《辐射防护基础》PPT课件.ppt

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1、辐射防护基础辐射防护基础核电培训部核电培训部张张 贝贝 瑶瑶教育背景：教育背景：武汉水利电力大学武汉水利电力大学 环境工程专业环境工程专业工作经历：工作经历：92-03 上海电力工业学校上海电力工业学校 教师教师 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历：培训经历：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/核电站辐射防护核电站辐射防护目的 讲师介绍讲师介绍 培训内容培训内容辐射防护

2、基础辐射防护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 辐射防护基础知识辐射防护基础知识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

3、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

4、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 非非非非电电离离离离辐辐射射射射 有些有些有些有些辐辐射如射如射如射如红红外外外外线线、微波等，由于能量低，不能引起、微波等，由于能量低，不能引起、微波等，由于能量低，不能引起、微波等，由于能量低，不能引起物物物物质电质电离。离。离。离。电电离离离离辐辐射（又称核射（又称核射（又称核射（又称核辐辐射）射）射）射）由于放射性物由于放射性物由于放射性物由于放射性物质发质发出的射出的射出的射出的射线线与物与物与物与物质质作用，会直接地或作用，会直接地或作用，会直接地或

5、作用，会直接地或间间接地使物接地使物接地使物接地使物质质的原子的原子的原子的原子发发生生生生电电离，因此，人离，因此，人离，因此，人离，因此，人们们把把把把这这种能种能种能种能产产生生生生电电离的离的离的离的辐辐射称射称射称射称为电为电离离离离辐辐射。射。射。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电离辐射电离辐射 直接或间接使介质发生电离效直接或间接使介质发生电离效直接或间接使介质发生电离效直接或间接使介质发生电离效应的带电或不带电的射线或应的带电或不带电的射线或应的带电或不带电的射线或应的带电或不带电的射线或粒子粒子粒子粒子 (能量能量能量能量 keV)keV)、x x

6、、n n、p p、裂变碎片、裂变碎片、裂变碎片、裂变碎片等等等等 来来来来 源源源源 1)1)放射性物质放射性物质放射性物质放射性物质 (人造人造人造人造 天然）天然）天然）天然）2)2)加速器加速器加速器加速器3)3)反应堆反应堆反应堆反应堆 4)4)宇宙射线宇宙射线宇宙射线宇宙射线 5)5)地球环境地球环境地球环境地球环境 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 0.0

7、1 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，是研究保护人核科学领域中一个重要分支，是研究保护人核科学领域中一个重要分支，是研究保护人核科学领域中一个重要分支，是研究保护人类和其他生物种群免受或少受辐射危害的应类和其他生物种群免受或少受辐射危害的应类和其他生物种群免受或少受辐射危害的应类和其他生物种群免受或少受辐射危害的应用性学科。用性学科。用性学科。用性学科。辐射安全与核安全有许多交叉的地方。辐射安全与核安全有许多交叉的地方。辐射安全与核安全有许多交叉的地方。辐射安全与核安全有许多交叉的地方。主要是指对电离辐射的防

8、护。主要是指对电离辐射的防护。主要是指对电离辐射的防护。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 “原子原子原子原子”源自希腊文，意思是源自希腊文，意思是源自希腊文，意思是源自希腊文，意思是“不可分割的不可分割的不可分割的不可分割的”。按照现代。按照现代。按照现代。按照现代的观点：原子作为物质结构的一个层次，研究原子的组成、组的观点：原子作为物质结构的一个层次，研究原子的组成、组的观点：原子作为物质结构的一个层次，研究原子的组成、组的观点：原子作为物质结构的一个层次，研究原子的组成、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

9、理、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、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、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。化学性质和光谱特性。化学性质和光谱特性。化学性质和光谱特性。“原子核原子核原子核原子核”则是研究物质结构的另一个更深的层次，研究原则是研究物质结构的另一个更深的层次，研究原则是研究物质结构的另一个更深的层次，研究原则是研究物质结构的另一个更深的层次，研究原子核的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变及核能的利用等。子核的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变及核能的利用等。子核的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变

10、及核能的利用等。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。其表征为原子核的放射性。其表征为原子核的放射性。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

11、 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

12、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）原子结构 基本粒子基本粒子基本粒子基本粒子质质量：微小量：微小量：微小量：微小 质质子的子的子的子的质质量量量量为为1.6725101.672510-24-24克；克；克；克；中子的中子的中子的中子的质质量量量量为为1.6747101.674710-2

13、4-24克；克；克；克；电电子的子的子的子的质质量量量量为为9.1089109.108910-28-28克。克。克。克。基本粒子基本粒子基本粒子基本粒子带电带电：质质子子子子带带有个有个有个有个单单位的正位的正位的正位的正电电荷，荷，荷，荷，电电子子子子带带有个有个有个有个单单位的位的位的位的负电负电荷，而荷，而荷，而荷，而中子不中子不中子不中子不带电带电荷荷荷荷 e e为电为电子的子的子的子的电电荷量（荷量（荷量（荷量（1e=(1.6021890.0000046)101e=(1.6021890.0000046)10-19-19库仑库仑 核外核外核外核外电电子子子子总带电总带电量量量量为为Z

14、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

15、量数。由于每一种元素的所有原子都有确定的质子数，所以由于每一种元素的所有原子都有确定的质子数，所以由于每一种元素的所有原子都有确定的质子数，所以由于每一种元素的所有原子都有确定的质子数，所以Z Z Z Z有时有时有时有时可以不标出来，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：3 3 3 3H H H H、16161616O O O O、32323232、60606060CoCoCoCo、131131131131I I I I 、235235235235U U U U 2.2 同位素同位素

16、 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具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为同位素。同位素。同位素。同位素。o o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、个中子。分别称为氕、个中子。分别称为氕、个中子。分别称为氕、氘、氚。氘、氚。氘、氚。氘、氚。同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量同位素在元素周期表中占据同一

17、个位置，原子量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根据原子序数而是不同的，元素周期表的排列是根据原子序数而是不同的，元素周期表的排列是根据原子序数而是不同的，元素周期表的排列是根据原子序数而不是原子量。不是原子量。不是原子量。不是原子量。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：同位素性质：同位素性质：同位素性质：化学性质完全相同，化学性质完全相同，化学性质完全相同，化学性质完全相同，核特性完全不同

18、，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（特别是轻同位素）物理性质差别较大（特别是轻同位素）物理性质差别较大（特别是轻同位素）物理性质差别较大（特别是轻同位素）天然的同位素存在状态：天然的同位素存在状态：天然的同位素存在状态：天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（），天然铀是三种铀同位目前在核能利用中最重要的元素是铀（），天然铀是三种铀同位目前在核能利用中最重要的元素是铀（），天然铀是三种铀同位目前在核能利用中最重要的元素是铀（），天然铀是

19、三种铀同位素的混合物，这三种铀的天然同位素是素的混合物，这三种铀的天然同位素是素的混合物，这三种铀的天然同位素是素的混合物，这三种铀的天然同位素是234234234234U U U U、235235235235U U U U和和和和238238238238U U U U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 已发现已发现质量数质量数在

20、在226226和和242242之间的之间的1616个个铀铀同位素同位素。其中其中238238U U，235235U U和和234234U U是天然是天然放射性同位素放射性同位素，其，其相对丰度相对丰度 (原子百分数原子百分数)分别为分别为99.275%99.275%，0.720%0.720%和和0.005%0.005%。235235U U是唯一天然存在的易裂变核素，是重要的初级核燃是唯一天然存在的易裂变核素，是重要的初级核燃料，可在料，可在慢中子慢中子作用下发生作用下发生裂变裂变放出大量能量。放出大量能量。238238U U吸收一个吸收一个中子中子后，经后，经衰变衰变生成生成239239pup

21、u，239239pupu为慢中为慢中子引发裂变，故子引发裂变，故238238U U是重要的次级核燃料。是重要的次级核燃料。234234U U是是238238U U的衰变子体，无实际意义。的衰变子体，无实际意义。233233U U是是232232ThTh俘获中子后随之进行两次俘获中子后随之进行两次衰变生成的人造衰变生成的人造易裂变核素（即易裂变核素（即核燃料核燃料）。）。232232U U是是232232ThTh和和233233U U的的快中子快中子反应生成的，由反应生成的，由钍钍制造的制造的233233U U中含有少量中含有少量232232U U，后者的子体发出硬，后者的子体发出硬射线射线，使

22、得，使得233233U U核燃料核燃料比较难于处理。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)，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

23、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：衰衰衰衰变变，衰衰衰衰变变，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，带的粒子流，质量为氢原子质量的四倍，带两个单位的正电荷两个单位的正电荷，电离能力为，电离能力为104衰变通式：衰变通式：A AZ ZX X A-4A-4Z-2Z-2Y+Y+Q+

24、Q A AZ ZX X 母核母核母核母核 A-4A-4Z-2Z-2Y Y 子核子核子核子核 出射粒子出射粒子出射粒子出射粒子 Q Q 能量能量能量能量例：例：2262268888Ra Ra 2222228686Rn+Rn+4 42 2HeHe（）（镭（镭（镭（镭 氡）氡）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 237237NpN

25、p 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一定的动能粒子具有一定的动能粒子具有一定的动能粒子具有一定的动能 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：在空气中的在空气中的在空气中的在空气中的射程射程射程射程约约约约7 7 7 7厘米厘米厘米厘米 在在在在铅中铅中铅中铅中约约约约0.060.060.060.06毫米毫米毫米毫米 在在在在人体组织中人体组织中人体组织中人体组织中约约约约434

26、34343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子对人粒子对人粒子对人粒子对人体体体体外照射外照射外照射外照射的损伤很小，通常不予考虑的损伤很小，通常不予考虑的损伤很小，通常不予考虑的损伤很小，通常不予考虑 粒子的电离本领很大，所以要防止粒子的电离本领很大，所以要防止粒子的电离本领很大，所以要防止粒子的电离本领很大，所以要防止 放射性物质放射性物质放射性物质放射性物质进入体内产生进入体内产生进入体内产生进入体内产生内照射内照射内照射内照射在热中子反应堆中，对反应堆材料

27、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、电子俘获正衰变、电子俘获 负衰变负衰变负衰变负衰变:高速飞行的电子流高速飞行的电子流高速飞行的电子流高速飞行的电子流，带，带，带，带1 1个单位负电荷，质量为个单位负电荷，质量为个单位负电荷，质量为个单位负电荷，质量为1/1840u1/1840u，电离能力，电离能力，电离能力，电离能力10102 2衰变通式：衰变通式：衰变通式：衰变通式：nP+-+Q+-AZXAZ+1Y+-+Q+-：负电子：负电子n：中子：中子P

28、：质子：质子-：反中微子：反中微子例：例：例：例：32321515PP32321616S+S+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+发生原因发生原因发生原因发生原因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

29、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

30、 射线的射线的射线的射线的能量能量能量能量对不同的核是不同的，大致为十几千电子伏对不同的核是不同的，大致为十几千电子伏对不同的核是不同的，大致为十几千电子伏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，其由于这种粒子的质量小，只带一个电荷，其由于这种粒子的质量小，只带一个电荷，其由于这种粒子的质量小，只带一个电荷，其射程射程射程射程比比比比粒子粒子粒子粒子长长长长，但产生，但产生，但产生，但产生电离的能力电离的能力电离的能力电离的能力比比比比粒子粒子粒子粒子弱弱弱弱 完全吸收完全吸收完全吸收完全吸收射线所需要的

31、射线所需要的射线所需要的射线所需要的物质长度物质长度物质长度物质长度：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：射线射线射线射线：波长极短的电磁波，电离能力为波长极短的电磁波，电离能力为波长极短的电磁波，电离能力为波长极短的电磁波，电离能力为1 1。衰变通式：衰变通式：衰变通式：衰变通式：A AZ ZX XmmA AZ ZX+X+例例例例 60602727CoCo60602828Ni+Ni+钴钴钴钴 113m113m4949InIn1131134949In+In+铟铟铟铟 +光子光子光子光子 衰变衰变 衰变衰变3

32、3HeHe 3 3HeHe 衰变特点：衰变特点：从原子核中发射出光子从原子核中发射出光子从原子核中发射出光子从原子核中发射出光子 常常在常常在常常在常常在 或或或或 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，能量不连续衰变形式衰变形式 放出射线放出射线 原子序数变化原子序数变化 原子质量数变化原子质量数变化 42He -2 -4 -e-(负电子负电子)+1 0 +e+(正电子正电子)-1 0 h(光子光子)0 0

33、Ec h(光子光子)-1 0放射性核衰变的结果放射性核衰变的结果天然放射线的性质及其比较天然放射线的性质及其比较名称名称构成构成电量电量（e e）质量质量(u)(u)射出射出速度速度电离电离能力能力贯穿贯穿本领本领氦核氦核+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

34、。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）激活或活化（反应）激活或活化（反应）通常把稳定的核素吸收一个中子后转变成放射性核素的过程通常把稳定的核素吸收一个中子后转变成放射性核素的过程通常把稳定的核素吸收一个中子后转变成放射性核素的过程

35、通常把稳定的核素吸收一个中子后转变成放射性核素的过程 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活化产物衰变时产生的放射性称为活化产物衰变时产生的放射性称为活化产物衰变时产生的放射性称为感生放射性感生放射性感生放射性感生放射性。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16161616O

36、O O O（氧）吸收中子，（氧）吸收中子，（氧）吸收中子，（氧）吸收中子，同时发射出质子，产生出放射性核素同时发射出质子，产生出放射性核素同时发射出质子，产生出放射性核素同时发射出质子，产生出放射性核素16161616N N N N（氮），（氮），（氮），（氮），16161616N N N N原原原原子再进行子再进行子再进行子再进行衰变，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，变成稳定的射线，变成稳定的16161616O O O O原子，原子，原子，原子，即：即：即：即：1616OO 1616N N 1616OO 16161616N N N N是活化产物

37、，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等）等）等）等）反应堆运行期间，系统周围的辐射水平主要由反应堆运行期间，系统周围的辐射水平主要由反应堆运行期间，系统周围的辐射水平主要由反应堆运行期间，系统周围的辐射水平主

38、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。核安全公约核安全公约核安全公约核安全公约国家报告国家报告国家报告国家报告 腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核电厂的一种主要辐射源。为减少腐蚀产物的产生和控电厂的一种主要辐射源。为减少腐蚀产物的产生和控电厂的一种主要辐射源。为减少腐蚀产物的产生和控电厂的一种主要辐射源。为减少腐蚀产物的产

39、生和控制其在回路的分布和沉积，在设备设计时应该考虑：制其在回路的分布和沉积，在设备设计时应该考虑：制其在回路的分布和沉积，在设备设计时应该考虑：制其在回路的分布和沉积，在设备设计时应该考虑：与反应堆冷却剂接触的材料具有抗腐蚀性，并且钴的含量尽可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；能地低；能地低；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

40、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

41、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：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

42、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

43、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

44、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113m113m113m113m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 C

45、r 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-239-239-239-239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

46、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。实验表明，原子核的放射性是原子核自身性质的实验表明，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条件反映，其特征量以及所遵从的规律不受外界条件(如如温度、压强和磁场等温度、压强和磁场等)的影响，也不会由于核是处于的影响，也不会由于核是处于单质中或是处于化合物中而有所

47、变化。单质中或是处于化合物中而有所变化。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

48、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吸收剂量和吸收剂量率吸收剂量和吸收剂量率3.2.1吸收剂量（吸收剂量（D）定义：对于任何一种电离辐射，授予某一受照物质的定义：对于任何一种电离辐射，授予某一受照物质的能量（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

49、用名戈瑞，戈瑞，Gy 3.2.2吸收剂量率（吸收剂量率（D）定义：是指单位时间内的吸收剂量定义：是指单位时间内的吸收剂量单位单位戈瑞戈瑞秒秒-Gy/s3.3当量剂量和当量剂量率当量剂量和当量剂量率 相同的吸收剂量未必产生同等程度的生物效应，相同的吸收剂量未必产生同等程度的生物效应，相同的吸收剂量未必产生同等程度的生物效应，相同的吸收剂量未必产生同等程度的生物效应，因为生因为生因为生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、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

50、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收剂量的照射，因为射线种类和即使受到相同数量的吸收剂量的照射，因为射线种类和即使受到相同数量的吸收剂量的照射，因为射线种类和即使受到相同数量的吸收剂量的照射，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重程度还是辐照条件不同，其所致的生物效应无论其严重程度还是辐照条件不同，其所致的生物效应无论其严重程度还是辐照条件不同，其所致的生物效应无论其严重程度还是其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