辐射防护基础优秀PPT.ppt

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1、教化背景：教化背景：武汉水利电力高校武汉水利电力高校 环境工程专业环境工程专业工作经验：工作经验：92-03 92-03 上海电力工业学校上海电力工业学校 老师老师 03-03-至今至今 中电投高培中心核电培训部中电投高培中心核电培训部 培训师培训师培训经验：培训经验：05.03-08.12 05.03-08.12 核电中高级管理人员培训班核电中高级管理人员培训班从业资质：从业资质：国家二级企业培训师资格国家二级企业培训师资格讲授课程：讲授课程：基础化学基础化学/公共英语公共英语/计算机应用计算机应用/核电站辐射防护目核电站辐射防护目的的 讲师介绍讲师介绍 培训内容培训内容辐射防护基础辐射防护

2、基础辐射防护基础辐射防护基础辐射对人体健康的影响辐射对人体健康的影响辐射对人体健康的影响辐射对人体健康的影响辐射防护的原则和标准辐射防护的原则和标准辐射防护的原则和标准辐射防护的原则和标准核电站辐射来源及控制辐射风核电站辐射来源及控制辐射风核电站辐射来源及控制辐射风核电站辐射来源及控制辐射风险的技术方法险的技术方法险的技术方法险的技术方法核电站控制区的建立和管理核电站控制区的建立和管理核电站控制区的建立和管理核电站控制区的建立和管理第一章第一章 辐射防护基础学问辐射防护基础学问1.1.辐射和辐射防护辐射和辐射防护 以电磁波或粒子的形式向外传递能量的以电磁波或粒子的形式向外传递能量的以电磁波或粒

3、子的形式向外传递能量的以电磁波或粒子的形式向外传递能量的过程过程过程过程 辐射分为电离辐射和非电离辐射辐射分为电离辐射和非电离辐射辐射分为电离辐射和非电离辐射辐射分为电离辐射和非电离辐射辐射辐射1.1 辐射辐射电离作用示意图电离作用示意图 不带电的粒子在高能不带电的粒子在高能不带电的粒子在高能不带电的粒子在高能射线射线射线射线等的作用下，变成了带电等的作用下，变成了带电等的作用下，变成了带电等的作用下，变成了带电的粒子的过程。的粒子的过程。的粒子的过程。的粒子的过程。或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一个或或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一个或或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一

4、个或或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一个或多个电子的过程。多个电子的过程。多个电子的过程。多个电子的过程。电离电离 非电离辐射非电离辐射非电离辐射非电离辐射 有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起物有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起物有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起物有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起物质电离。质电离。质电离。质电离。电离辐射（又称核辐射）电离辐射（又称核辐射）电离辐射（又称核辐射）电离辐射（又称核辐射）由于放射性物质发出的射线与物质作用，会干脆地或间由于放射性物质发出的射线与物质作用，会干脆地或间由于放射性物质发出的射线与物

5、质作用，会干脆地或间由于放射性物质发出的射线与物质作用，会干脆地或间接地使物质的原子发生电离，因此，人们把这种能产生接地使物质的原子发生电离，因此，人们把这种能产生接地使物质的原子发生电离，因此，人们把这种能产生接地使物质的原子发生电离，因此，人们把这种能产生电离的辐射称为电离辐射。电离的辐射称为电离辐射。电离的辐射称为电离辐射。电离的辐射称为电离辐射。非电离辐射与电离辐射非电离辐射与电离辐射电离辐射电离辐射 干脆或间接使介质发生电离干脆或间接使介质发生电离效应的带电或不带电的射效应的带电或不带电的射线或粒子线或粒子 (能量能量 keV)、x、n、p、裂变碎、裂变碎片等片等 来来 源源 1)放

6、射性物质放射性物质(人造人造 自然）自然）2)加速器加速器3)反应堆反应堆 4)宇宙射线宇宙射线 5)地球环境地球环境 非电离辐射非电离辐射 紫外线、红外线、微波等紫外线、红外线、微波等这些粒子虽能够同物质发这些粒子虽能够同物质发生作用但都不能使物质发生作用但都不能使物质发生电离效应生电离效应 eV eV 量级量级移动电话移动电话 800-1800 MHz800-1800 MHz 0.01 eV 0.01 eV (没有电离作用）没有电离作用）非电离辐射与电离辐射非电离辐射与电离辐射核科学领域中一个重要分支，是探讨爱护人类和其他生物种群免受或少受辐射危害的应用性学科。辐射平安与核平安有很多交叉的

7、地方。主要是指对电离辐射的防护。1.2 1.2 辐射防护辐射防护2 2 物质结构与放射性物质结构与放射性 “原子”源自希腊文，意思是“不行分割的”。依据现代的观点：原子作为物质结构的一个层次，探讨原子的组成、组成物的运动规律及其相互作用的规律。其表征量为物质的物理、化学性质和光谱特性。“原子核”则是探讨物质结构的另一个更深的层次，探讨原子核的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变及核能的利用等。其表征为原子核的放射性。2.1 2.1 原子与原子核原子与原子核（1 1 1 1）原子结构）原子结构）原子结构）原子结构 构成物质的基本单位是原子构成物质的基本单位是原子构成物质的基本单位是原子构成物质的基

8、本单位是原子 直径：直径：直径：直径：10101010-8-8-8-8cmcmcmcm左右左右左右左右 质量：微小，最轻的元素氢原子的质量质量：微小，最轻的元素氢原子的质量质量：微小，最轻的元素氢原子的质量质量：微小，最轻的元素氢原子的质量1 1 1 1H1.6733 10H1.6733 10H1.6733 10H1.6733 10-24242424g g g g，一个铀原子，一个铀原子，一个铀原子，一个铀原子 238238238238U U U U的质量的质量的质量的质量3.951 103.951 103.951 103.951 10-22-22-22-22克克克克原子结构原子结构原子结构原

9、子结构（2 2 2 2）原子结构）原子结构）原子结构）原子结构原子是由更微小的粒原子是由更微小的粒原子是由更微小的粒原子是由更微小的粒子组成的，这些粒子子组成的，这些粒子子组成的，这些粒子子组成的，这些粒子称为基本粒子，它们称为基本粒子，它们称为基本粒子，它们称为基本粒子，它们是质子是质子是质子是质子(P)(P)(P)(P)、中子、中子、中子、中子（n n n n）和电子（）和电子（）和电子（）和电子（e e e e）等。）等。）等。）等。原子核原子核原子核原子核中子中子中子中子质子质子质子质子电子电子电子电子(电子云电子云电子云电子云)+原子结构原子结构核子核子核子核子（2 2）原子结构）原

10、子结构 基本粒子质量：微小基本粒子质量：微小基本粒子质量：微小基本粒子质量：微小 质子的质量为质子的质量为质子的质量为质子的质量为1.6725101.672510-24-24克；克；克；克；中子的质量为中子的质量为中子的质量为中子的质量为1.6747101.674710-24-24克；克；克；克；电子的质量为电子的质量为电子的质量为电子的质量为9.1089109.108910-28-28克。克。克。克。基本粒子带电：基本粒子带电：基本粒子带电：基本粒子带电：质子带有个单位的正电荷，电子带有个单位的负电荷，而质子带有个单位的正电荷，电子带有个单位的负电荷，而质子带有个单位的正电荷，电子带有个单位

11、的负电荷，而质子带有个单位的正电荷，电子带有个单位的负电荷，而中子不带电荷中子不带电荷中子不带电荷中子不带电荷 e e为电子的电荷量（为电子的电荷量（为电子的电荷量（为电子的电荷量（1e=(1.6021890.0000046)101e=(1.6021890.0000046)10-19-19库仑库仑库仑库仑 核外电子总带电量为核外电子总带电量为核外电子总带电量为核外电子总带电量为Z Ze e原子序数和原子质量数原子序数和原子质量数原子序数（原子序数（原子序数（原子序数（Z Z Z Z）质子数质子数质子数质子数 原子质量数（原子质量数（原子质量数（原子质量数（A A A A）质子数中子数质子数中子

12、数质子数中子数质子数中子数 通常用下列符号表示不同元素的原子核：通常用下列符号表示不同元素的原子核：通常用下列符号表示不同元素的原子核：通常用下列符号表示不同元素的原子核：其中，其中，其中，其中，X X X X为元素符号，为元素符号，为元素符号，为元素符号，Z Z Z Z为原子序数，为原子序数，为原子序数，为原子序数，A A A A为原子质量数。为原子质量数。为原子质量数。为原子质量数。由于每一种元素的全部原子都有确定的质子数，所以由于每一种元素的全部原子都有确定的质子数，所以由于每一种元素的全部原子都有确定的质子数，所以由于每一种元素的全部原子都有确定的质子数，所以Z Z Z Z有时有时有时

13、有时可以不标出来，只标出可以不标出来，只标出可以不标出来，只标出可以不标出来，只标出A A A A，简写成，简写成，简写成，简写成A A A A，如：，如：，如：，如：3H 3H 3H 3H、16O16O16O16O、32323232、60Co60Co60Co60Co、131I 131I 131I 131I 、235U 235U 235U 235U 2.2 同位素同位素 核素核素同位素同位素同位素同位素定义：定义：定义：定义：具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为同位具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为同位具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为同位具有相同质子数和不同中子数的同一

14、类元素称为同位素。素。素。素。一个氢原子可能含一个氢原子可能含一个氢原子可能含一个氢原子可能含1 1 1 1、2 2 2 2、3 3 3 3个中子。分别称为氕、氘、个中子。分别称为氕、氘、个中子。分别称为氕、氘、个中子。分别称为氕、氘、氚。氚。氚。氚。同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量是不同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量是不同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量是不同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量是不同的，元素周期表的排列是依据原子序数而不是原同的，元素周期表的排列是依据原子序数而不是原同的，元素周期表的排列是依据原子序数而不是原同的，元素周期表的排列是依据原子

15、序数而不是原子量。子量。子量。子量。1H2H3H氕氕氕氕氘氘氘氘氚氚氚氚氢原子家族氢原子家族氢原子家族氢原子家族235U238U233U铀原子家族铀原子家族铀原子家族铀原子家族132铯原子家族铯原子家族铯原子家族铯原子家族2D3D同位素性质：化学性质完全相同，同位素性质：化学性质完全相同，同位素性质：化学性质完全相同，同位素性质：化学性质完全相同，核特性完全不同，核特性完全不同，核特性完全不同，核特性完全不同，物理性质差别较大（特殊是轻同位素）物理性质差别较大（特殊是轻同位素）物理性质差别较大（特殊是轻同位素）物理性质差别较大（特殊是轻同位素）自然的同位素存在状态：自然的同位素存在状态：自然的

16、同位素存在状态：自然的同位素存在状态：大多是以同位素混合物状态出现大多是以同位素混合物状态出现大多是以同位素混合物状态出现大多是以同位素混合物状态出现目前在核能利用中最重要的元素是铀（），自然铀是三种铀同位目前在核能利用中最重要的元素是铀（），自然铀是三种铀同位目前在核能利用中最重要的元素是铀（），自然铀是三种铀同位目前在核能利用中最重要的元素是铀（），自然铀是三种铀同位素的混合物，这三种铀的自然同位素是素的混合物，这三种铀的自然同位素是素的混合物，这三种铀的自然同位素是素的混合物，这三种铀的自然同位素是234U234U234U234U、235U235U235U235U和和和和238U238U

17、238U238U同位素中有的会放出射线，称为放射性同位素或放射性核素，其余同位素中有的会放出射线，称为放射性同位素或放射性核素，其余同位素中有的会放出射线，称为放射性同位素或放射性核素，其余同位素中有的会放出射线，称为放射性同位素或放射性核素，其余叫做稳定同位素叫做稳定同位素叫做稳定同位素叫做稳定同位素资料：铀同位素 已发觉质量数在226和242之间的16个铀同位素。其中238U，235U和234U是自然放射性同位素，其相对丰度(原子百分数)分别为99.275%，0.720%和0.005%。235U是唯一自然存在的易裂变核素，是重要的初级核燃料，可在慢中子作用下发生裂变放出大量能量。238U吸

18、取一个中子后，经衰变生成239pu，239pu为慢中子引发裂变，故238U是重要的次级核燃料。234U是238U的衰变子体，无实际意义。233U是232Th俘获中子后随之进行两次衰变生成的人造易裂变核素（即核燃料）。232U是232Th和233U的快中子反应生成的，由钍制造的233U中含有少量232U，后者的子体发出硬射线，使得233U核燃料比较难于处理。核素核素具有相同质子数具有相同质子数具有相同质子数具有相同质子数Z Z Z Z、中子数、中子数、中子数、中子数N N N N和相同能态的和相同能态的和相同能态的和相同能态的一类原子一类原子一类原子一类原子(或原子核或原子核或原子核或原子核)，

19、符号，符号，符号，符号2.3放射性衰变放射性衰变定义：定义：不稳定的核素发出射线释放能量，核素的这种性质称不稳定的核素发出射线释放能量，核素的这种性质称不稳定的核素发出射线释放能量，核素的这种性质称不稳定的核素发出射线释放能量，核素的这种性质称为放射性，这种现象称为放射性衰变，具有放射性的为放射性，这种现象称为放射性衰变，具有放射性的为放射性，这种现象称为放射性衰变，具有放射性的为放射性，这种现象称为放射性衰变，具有放射性的物质称为放射性物质。物质称为放射性物质。物质称为放射性物质。物质称为放射性物质。放射性衰变的主要类型：放射性衰变的主要类型：放射性衰变的主要类型：放射性衰变的主要类型：衰变

20、衰变衰变衰变，衰变衰变衰变衰变，衰衰衰衰变变变变2.3.1 衰变衰变:射线射线:氦核氦核 的粒子流，质量为氢原子质量的四倍，的粒子流，质量为氢原子质量的四倍，带两个单位的正电荷，电离实力为带两个单位的正电荷，电离实力为104衰变通式：衰变通式：AZX A-4Z-2Y+Q AZX 母核母核 A-4Z-2Y 子核子核 出射粒子出射粒子 Q 能量能量例：例：22688Ra 22286Rn+42He（）（镭（镭 氡）氡）+从母核中射出从母核中射出从母核中射出从母核中射出的的的的4 4 4 4HeHeHeHe原子核原子核原子核原子核 粒子得到粒子得到粒子得到粒子得到大部分衰变能大部分衰变能大部分衰变能大

21、部分衰变能238U4He+234Th放射性母核放射性母核放射性母核放射性母核!衰变衰变 衰变衰变241241AmAm 237237NpNp 衰变的性质衰变的性质能辐射能辐射能辐射能辐射射线的物质的原子序数都大于射线的物质的原子序数都大于射线的物质的原子序数都大于射线的物质的原子序数都大于82828282母核放出的母核放出的母核放出的母核放出的粒子具有确定的动能粒子具有确定的动能粒子具有确定的动能粒子具有确定的动能5 5 5 5兆电子伏的兆电子伏的兆电子伏的兆电子伏的粒子：粒子：粒子：粒子：在空气中的射程约在空气中的射程约在空气中的射程约在空气中的射程约7 7 7 7厘米厘米厘米厘米在铅中约在铅

22、中约在铅中约在铅中约0.060.060.060.06毫米毫米毫米毫米在人体组织中约在人体组织中约在人体组织中约在人体组织中约43434343微米微米微米微米粒子能被一张薄纸阻挡，所以一般粒子能被一张薄纸阻挡，所以一般粒子能被一张薄纸阻挡，所以一般粒子能被一张薄纸阻挡，所以一般 辐射的辐射的辐射的辐射的粒粒粒粒子对人体外照射的损伤很小，通常不予考虑子对人体外照射的损伤很小，通常不予考虑子对人体外照射的损伤很小，通常不予考虑子对人体外照射的损伤很小，通常不予考虑 粒子的电离本事很大，所以要防止粒子的电离本事很大，所以要防止粒子的电离本事很大，所以要防止粒子的电离本事很大，所以要防止 放射性物质放射

23、性物质放射性物质放射性物质进入体内产生内照射进入体内产生内照射进入体内产生内照射进入体内产生内照射在热中子反应堆中，对反应堆材料的影响不重要在热中子反应堆中，对反应堆材料的影响不重要在热中子反应堆中，对反应堆材料的影响不重要在热中子反应堆中，对反应堆材料的影响不重要2.3.2 衰变：衰变：负衰变、负衰变、正衰变、电子俘正衰变、电子俘获获负衰变负衰变:高速飞行的电子流，带高速飞行的电子流，带1个单位负电荷，质个单位负电荷，质量为量为1/1840u，电离实力，电离实力102衰变通式：衰变通式：nP+-+Q+-AZX AZ+1Y+-+Q+-：负电子：负电子 n：中子：中子 P：质子：质子 -：反中微

24、子：反中微子例：例：3215P3216S+负负衰变衰变3 3H H 3 3HeHe中子质子 Pn+Q+AZXAZ-1Y+Q+:正电子正电子 ：中微子：中微子正衰变正衰变 正衰变正衰变1111C C 1111B B+发生缘由发生缘由发生缘由发生缘由母核中子或质子过多母核中子或质子过多母核中子或质子过多母核中子或质子过多质子转变成中子，并且质子转变成中子，并且质子转变成中子，并且质子转变成中子，并且带走一个单位的正电荷带走一个单位的正电荷带走一个单位的正电荷带走一个单位的正电荷中子转变成质子，并且中子转变成质子，并且中子转变成质子，并且中子转变成质子，并且带走一个单位的负电荷带走一个单位的负电荷带

25、走一个单位的负电荷带走一个单位的负电荷+反中微子反中微子反中微子反中微子中微子中微子中微子中微子 三种子体分享裂变能三种子体分享裂变能三种子体分享裂变能三种子体分享裂变能因此电子具有连续能量因此电子具有连续能量因此电子具有连续能量因此电子具有连续能量 质子变成中子X射线电子俘获电子俘获 通式：通式：通式：通式：P+e-n+AZX+e-AZ-1Y+Q+例：例：例：例：5526Fe+e-5525Mn电子俘获电子俘获电子俘获电子俘获7 7BeBe 7 7Li Li衰变的性质衰变的性质 带电粒子、质量小带电粒子、质量小带电粒子、质量小带电粒子、质量小 射线的能量对不同的核是不同的，大致为十几千电子伏射

26、线的能量对不同的核是不同的，大致为十几千电子伏射线的能量对不同的核是不同的，大致为十几千电子伏射线的能量对不同的核是不同的，大致为十几千电子伏到到到到3 3 3 3兆电子伏兆电子伏兆电子伏兆电子伏 由于这种粒子的质量小，只带一个电荷，其射程比由于这种粒子的质量小，只带一个电荷，其射程比由于这种粒子的质量小，只带一个电荷，其射程比由于这种粒子的质量小，只带一个电荷，其射程比粒子粒子粒子粒子长，但产生电离的实力比长，但产生电离的实力比长，但产生电离的实力比长，但产生电离的实力比粒子弱粒子弱粒子弱粒子弱 完全吸取完全吸取完全吸取完全吸取射线所须要的物质长度：射线所须要的物质长度：射线所须要的物质长度

27、：射线所须要的物质长度：铝约铝约铝约铝约5 5 5 5毫米，铅约毫米，铅约毫米，铅约毫米，铅约1 1 1 1毫米毫米毫米毫米 2.3.3衰变：衰变：射射线线：波波长长极极短短的的电电磁磁波波，电电离离实实力为力为1。衰变通式：衰变通式：AZXmAZX+例例 6027Co6028Ni+钴钴 113m49In11349In+铟铟 +光子光子光子光子 衰变衰变 衰变衰变3 3HeHe 3 3HeHe 衰变特点：衰变特点：从原子核中放射出光子从原子核中放射出光子 常常在常常在 或或 衰变后核子从激发态退激时发生衰变后核子从激发态退激时发生 产生的射线能量离散，能量不连续产生的射线能量离散，能量不连续衰

28、变形式衰变形式 放出射线放出射线 原子序数变更原子序数变更 原子质量数变更原子质量数变更 42He 42He -2-2 -4-4 -e-(e-(负负 电电 子子)+1+1 0 0 +e+(e+(正正 电电 子子)-1-1 0 0 h(h(光光 子子)0 0 0 0 Ec Ec h(h(光光 子子)-1-1 0 0放射性核衰变的结果放射性核衰变的结果自然放射线的性质及其比较自然放射线的性质及其比较氦核氦核+2+24 40.1c0.1c最强最强最弱最弱电子电子-1-11/18401/18400.9c0.9c较强较强较强较强光子光子0 00 0c c最弱最弱最强最强 中子辐射主要由核反应产生，而不是

29、核衰变产生。中子辐射主要由核反应产生，而不是核衰变产生。中子辐射主要由核反应产生，而不是核衰变产生。中子辐射主要由核反应产生，而不是核衰变产生。中子不带电，与物质相互作用与其他射线不同。中子不带电，与物质相互作用与其他射线不同。中子不带电，与物质相互作用与其他射线不同。中子不带电，与物质相互作用与其他射线不同。中子辐射中子辐射2.4感生放射性感生放射性 用核粒子轰击稳定的核素可以产生出人工的放射性核素。用核粒子轰击稳定的核素可以产生出人工的放射性核素。用核粒子轰击稳定的核素可以产生出人工的放射性核素。用核粒子轰击稳定的核素可以产生出人工的放射性核素。激活或活化（反应）激活或活化（反应）激活或活

30、化（反应）激活或活化（反应）通常把稳定的核素吸取一个中子后转变成放射性核素的过通常把稳定的核素吸取一个中子后转变成放射性核素的过通常把稳定的核素吸取一个中子后转变成放射性核素的过通常把稳定的核素吸取一个中子后转变成放射性核素的过程程程程 把生成的放射性核素叫做活化产物。把生成的放射性核素叫做活化产物。把生成的放射性核素叫做活化产物。把生成的放射性核素叫做活化产物。感生放射性感生放射性感生放射性感生放射性 活化产物要进行活化产物要进行活化产物要进行活化产物要进行、衰变。衰变。衰变。衰变。活化产物衰变时产生的放射性称为感生放射性。活化产物衰变时产生的放射性称为感生放射性。活化产物衰变时产生的放射性

31、称为感生放射性。活化产物衰变时产生的放射性称为感生放射性。反应堆一回路水中的稳定同位素反应堆一回路水中的稳定同位素反应堆一回路水中的稳定同位素反应堆一回路水中的稳定同位素16O16O16O16O（氧）吸取中子，（氧）吸取中子，（氧）吸取中子，（氧）吸取中子，同时放射出质子，产生出放射性核素同时放射出质子，产生出放射性核素同时放射出质子，产生出放射性核素同时放射出质子，产生出放射性核素16N16N16N16N（氮），（氮），（氮），（氮），16N 16N 16N 16N原子再进行原子再进行原子再进行原子再进行衰变，并发出衰变，并发出衰变，并发出衰变，并发出射线，变成稳定的射线，变成稳定的射线，变

32、成稳定的射线，变成稳定的16O16O16O16O原原原原子，即：子，即：子，即：子，即：1616OO 1616N N 1616OO 16161616N N N N是活化产物，它们衰变产生的是活化产物，它们衰变产生的是活化产物，它们衰变产生的是活化产物，它们衰变产生的、射线即为感生放射性。射线即为感生放射性。射线即为感生放射性。射线即为感生放射性。反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材料（料（料（料（MnMnMnMn、FeFeFeFe、CoCoCoCo

33、等）等）等）等）反应堆运行期间，系统四周的辐射水平主要由反应堆运行期间，系统四周的辐射水平主要由反应堆运行期间，系统四周的辐射水平主要由反应堆运行期间，系统四周的辐射水平主要由N16N16N16N16贡献，贡献，贡献，贡献，停堆后则由活化腐蚀产物引起。停堆后则由活化腐蚀产物引起。停堆后则由活化腐蚀产物引起。停堆后则由活化腐蚀产物引起。核平安公约国家报告核平安公约国家报告核平安公约国家报告核平安公约国家报告腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核电腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核电腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核电腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核电

34、厂的一种主要辐射源。为削减腐蚀产物的产生和限制厂的一种主要辐射源。为削减腐蚀产物的产生和限制厂的一种主要辐射源。为削减腐蚀产物的产生和限制厂的一种主要辐射源。为削减腐蚀产物的产生和限制其在回路的分布和沉积，在设备设计时应当考虑：其在回路的分布和沉积，在设备设计时应当考虑：其在回路的分布和沉积，在设备设计时应当考虑：其在回路的分布和沉积，在设备设计时应当考虑：与反应堆冷却剂接触的材料具有抗腐蚀性，并且钴的含与反应堆冷却剂接触的材料具有抗腐蚀性，并且钴的含与反应堆冷却剂接触的材料具有抗腐蚀性，并且钴的含与反应堆冷却剂接触的材料具有抗腐蚀性，并且钴的含量尽可能地低；量尽可能地低；量尽可能地低；量尽可

35、能地低；制定反应堆冷却剂的化学规格；制定反应堆冷却剂的化学规格；制定反应堆冷却剂的化学规格；制定反应堆冷却剂的化学规格；关注材料表面状况和表面清洁度。关注材料表面状况和表面清洁度。关注材料表面状况和表面清洁度。关注材料表面状况和表面清洁度。指数衰减规律指数衰减规律指数衰减规律指数衰减规律N=NN=NN=NN=N0 0 0 0e e e e-t t t t N N N N0:0:0:0:（t=0t=0t=0t=0）时放射性原子核的数）时放射性原子核的数）时放射性原子核的数）时放射性原子核的数目。目。目。目。N:N:N:N:经过经过经过经过t t t t时间后未发生衰变的放时间后未发生衰变的放时间

36、后未发生衰变的放时间后未发生衰变的放 射性原子核数目。射性原子核数目。射性原子核数目。射性原子核数目。:放射性原子核衰变常数，大小放射性原子核衰变常数，大小放射性原子核衰变常数，大小放射性原子核衰变常数，大小只与原子核本身性质有关，与只与原子核本身性质有关，与只与原子核本身性质有关，与只与原子核本身性质有关，与外界条件无关外界条件无关外界条件无关外界条件无关;数值越大衰变数值越大衰变数值越大衰变数值越大衰变越快。越快。越快。越快。放射性核素的衰变规律放射性核素的衰变规律放射性核素的衰变规律放射性核素的衰变规律 2.5 放射性衰变的规律放射性衰变的规律1)1)衰变常数衰变常数:意义：意义：意义：

37、意义：单位时间内每个核衰变的几率。单位时间内每个核衰变的几率。单位时间内每个核衰变的几率。单位时间内每个核衰变的几率。单位：单位：单位：单位：秒秒秒秒-1-1-1-1 或或或或 天天天天-1-1-1-1例例例例：3232P =5.610P =5.610-7-7秒秒秒秒-1-1 6060Co =4.16910Co =4.16910-9-9秒秒秒秒-1-1 越大，该核素越不稳定，因此，越大，该核素越不稳定，因此，越大，该核素越不稳定，因此，越大，该核素越不稳定，因此，3232P P比比比比6060CoCo活跃些活跃些活跃些活跃些 2)2)半衰期半衰期T T 母核数目衰变掉一半所需时间，或放射性活度

38、减弱一半所母核数目衰变掉一半所需时间，或放射性活度减弱一半所母核数目衰变掉一半所需时间，或放射性活度减弱一半所母核数目衰变掉一半所需时间，或放射性活度减弱一半所需时间。需时间。需时间。需时间。T T T T 也是放射性核素特征量，也表示放射性随时间衰减也是放射性核素特征量，也表示放射性随时间衰减也是放射性核素特征量，也表示放射性随时间衰减也是放射性核素特征量，也表示放射性随时间衰减的快慢。的快慢。的快慢。的快慢。T与与 成反比成反比t=T时时,N=N0/2 半衰期差别很大，短的不到半衰期差别很大，短的不到半衰期差别很大，短的不到半衰期差别很大，短的不到1s1s1s1s，长的达到，长的达到，长的

39、达到，长的达到1010101015151515y y y y2)2)半衰期半衰期T T常用的放射性核素的常用的放射性核素的T T1/21/2 名称名称名称名称T T T T1/21/21/21/2名称名称名称名称T T T T1/21/21/21/2131131131131碘碘碘碘 （131131131131I I I I）8.48.48.48.4天天天天99m99m99m99m锝锝锝锝 (99m99m99m99mTc)Tc)Tc)Tc)6 6 6 6小时小时小时小时32323232磷磷磷磷 （32323232P P P P）14.314.314.314.3天天天天113m113m113m11

40、3m铟铟铟铟 (113m113m113m113mIn)In)In)In)1.61.61.61.6小时小时小时小时51515151铬铬铬铬 （51515151Cr Cr Cr Cr）27272727天天天天125125125125碘碘碘碘 (125125125125I I I I）60606060天天天天18181818氟氟氟氟 （18181818F F F F）110110110110分分分分67676767镓镓镓镓 (67676767Ga)Ga)Ga)Ga)78787878小时小时小时小时核素核素核素核素氮氮氮氮-16-16-16-16镭镭镭镭-224-224-224-224钚钚钚钚-239

41、-239-239-239氚氚氚氚-3-3-3-3钴钴钴钴-60-60-60-60半衰期半衰期半衰期半衰期7.37.37.37.3秒秒秒秒3.653.653.653.65天天天天24000240002400024000年年年年12.412.412.412.4年年年年5.25.25.25.2年年年年部分核素的放射性半衰期部分核素的放射性半衰期 衰变常量衰变常量、半衰期、半衰期T 之间的关系：任何一个都之间的关系：任何一个都可以作为放射性核素的特征量。可以作为放射性核素的特征量。试验表明，原子核的放射性是原子核自身性试验表明，原子核的放射性是原子核自身性质的反映，其特征量以及所遵从的规律不受外界质的

42、反映，其特征量以及所遵从的规律不受外界条件条件(如温度、压强和磁场等如温度、压强和磁场等)的影响，也不会由的影响，也不会由于核是处于单质中或是处于化合物中而有所变更。于核是处于单质中或是处于化合物中而有所变更。应记住应记住7 7个半衰期后，活度减为初始活度的约个半衰期后，活度减为初始活度的约1 1，1010个半衰期后为个半衰期后为0.10.1。3.辐射测量和辐射防护辐射测量和辐射防护中常用的物理量中常用的物理量3.1.13.1.1定义定义定义定义 放射性核素在单位时间内发生核衰变的数目（即衰变率），放射性核素在单位时间内发生核衰变的数目（即衰变率），放射性核素在单位时间内发生核衰变的数目（即衰

43、变率），放射性核素在单位时间内发生核衰变的数目（即衰变率），称为放射性活度，用符号称为放射性活度，用符号称为放射性活度，用符号称为放射性活度，用符号A A A A表示。表示。表示。表示。A=dN/dt 3.1 放射性活度放射性活度 单位单位单位单位国际制单位：次衰变国际制单位：次衰变国际制单位：次衰变国际制单位：次衰变/秒；国际专用名：贝可（秒；国际专用名：贝可（秒；国际专用名：贝可（秒；国际专用名：贝可（BqBq）；）；）；）；1Bq=11Bq=1次衰变次衰变次衰变次衰变/秒秒秒秒3.2吸取剂量和吸取剂量率吸取剂量和吸取剂量率3.2.1吸取剂量（吸取剂量（D）定义：对于任何一种电离辐射，授予

44、某一受照物定义：对于任何一种电离辐射，授予某一受照物质的能量（质的能量（E）除以该受照物质的质量（）除以该受照物质的质量（m），），即：即：D=dE/dm国际专用名国际专用名戈瑞，戈瑞，Gy 3.2.2 吸取剂量率（D）定义：是指单位时间内的吸取剂量 单位戈瑞 秒-Gy/s3.3当量剂量和当量剂量率当量剂量和当量剂量率 相同的吸取剂量未必产生同等程度的生物效应，因为生相同的吸取剂量未必产生同等程度的生物效应，因为生相同的吸取剂量未必产生同等程度的生物效应，因为生相同的吸取剂量未必产生同等程度的生物效应，因为生物效应受到辐射类型、剂量与剂量率大小、受照条件及物效应受到辐射类型、剂量与剂量率大小、

45、受照条件及物效应受到辐射类型、剂量与剂量率大小、受照条件及物效应受到辐射类型、剂量与剂量率大小、受照条件及个体差异等因素的影响。个体差异等因素的影响。个体差异等因素的影响。个体差异等因素的影响。即使受到相同数量的吸取剂量的照射，因为射线种类和即使受到相同数量的吸取剂量的照射，因为射线种类和即使受到相同数量的吸取剂量的照射，因为射线种类和即使受到相同数量的吸取剂量的照射，因为射线种类和辐照条件不同，其所致的生物效应无论其严峻程度还是辐照条件不同，其所致的生物效应无论其严峻程度还是辐照条件不同，其所致的生物效应无论其严峻程度还是辐照条件不同，其所致的生物效应无论其严峻程度还是其发生几率皆不相同。其

46、发生几率皆不相同。其发生几率皆不相同。其发生几率皆不相同。为了用同一尺度表示不同射线对机体所产生的生物效应为了用同一尺度表示不同射线对机体所产生的生物效应为了用同一尺度表示不同射线对机体所产生的生物效应为了用同一尺度表示不同射线对机体所产生的生物效应大小，在辐射防护中，运用了当量剂量概念。大小，在辐射防护中，运用了当量剂量概念。大小，在辐射防护中，运用了当量剂量概念。大小，在辐射防护中，运用了当量剂量概念。两只双胞胎雄性狗，它们的体质状况完全相同并互为比照，一只狗受到射线全身照射的吸取剂量为12 Gy，而另一只狗受到中子（能量100 keV）全身照射的吸取剂量为12 Gy，从表面视察两只狗的吸

47、取剂量相同。临床表现 （1）受照射后2只狗均出现呕吐和腹泻，但受到中子照射的狗临床症状出现更早，并伴有皮肤出血点和便血。（2）2只狗均诊断为急性放射病，受到中子照射的狗经抢救无效死亡，而射线照射的狗存活。问题：为什么吸取剂量相同但产生的生物效应不同呢？3.3.1当量剂量（当量剂量（H）定义：在要探讨的组织或器官中某一点处的剂定义：在要探讨的组织或器官中某一点处的剂量当量量当量H为为H=D*QD：诱发损伤位置上的吸取计量（戈）；：诱发损伤位置上的吸取计量（戈）；Q：与该位置相对应的辐射品质因数；：与该位置相对应的辐射品质因数；H：剂量当量，：剂量当量，SI单位为焦耳每千克，单位的单位为焦耳每千克

48、，单位的特地名称为希弗，用符号特地名称为希弗，用符号Sv表示。表示。3.3.2剂量当量率（剂量当量率（H）单位时间内剂量当量的增量，称之为剂量当量率。单位时间内剂量当量的增量，称之为剂量当量率。单位时间内剂量当量的增量，称之为剂量当量率。单位时间内剂量当量的增量，称之为剂量当量率。H=H/t单位单位单位单位希弗希弗希弗希弗秒秒秒秒-Sv/sSv/s3.4有效当量剂量（有效当量剂量（HE）有效当量剂量是考虑人体组织或器官发生的辐射效应为随机有效当量剂量是考虑人体组织或器官发生的辐射效应为随机效应时，全身受到非匀整照射的状况下，人体各器官或组织效应时，全身受到非匀整照射的状况下，人体各器官或组织所

49、接受的平均剂量当量与相应的权重因子的乘积之总和，即所接受的平均剂量当量与相应的权重因子的乘积之总和，即式中，式中，H有效为有效剂量当量；有效为有效剂量当量；HT为人体内器官或组织为人体内器官或组织T所接所接受的平均剂量当量；受的平均剂量当量；WT为为相相应应器器官官或或组组织织的的权权重重因因子子，它它表表示示器器官官或或组组织织T受受电电离离辐辐射射照照射射时时产产生生随随机机效效应应的的几几率率与与全全身身受受到到匀匀整整照照射射时时产产生生的的随随机机效效应应的的几几率率之之比比值值。因因此此，是是一一个个无无量量纲纲因因子。子。有效剂量当量的有效剂量当量的SI单位与剂量当量相同，即希弗

50、（单位与剂量当量相同，即希弗（Sv)。组织权重因子（组织权重因子（WT）GB18871-2002GB18871-2002、IAEA No115IAEA No115、ICRP60ICRP60例：例：甲骨表面接受甲骨表面接受0.3Sv的剂量当量，而乙骨的剂量当量，而乙骨表面受表面受0.2Sv的照射，同时肝脏又受到的照射，同时肝脏又受到0.1Sv的照射，哪个人危急更大些？的照射，哪个人危急更大些？有有有有效效效效剂剂剂剂量量量量当当当当量量量量是是是是一一一一个个个个很很很很重重重重要要要要的的的的概概概概念念念念，它它它它是是是是一一一一个个个个度度度度量量量量体体体体内内内内或或或或体体体体外外