒子与物质的相互作用现在学习的是第27页，共61页28第十五章第十五章 原子核和放射性原子核和放射性n第一节第一节 原子核的基本性质原子核的基本性质n第二节第二节 原子核的衰变类型原子核的衰变类型n第三节第三节 原子核的衰变规律原子核的衰变规律n第四节第四节 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用n第五节第五节 辐射剂量与防护辐射剂量与防护n第六节第六节 放射性核素在医学上的应用放射性核素在医学上的应用现在学习的是第28页，共61页29第三节第三节 原子核的衰变规律原子核的衰变规律n一、衰变规律一、衰变规律n二、半衰期二、半衰期n三、放射性活度三、放射性活度n四、放射平衡四、放射平衡现在学习的是第29页，共61页30一、衰一、衰 变变 规规 律律 大量核素组成的放射性物质，其衰变服从统计规律。大量核素组成的放射性物质，其衰变服从统计规律。在在dt 时间内发生衰变的原子核数目时间内发生衰变的原子核数目-dN一定正比于当时存在一定正比于当时存在的原子核数目的原子核数目N，以及时间间隔，以及时间间隔dt，即：，即：即为即为衰变定律衰变定律，它给出了原子核，它给出了原子核发生衰变的概率。发生衰变的概率。称为称为衰变常数衰变常数，表示，表示1个原子核在单位时间内发个原子核在单位时间内发生衰变的概率；衰变前原子核的数目为生衰变的概率；衰变前原子核的数目为N0，上式，上式的解为：的解为：现在学习的是第30页，共61页31二、半二、半 衰衰 期期 原子核数目衰变减少到原来的一半所需的时间，称为原子核数目衰变减少到原来的一半所需的时间，称为半半衰期衰期T：则衰变定律也可用则衰变定律也可用T表示为：表示为：原子核衰变的快慢还可以用原子核衰变的快慢还可以用平均寿命平均寿命 表示，在表示，在dt时间内发生衰变的原子核数为时间内发生衰变的原子核数为 ，这，这些核的寿命些核的寿命(一个核素的衰变时间一个核素的衰变时间)为为t，它们（，它们（dN个个核素）的总寿命为核素）的总寿命为 。核素的总寿命为：。核素的总寿命为：现在学习的是第31页，共61页32现在学习的是第32页，共61页33 表示核素的衰变的快慢物理量有三个：衰变常数表示核素的衰变的快慢物理量有三个：衰变常数 、半衰期、半衰期T和平均寿命和平均寿命 。三者不是独立的，其关系是：。三者不是独立的，其关系是：所以平均寿命所以平均寿命 为：为：现在学习的是第33页，共61页34三、放三、放 射射 性性 活活 度度放射性活度：放射性活度：放射性物质在单位时间内发生衰变的核数放射性物质在单位时间内发生衰变的核数 A0是是t0时的活度，时的活度，A为为t时刻的活度时刻的活度SI制中的单位为制中的单位为:贝克勒尔贝克勒尔(Bq);曾用单位：曾用单位：Ci(居里居里)。1Bq1次核衰变次核衰变/秒，秒，1Ci3.71010Bq现在学习的是第34页，共61页35四、放四、放 射射 平平 衡衡递次衰变：递次衰变：许多放射性核素并非一次衰变就达许多放射性核素并非一次衰变就达到稳定，而是由于其子核仍具有放射性而继到稳定，而是由于其子核仍具有放射性而继续衰变下去，直到稳定核素而终止。续衰变下去，直到稳定核素而终止。即：母核即：母核A衰变为子核衰变为子核B，子核，子核B有作为母核有作为母核衰变为子核衰变为子核C。现在学习的是第35页，共61页36放射平衡：放射平衡：在递次衰变过程中，当满足一定条件时，各代在递次衰变过程中，当满足一定条件时，各代子核的数量比，会出现与时间无关的现象。子核的数量比，会出现与时间无关的现象。1.长期放射性平衡长期放射性平衡：子核的放射性活度与母核的放射性活度相等。：子核的放射性活度与母核的放射性活度相等。条件条件：母核半衰期远大于子核半衰期。：母核半衰期远大于子核半衰期。2.暂时放射性平衡暂时放射性平衡：母核与子核数目保持一个固定的常数。：母核与子核数目保持一个固定的常数。条件条件：母核的半衰期不太长，但比子核的半衰期长得多：母核的半衰期不太长，但比子核的半衰期长得多3.不成放射性平衡不成放射性平衡：母核几乎全部转变为子核，子核按照自己的方式：母核几乎全部转变为子核，子核按照自己的方式衰变。衰变。条件条件：母核半衰期远小于各代子核。：母核半衰期远小于各代子核。现在学习的是第36页，共61页37第十五章第十五章 原子核和放射性原子核和放射性n第一节第一节 原子核的基本性质原子核的基本性质n第二节第二节 原子核的衰变类型原子核的衰变类型n第三节第三节 原子核的衰变规律原子核的衰变规律n第四节第四节 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用n第五节第五节 辐射剂量与防护辐射剂量与防护n第六节第六节 放射性核素在医学上的应用放射性核素在医学上的应用现在学习的是第37页，共61页38第四节第四节 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用n一、带电粒子与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用n二、光子与物质的相互作用二、光子与物质的相互作用n三、中子与物质的相互作用三、中子与物质的相互作用现在学习的是第38页，共61页39一、带电粒子与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用1）电离电离：,等带电粒子穿过物质时，与物质中的核外等带电粒子穿过物质时，与物质中的核外电子做非弹性碰撞将能量转移给电子，电子获得能量后脱离电子做非弹性碰撞将能量转移给电子，电子获得能量后脱离原子核，产生自由电子和正离子，合称原子核，产生自由电子和正离子，合称离子对离子对，这一过程称，这一过程称为为电离电离。间接电离：间接电离：脱离出来的电子若有足够的能量还可使其脱离出来的电子若有足够的能量还可使其他的原子电离，也成为他的原子电离，也成为次级电离次级电离。2）激发激发：若电子获得的能量不足以使他脱离原子，它将由若电子获得的能量不足以使他脱离原子，它将由低能级跃迁到高能级，使原子处于激发态，这一过程称为低能级跃迁到高能级，使原子处于激发态，这一过程称为激激发发。退激退激：原子由激发态到基态。：原子由激发态到基态。1.电离和激发电离和激发现在学习的是第39页，共61页40电离损失电离损失：带电粒子因与核外电子的非弹性碰撞，导带电粒子因与核外电子的非弹性碰撞，导致物质原子电离或激发而损失能量的过程称为致物质原子电离或激发而损失能量的过程称为电离损电离损失失。比电离比电离:发生电离时，粒子通过路径周围将留下许多发生电离时，粒子通过路径周围将留下许多粒子对，每厘米路径上产生的离子对。粒子对，每厘米路径上产生的离子对。它表示带电粒子的电离本领的大小，在生物体内它表示带电粒子的电离本领的大小，在生物体内表示对机体的损失程度。表示对机体的损失程度。比电离和带电粒子的比电离和带电粒子的速度速度、电量电量和和物质物质有关。有关。带电粒子的速度越小，电核数越多，物质的密度越带电粒子的速度越小，电核数越多，物质的密度越大，则比电离的值越大大，则比电离的值越大粒子比粒子比粒子的电离能力强。粒子的电离能力强。现在学习的是第40页，共61页412.散射和韧致辐射散射和韧致辐射散散射射：带带电电粒粒子子通通过过物物质质时时，因因受受到到原原子子核核静静电电场场得得作作用而改变运动方向，这种现象叫用而改变运动方向，这种现象叫散射散射。散散射射前前后后带带电电粒粒子子得得能能量量若若保保持持不不变变，称称为为弹弹性性散散射射。若若能量有部分损失，称为能量有部分损失，称为非弹性散射非弹性散射。粒粒子子的的质质量量大大，散散射射不不明明显显，路路径径基基本本为为直直线线；粒子因受到原子核的多次散射，路径曲折。粒子因受到原子核的多次散射，路径曲折。现在学习的是第41页，共61页42韧致辐射：韧致辐射：带电粒子通过物质时，受到原子核的作用，带电粒子通过物质时，受到原子核的作用，速度急剧减少，带电粒子的一部分能量以光子的形式发速度急剧减少，带电粒子的一部分能量以光子的形式发射出来射出来这是这是X射线的发生机制射线的发生机制由此造成的能量损失称为由此造成的能量损失称为辐射损失辐射损失。轻带电粒子的辐射损失比重带电粒子的辐射损失大轻带电粒子的辐射损失比重带电粒子的辐射损失大得多。因此，一般忽略重带电粒子的辐射损失。得多。因此，一般忽略重带电粒子的辐射损失。3.韧致辐射韧致辐射现在学习的是第42页，共61页434.射程射程 射程：射程：带电粒子在物质沿运动轨迹所经过的距离称为带电粒子在物质沿运动轨迹所经过的距离称为路路程程，而路程沿入射方向的投影称为，而路程沿入射方向的投影称为射程射程。带电粒子的能量损失与粒子的动能和吸收物质的性质带电粒子的能量损失与粒子的动能和吸收物质的性质有关有关射程能比较直观地反映带电粒子地贯穿本领地大小。射程能比较直观地反映带电粒子地贯穿本领地大小。天天然然放放射射性核素性核素粒子粒子在空气中的射程在空气中的射程在生物体中的射程在生物体中的射程几厘米几厘米几百微米几百微米几米长几米长几毫米几十毫米几毫米几十毫米粒粒子子的的吸收吸收吸收吸收2个电子个电子 变成一个变成一个能量损失后能量损失后变成自由电子变成自由电子与自由电子结合与自由电子结合转变为转变为2个光子个光子现在学习的是第43页，共61页44二、光子与物质的相互作用二、光子与物质的相互作用电磁辐射与物质相互作用只与光子的能量有关，一般与电磁辐射与物质相互作用只与光子的能量有关，一般与电磁辐射的起源无关。电磁辐射的起源无关。粒子与原子的作用时，能量是逐步损失的；粒子与原子的作用时，能量是逐步损失的；而光子与原子的作用时，只要发生一次碰撞就会损失而光子与原子的作用时，只要发生一次碰撞就会损失相当大一部分的甚至全部能量，光子也可能穿过物质相当大一部分的甚至全部能量，光子也可能穿过物质而不损失能量。而不损失能量。电磁辐射穿过物质时，其强度按指数规律衰减，没有射程电磁辐射穿过物质时，其强度按指数规律衰减，没有射程的概念。的概念。现在学习的是第44页，共61页45光子与物质的作用方式主要有三种：光子与物质的作用方式主要有三种：1.光电效应光电效应 光子把能量传给原子的轨道电子，光子消失，光子把能量传给原子的轨道电子，光子消失，获得能量的电子脱离原子的束缚而成为自由电子获得能量的电子脱离原子的束缚而成为自由电子（光电子），这一过程称为（光电子），这一过程称为光电效应光电效应。光电子吸收的能量一部分用于克服电离能光电子吸收的能量一部分用于克服电离能 ，其余能量，其余能量 就是光电子逸出时的能量。就是光电子逸出时的能量。对于确定能量的光子，原子结合能大的内层发生光对于确定能量的光子，原子结合能大的内层发生光电效应的概率较大。在内层留下空位，被外层电子电效应的概率较大。在内层留下空位，被外层电子填补，则将发射填补，则将发射标识标识X射线射线和和俄歇电子俄歇电子。现在学习的是第45页，共61页46 2.康普顿效应康普顿效应 光子与原子核外的电子（多为外层电子）发生非弹性碰撞，光子与原子核外的电子（多为外层电子）发生非弹性碰撞，一部分能量转移给电子，使它脱离原子成为反冲电子，而散射一部分能量转移给电子，使它脱离原子成为反冲电子，而散射光子的能量和运动方向发生变化，这一过程称为光子的能量和运动方向发生变化，这一过程称为康普顿效应康普顿效应或或康普顿散射康普顿散射。康普顿效应中光子的能量只损失一部分，散射的光波长。康普顿效应中光子的能量只损失一部分，散射的光波长。3.电子对效应电子对效应 当能量大于当能量大于1.022MeV的光子从原子核旁经过时，光子的光子从原子核旁经过时，光子在原子核的库仑场作用下转化为一个正电子和一个负电子，在原子核的库仑场作用下转化为一个正电子和一个负电子，这一过程称为这一过程称为电子对效应电子对效应。入射光子的能量除转化为正负电子对的静止质量（入射光子的能量除转化为正负电子对的静止质量（1.022MeV）外，其余的转化为正负电子的动能。）外，其余的转化为正负电子的动能。现在学习的是第46页，共61页47现在学习的是第47页，共61页48三、中子与物质的相互作用三、中子与物质的相互作用 中子不带电，不能直接引起电离而损失能量，在物质中子不带电，不能直接引起电离而损失能量，在物质中能穿行很长的距离。其相互作用主要受到原子核的散中能穿行很长的距离。其相互作用主要受到原子核的散射或与原子核发生核反应。射或与原子核发生核反应。1.弹性散射：弹性散射：中子与原子核发生碰撞时，将部分能量传中子与原子核发生碰撞时，将部分能量传给原子核，改变自身运动方向和速度，同时引起原子核给原子核，改变自身运动方向和速度，同时引起原子核发生反冲。发生反冲。中子与中子与轻核轻核作用时，主要是作用时，主要是弹性散射弹性散射，反冲核愈轻，反，反冲核愈轻，反冲能量愈多，中子损失能量愈大。所常用含氢核多的水、石冲能量愈多，中子损失能量愈大。所常用含氢核多的水、石蜡等物质使中子减速，防止中子照射。蜡等物质使中子减速，防止中子照射。现在学习的是第48页，共61页492.非非弹弹性性散散射射：由由于于中中子子不不受受库库仑仑力力的的阻阻碍碍，容容易易进进入入原原子子核核引引起起核核反反应应，放放射射出出各各种种次次级级射射线线，其其反反应应前前后的中子和原子核系统的总能量不守恒。后的中子和原子核系统的总能量不守恒。因因为为入入射射中中子子的的能能量量必必须须大大于于原原子子核核的的最最低低激激发发态态，所以非弹性散射主要是由能量大的中子引起。所以非弹性散射主要是由能量大的中子引起。重重核核的的最最低低激激发发态态能能量量较较低低，约约0.1MeV，故故此此能能量量低低于于0.1MeV的的中中子子作作用用于于重重核核物物质质不不会会发发生生非非弹弹性性散散射。射。现在学习的是第49页，共61页503.俘获反应：俘获反应：原子核俘获中原子核俘获中子，并留在核内，同时放射子，并留在核内，同时放射射线射线 若中子留在核内而发射质子，若中子留在核内而发射质子，称为称为电荷交换反应（电荷交换反应（n,p反应）反应）。如：。如：会发生会发生 衰变衰变中子留在核内，发射中子留在核内，发射粒子的反应称为粒子的反应称为（n,n,反应）反应）现在学习的是第50页，共61页51第十五章第十五章 原子核和放射性原子核和放射性n第一节第一节 原子核的基本性质原子核的基本性质n第二节第二节 原子核的衰变类型原子核的衰变类型n第三节第三节 原子核的衰变规律原子核的衰变规律n第四节第四节 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用n第五节第五节 辐射剂量与防护辐射剂量与防护n第六节第六节 放射性核素在医学上的应用放射性核素在医学上的应用现在学习的是第51页，共61页52第五节第五节 辐射剂量与防护辐射剂量与防护n一、电离辐射的生物效应一、电离辐射的生物效应n二、电离辐射的计量单位二、电离辐射的计量单位n三、电离辐射的防护三、电离辐射的防护现在学习的是第52页，共61页53 电离辐射电离辐射：、粒子、粒子、射线通过物质时，能直接射线通过物质时，能直接和间接产生电离作用，统称为和间接产生电离作用，统称为电离辐射电离辐射。各种电离辐射都。各种电离辐射都将使物质发生变化，称为将使物质发生变化，称为辐射效应辐射效应。人体组织吸收电离辐。人体组织吸收电离辐射能量后，产生的物理、化学和生物学的变化，导致生物射能量后，产生的物理、化学和生物学的变化，导致生物组织的损伤，称为组织的损伤，称为生物效应生物效应。生物效应的危害与生物体吸收的电离辐射能量成正比。生物效应的危害与生物体吸收的电离辐射能量成正比。一、电离辐射的生物效应一、电离辐射的生物效应 现在学习的是第53页，共61页54二、电离辐射的计量单位二、电离辐射的计量单位 1.照射量照射量 定义：用定义：用X射线核射线核射线在单位质量空气中产生的射线在单位质量空气中产生的阳（或阴）离子电量来表征阳（或阴）离子电量来表征X X射线和射线和射线的照射量。射线的照射量。定义式为：定义式为：dQ是射线在质量为是射线在质量为dm的干的干燥空气中形成的离子总量燥空气中形成的离子总量.SI制中的单位：制中的单位：C/kg；曾用单位：伦琴（曾用单位：伦琴（R）注意：注意：dQ中不包括次级电子辐射韧致辐射被吸收后中不包括次级电子辐射韧致辐射被吸收后产生的电离。产生的电离。单位时间内的照射量叫做单位时间内的照射量叫做照射率。单位为：照射率。单位为：C/(kgs)现在学习的是第54页，共61页55 2.吸收剂量吸收剂量 定义：被照射物质单位质量所吸定义：被照射物质单位质量所吸收的电离辐射能量叫做收的电离辐射能量叫做吸收剂量吸收剂量，定义式为：定义式为：SI制的单位是：制的单位是：J/kg，其专用名称为戈瑞，其专用名称为戈瑞(Gy)曾用单位为拉德曾用单位为拉德(red)谈及吸收剂量时，应该说明谈及吸收剂量时，应该说明辐射类型辐射类型，是，是什么物质什么物质和和照射位置照射位置。单位时间内的吸收剂量称为。单位时间内的吸收剂量称为吸收剂量率吸收剂量率。单位。单位是：是：Gy/s现在学习的是第55页，共61页56 3.剂量当量剂量当量 生物效应不仅与它吸收的能量和产生的粒子与生物效应不仅与它吸收的能量和产生的粒子与关，还与电离的密集程度有关。关，还与电离的密集程度有关。剂量当量剂量当量表示各种射线或粒子被吸收后引起生表示各种射线或粒子被吸收后引起生物效应的程度，或对生物组织的危险程度。物效应的程度，或对生物组织的危险程度。现在学习的是第56页，共61页57三、电离辐射防护三、电离辐射防护 1.最大容许剂量最大容许剂量 最大容许剂量最大容许剂量(MPD)：国际上规定经过长期积国际上规定经过长期积累或一次性照射后，对机体既无损害又不发生遗传累或一次性照射后，对机体既无损害又不发生遗传危害的最大剂量，称为最大容许剂量。危害的最大剂量，称为最大容许剂量。现在学习的是第57页，共61页58 2.外照射防护外照射防护 外照射外照射：放射源在体外的照射叫外照射。外照射的剂：放射源在体外的照射叫外照射。外照射的剂量与放射源与人体的距离及照射时间有关。量与放射源与人体的距离及照射时间有关。对工作人员的防护：对工作人员的防护：远距离操作，远距离操作，设置屏障设置屏障 射线：只需戴上手套射线：只需戴上手套 射线：除了距离防护和时间防护外，使用的射线：除了距离防护和时间防护外，使用的屏蔽物质不宜用高原子序数的材料，以避免由韧屏蔽物质不宜用高原子序数的材料，以避免由韧致辐射产生大量光子，一般采用有机玻璃，铝等致辐射产生大量光子，一般采用有机玻璃，铝等中等原子序数的物质做屏蔽材料。中等原子序数的物质做屏蔽材料。射线：映穿透力较强，应采用高原子序数的射线：映穿透力较强，应采用高原子序数的材料做屏蔽材料，如采用铅衣、铅和混泥土等材材料做屏蔽材料，如采用铅衣、铅和混泥土等材料。料。现在学习的是第58页，共61页59 3.内照射防护内照射防护 将放射性核素注入人体内进行照射称为将放射性核素注入人体内进行照射称为内照射内照射。由于由于粒子的比电离较高，其造成的损伤比粒子的比电离较高，其造成的损伤比、射线都要严重。射线都要严重。除了介入疗法或诊断的需要必须向体内引入除了介入疗法或诊断的需要必须向体内引入放射性核素外，任何内照射都应尽量避免。放射性核素外，任何内照射都应尽量避免。要严格规章制度，对接触人员的一切行为进要严格规章制度，对接触人员的一切行为进行规范，防止放射性物质进入体内。行规范，防止放射性物质进入体内。现在学习的是第59页，共61页60第十五章第十五章 原子核和放射性原子核和放射性n第一节第一节 原子核的基本性质原子核的基本性质n第二节第二节 原子核的衰变类型原子核的衰变类型n第三节第三节 原子核的衰变规律原子核的衰变规律n第四节第四节 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用n第五节第五节 辐射剂量与防护辐射剂量与防护n第六节第六节 放射性核素在医学上的应用（自学）放射性核素在医学上的应用（自学）现在学习的是第60页，共61页感谢大家观看现在学习的是第61页，共61页