放射性污染检测PPT课件.ppt
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1、关于放射性污染检测第一张,PPT共七十二页,创作于2022年6月第第8章章 环境放射性监测环境放射性监测8.1 基础知识基础知识8.2 环境中的放射性环境中的放射性8.3 放射性辐射防护标准放射性辐射防护标准8.4 放射性实验室和检测仪器放射性实验室和检测仪器8.5 放射性监测放射性监测第二张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1基础知识基础知识8.1.1 放射性放射性放射性放射性8.1.2 放射性的度量单位放射性的度量单位放射性的度量单位放射性的度量单位8.1.3 8.1.3 放射线与物质的相互作用放射线与物质的相互作用放射线与物质的相互作用放射线与物质的相互作用 第三张,PPT共七
2、十二页,创作于2022年6月8.1.1 放射性放射性1 1、核衰变:有些原子核是不稳定的,能自发、核衰变:有些原子核是不稳定的,能自发地改变核结构,这种现象称核衰变。地改变核结构,这种现象称核衰变。2、放射性:在核衰变过程中总是放射出具有一定、放射性:在核衰变过程中总是放射出具有一定、放射性:在核衰变过程中总是放射出具有一定、放射性:在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子,即动能的带电或不带电的粒子,即动能的带电或不带电的粒子,即动能的带电或不带电的粒子,即、和和射线,射线,射线,射线,这种现象称为放射性。这种现象称为放射性。这种现象称为放射性。这种现象称为放射性。3 3、放
3、射性同位素、放射性同位素不稳定的同位素(原子核内不稳定的同位素(原子核内质子数同,中子数不同)质子数同,中子数不同)一一放放射射性性核核衰衰变变第四张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.1 放射性放射性一一放放射射性性核核衰衰变变4、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为称为“天然放射性天然放射性”;通过核反应由人工制造出来的核素的通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为放射性称为“人工放射性人工放射性”。5、决定放射性核素性质的基本要素是、决定放射性核素性质的基本要素是放射放射性衰变类型、放射性活度和半衰期性衰变类型、放射性活度和半衰期。
4、第五张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.1 放射性放射性 1 1、母体、母体子体子体(氦核)(氦核)2、母体、母体子体子体子体子体(高速电子,(高速电子,正,正,正,正,负,电子俘获负,电子俘获x )3、母体、母体、母体、母体子体(较低能级或基态子体)子体(较低能级或基态子体)子体(较低能级或基态子体)子体(较低能级或基态子体)(或(或)(同质异能跃迁)(同质异能跃迁)(同质异能跃迁)(同质异能跃迁)二二放放射射性性衰衰变变的的类类型型第六张,PPT共七十二页,创作于2022年6月1.衰变(衰变(4He核核粒子)粒子)226Ra 222Rn+4He 226Ra衰变有两种方式(分枝
5、衰变衰变有两种方式(分枝衰变):第七张,PPT共七十二页,创作于2022年6月第八张,PPT共七十二页,创作于2022年6月三、放射性活度和半衰期放射性活度和半衰期1.1.放射性活度(放射性活度(A A):):在在给给定定时时刻刻处处于于特特定定能能态态下下的的一一定定量量放放射射性性核核素素的放射性活度的放射性活度A的定义式是的定义式是 A=d N/d tA=d N/d t式式中中:AA放放放放射射射射性性性性活活活活度度度度,单单单单位位位位Becquerel,简简称称贝贝可可,用符号用符号BqBq表示,表示,1Bq=1 sec-1。d N时时时时间间间间间间间间隔隔隔隔d t内内,处处于
6、于该该特特定定能能态态下下的的一一定量放射性核素,发生自发核转变的核数目。定量放射性核素,发生自发核转变的核数目。比比比比活活活活度度度度是是是是指指指指单单单单位位位位质质质质量量量量或或或或体体体体积积积积内内内内所所所所含含含含有有有有的的的的放放放放射射射射性性性性活活活活度度度度,单位为单位为单位为单位为Bq.g-1。第九张,PPT共七十二页,创作于2022年6月三、放射性活度和半衰期放射性活度和半衰期2 2半衰期半衰期半衰期半衰期 当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时
7、所需的时间称为半当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半衰期衰期衰期衰期(T1/2)(T1/2)。衰变常数与半衰期有下列关系:。衰变常数与半衰期有下列关系:。衰变常数与半衰期有下列关系:。衰变常数与半衰期有下列关系:T T1/2 1/2=0.693/=0.693/半衰期是放射性核素的基本特性之一,不同核素半衰期是放射性核素的基本特性之一,不同核素半衰期是放射性核素的基本特性之一,不同核素半衰期是放射性核素的基本特性之一,不同核素T T1/21/2不同。所以对不同。所以对不同。所以对不同。所以对一些一些一些一些T T1/21/2长的核素,一旦发生核污染,要通过衰变令其自行消失,需
8、长的核素,一旦发生核污染,要通过衰变令其自行消失,需长的核素,一旦发生核污染,要通过衰变令其自行消失,需长的核素,一旦发生核污染,要通过衰变令其自行消失,需时是十分长久的。时是十分长久的。时是十分长久的。时是十分长久的。例题:例题:例题:例题:SrSr的的的的T T1/2 1/2=29=29年,一定质量的年,一定质量的年,一定质量的年,一定质量的 9090SrSr衰变掉衰变掉衰变掉衰变掉99.999.9所需所需所需所需 时间?时间?时间?时间?第十张,PPT共七十二页,创作于2022年6月解:解:=0.693/T1/2 A=dN/d t=N 或或 N No e-t lg N0/N =t /2.
9、303 t 2.303 (1/2.3910-2)(lg 1/0.001)289(a)第十一张,PPT共七十二页,创作于2022年6月四、核反应核反应:核反应:指用快速粒子打击靶核而给出新核(核产物)指用快速粒子打击靶核而给出新核(核产物)和另一粒子的过程。和另一粒子的过程。进行核反应的方法主要有进行核反应的方法主要有:*用快速中子轰击发生核反应;用快速中子轰击发生核反应;用快速中子轰击发生核反应;用快速中子轰击发生核反应;*吸收慢中子的核反应;吸收慢中子的核反应;吸收慢中子的核反应;吸收慢中子的核反应;*用带电粒子轰击发生核反应;用带电粒子轰击发生核反应;*用高能光子照射发生核反应等用高能光子
10、照射发生核反应等 第十二张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.2 放射性的度量单位放射性的度量单位 1、照、照 射射 量量X库仑每千克库仑每千克 /伦琴伦琴伦琴伦琴R 2 2、吸收剂量、吸收剂量、吸收剂量、吸收剂量DD戈瑞戈瑞 Gy /拉德拉德radrad 3、剂量当量、剂量当量、剂量当量、剂量当量HH希沃特希沃特SV /雷姆雷姆雷姆雷姆remrem 第十三张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.2 放射性的度量单位放射性的度量单位1.照射量(照射量(X)表表示示或或射射线线在在空空气气中中产产生生电电离离大大小小的的物物理理量。量。X=dQ/dm dQ是是指指质质量量为
11、为dm的的体体积积单单元元的的空空气气中中,光光子子释释放放的的所所有有电电子子(负负电电子子和和正正电电子子)在在空空气气中中全全部部被被阻阻时时,形形成成的的同同一一种种符符号号(正正或或负负)的的离离子子的的总总电电荷荷的的绝绝对对值值。单单位位:库库伦伦/千千克克,(C.kg-1),旧旧单单位位是是伦琴伦琴(R),1R=2.58 10-4 C.kg-1 照射量率:指单位时间内的照射量照射量率:指单位时间内的照射量。第十四张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.2 放射性的度量单位放射性的度量单位2.吸收剂量(吸收剂量(吸收剂量(吸收剂量(D D):):吸收剂量是单位质量的物质
12、对辐射能的吸收量。吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。D=d/dmD=d/dm d d与与dm分别代表受电离辐射作用的某一体积元中分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质的平均能量与物质的质量物质的平均能量与物质的质量.单位:单位:GyGy(戈瑞),(戈瑞),1 1 GyGy=1 J.kgJ.kg-1。吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质,是衡量吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质,是衡量电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。吸收剂量率吸收剂量率单位时间内的吸收剂量,单位单位时间内的吸收剂量,单位单位时间内的吸收剂量,单位单位时间内的吸收剂量
13、,单位 Gy.s-1。第十五张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.2 放射性的度量单位放射性的度量单位3 3、剂量当量(、剂量当量(、剂量当量(、剂量当量(H)H)希沃特希沃特希沃特希沃特SV 在在人人体体组组织织中中某某一一点点处处的的剂剂量量当当量量H等等于于吸吸收收剂剂量量与其他修正因数的乘积。与其他修正因数的乘积。H H的计算公式为:的计算公式为:的计算公式为:的计算公式为:H=DQNH=DQN式式中中:Q为为为为品品品品质质质质因因因因子子子子,亦亦亦亦称称称称为为为为线线线线质质质质系系系系数数数数,不不不不同同同同电电电电离离离离辐辐辐辐射射射射的的的的Q值列于表值列
14、于表8-18-1。N为为其其它它修修正正系系数数,是是吸吸收收剂剂量量在在时时间间或或空空间间上上分分布不均匀性修正因子的乘积,对外照射源通常取布不均匀性修正因子的乘积,对外照射源通常取N=1。单位为单位为SV(希沃特),(希沃特),(希沃特),(希沃特),1 1 SV=1 J.kgJ.kg-1-1第十六张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.3 单位单位放射线与物质的相互作用放射线与物质的相互作用 1.电离作用电离作用2.激发作用激发作用3.照像作用照像作用4.荧光作用荧光作用5.热效应热效应6.射程与穿透作用射程与穿透作用7.其它其它第十七张,PPT共七十二页,创作于2022年6
15、月8.1.3 放射线与物质的相互作用放射线与物质的相互作用 1.电电离离作作用用由由于于带带电电粒粒子子和和壳壳层层电电子子间间的的静静电电作作用用,使使壳壳层层电电子子获获得得足足够够能能量量而而脱脱离离原原子子、分分子子形形成成自自由由电电子子和和正正离离子子。自自由由电电子子和和一一个个正正离离子子组组成成一一个个离子对,这就称为电离作用。离子对,这就称为电离作用。2.2.激激激激发发发发作作作作用用用用如如如如果果果果壳壳壳壳层层层层电电电电子子子子获获获获得得得得能能能能量量量量较较较较小小小小而而而而未未未未能能能能脱脱脱脱离离离离原原原原子子子子或或或或分分分分子子子子,只只只只
16、是是是是由由由由低低低低能能能能级级级级跃跃跃跃迁迁迁迁到到到到高高高高能能能能级级级级,则则则则称称称称为为为为激激激激发发发发。带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子称称称称为为为为直直直直接接接接电电电电离离离离粒粒粒粒子子子子,不不不不带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子能能能能使使使使物物物物质质质质产产产产生生生生间接电离,故称为间接电离粒子。间接电离,故称为间接电离粒子。间接电离,故称为间接电离粒子。间接电离,故称为间接电离粒子。第十八张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.3 放射线与物质的相互作用放射线与物质的相互作用 3.照照照照像像像像作作作作用用用用是是指指放放射射线线
17、照照射射到到摄摄影影胶胶片片上上,会会使使摄摄影胶片感光的现象。影胶片感光的现象。4.荧荧光光作作用用如如果果放放射射线线照照射射在在荧荧光光物物质质上上,会会使使其其产生荧光。产生荧光。5.热热热热效效效效应应应应由由由由于于于于带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子和和和和物物物物质质质质的的的的原原原原子子子子或或或或分分分分子子子子不不不不断断断断碰碰碰碰撞撞撞撞,使分子不规则热运动增加,从而使物质变热。使分子不规则热运动增加,从而使物质变热。使分子不规则热运动增加,从而使物质变热。使分子不规则热运动增加,从而使物质变热。第十九张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.1.3 放射线与物
18、质的相互作用放射线与物质的相互作用 6.射射射射程程程程与与与与穿穿穿穿透透透透作作作作用用用用射射射射线线线线通通通通过过过过物物物物质质质质时时时时,不不不不断断断断与与与与物物物物质质质质相相相相互互互互作作作作用用用用而而而而损损损损失失失失能能能能量量量量,直直直直至至至至停停停停止止止止前前前前进进进进。射射射射线线线线从从从从进进进进入入入入物物物物质质质质到到到到停停停停止止止止前前前前进进进进所所所所经经经经过过过过的的的的距距距距离离离离,称称称称为为为为该该该该射射射射线线线线在在在在该该该该物物物物质质质质中中中中的的的的射射射射程程程程,以以以以厘厘厘厘米米米米为为为
19、为单单单单位位位位。如如如如果果果果射射射射 线线线线通通通通过过过过时时时时,不不不不被被被被物物物物质质质质阻阻阻阻止止止止前前前前进进进进而而而而一一一一直直直直穿穿穿穿过过过过物物物物质质质质,则称其具有穿透作用则称其具有穿透作用则称其具有穿透作用则称其具有穿透作用7.其其它它某某些些射射线线还还可可以以产产生生光光电电效效应应,康康普普顿顿效效应应,电电子子对对效效应应,或或引引起起物物质质的的核核反反应应,引引起起物物质质发发生生化化学学变化等。变化等。第二十张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.2 环境中的放射性环境中的放射性8.2.1、环境中放射性的来源、环境中放射性的
20、来源8.2.2、放射性污染的特点、放射性污染的特点8.2.3、放射性核素在环境中的分布、放射性核素在环境中的分布8.2.4、对人体危害、对人体危害第二十一张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.2.1环境中放射性的来源环境中放射性的来源(一一一一)天然源天然源天然源天然源 1、宇宙射线、宇宙射线 初级宇宙线初级宇宙线初级宇宙线初级宇宙线高能辐射,穿透力很强高能辐射,穿透力很强高能辐射,穿透力很强高能辐射,穿透力很强;次级宇宙线次级宇宙线比初级弱比初级弱比初级弱比初级弱 放射性核素放射性核素2020余种余种2 2、天然放射性核素、天然放射性核素、天然放射性核素、天然放射性核素与地球共生与地
21、球共生与地球共生与地球共生3、天然放射本源、天然放射本源、天然放射本源、天然放射本源半衰期极长,强度弱半衰期极长,强度弱半衰期极长,强度弱半衰期极长,强度弱 内照射、外照射(占内照射、外照射(占内照射、外照射(占内照射、外照射(占80)第二十二张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.2.1环境中放射性的来源环境中放射性的来源(二)人工源(二)人工源(二)人工源(二)人工源1 1、核试验及航天事故、核试验及航天事故 核裂变产物和中子活化产物放核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留射性尘埃可在大气层滞留0.330.33年年2、核工业:、核工业:核废弃物(核发电)核废弃物(核发电)核
22、废弃物(核发电)核废弃物(核发电)3、工农业、医、工农业、医、工农业、医、工农业、医 学学学学 和科研等部门和科研等部门和科研等部门和科研等部门 医学占人工污染源的医学占人工污染源的904、放射性矿的开采和利用、放射性矿的开采和利用第二十三张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.2.2 放射性污染的特点放射性污染的特点 放射性污染虽然是由于具有放射性核素放射性污染虽然是由于具有放射性核素的化学物质而造成的,但是放射性污染与一的化学物质而造成的,但是放射性污染与一般的化学毒害物质污染有显著区别。主要表般的化学毒害物质污染有显著区别。主要表现在以下现在以下5 5点:点:第二十四张,PPT共七
23、十二页,创作于2022年6月8.2.2 放射性污染的特点放射性污染的特点1)放射性污染物的放射性与物质的化学状态无关;)放射性污染物的放射性与物质的化学状态无关;2 2)每一种放射性核素都能放射出具有一定能量的一种或几种)每一种放射性核素都能放射出具有一定能量的一种或几种)每一种放射性核素都能放射出具有一定能量的一种或几种)每一种放射性核素都能放射出具有一定能量的一种或几种射线;射线;射线;射线;3)每一种放射性核素都有一定的半衰期,不因气压、温度)每一种放射性核素都有一定的半衰期,不因气压、温度)每一种放射性核素都有一定的半衰期,不因气压、温度)每一种放射性核素都有一定的半衰期,不因气压、温
24、度而改变;有的放射性核素的半衰期极长,例如而改变;有的放射性核素的半衰期极长,例如而改变;有的放射性核素的半衰期极长,例如而改变;有的放射性核素的半衰期极长,例如241PuPu的的衰衰变产物变产物241AmAm的半衰期为的半衰期为的半衰期为的半衰期为433433年,年,年,年,238 238 93U高达高达10109年,而年,而年,而年,而有些则只有几分钟甚至几秒;有些则只有几分钟甚至几秒;有些则只有几分钟甚至几秒;有些则只有几分钟甚至几秒;4 4)除了核反应条件外,任何化学、物理、生物的处理)除了核反应条件外,任何化学、物理、生物的处理都不能改变放射性核素的性质;都不能改变放射性核素的性质;
25、5 5)放射性物质进入环境后,可随介质的扩散或流动在自然)放射性物质进入环境后,可随介质的扩散或流动在自然)放射性物质进入环境后,可随介质的扩散或流动在自然)放射性物质进入环境后,可随介质的扩散或流动在自然界稀释和迁移,可在生物体内被富集并由此而产生在人界稀释和迁移,可在生物体内被富集并由此而产生在人界稀释和迁移,可在生物体内被富集并由此而产生在人界稀释和迁移,可在生物体内被富集并由此而产生在人体内的放射性污染即内照射。体内的放射性污染即内照射。体内的放射性污染即内照射。体内的放射性污染即内照射。第二十五张,PPT共七十二页,创作于2022年6月8.2.3放射性核素在环境中的分布一、在土壤和岩
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