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1、辐射防护基础本讲稿第一页，共一百零四页教育背景：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 讲师介绍讲师介绍本讲稿第二页，共一百零四页 培训内容培训内容培训

2、内容培训内容辐射防护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本讲稿第三页，共一百零四页第一章第一章 辐射防护基础知识辐射防护基础知识本讲稿第四页，共一百零四页1.1.辐射和辐射防护辐射和辐射防

3、护本讲稿第五页，共一百零四页 以电磁波或粒子的形式向外传递能量的过程以电磁波或粒子的形式向外传递能量的过程以电磁波或粒子的形式向外传递能量的过程以电磁波或粒子的形式向外传递能量的过程 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本讲稿第六页，共一百零四页1.1 辐射辐射本讲稿第七页，共一百零四页电离作用示意图电离作用示意图本讲稿第八页，共一百零四页 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，变成了带电的粒子等的作用下，变成了带电的粒子等的作用下，变成了带电的粒子

4、等的作用下，变成了带电的粒子的过程。的过程。的过程。的过程。或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一个或多个或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一个或多个或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一个或多个或者从一个原子、分子或其他束缚状态释放一个或多个电子的过程。电子的过程。电子的过程。电子的过程。电离电离本讲稿第九页，共一百零四页 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，不能引起有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起物质电离。物质电离。物质电离。物质电离

5、。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，会直接地或由于放射性物质发出的射线与物质作用，会直接地或由于放射性物质发出的射线与物质作用，会直接地或由于放射性物质发出的射线与物质作用，会直接地或间接地使物质的原子发生电离，因此，人们把这种能间接地使物质的原子发生电离，因此，人们把这种能间接地使物质的原子发生电离，因此，人们把这种能间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。产生电离的辐射称为电离辐射。产生电离的辐射称为电离辐射。产生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

6、与电离辐射本讲稿第十页，共一百零四页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应直接或间接使介质发生电离效应直接或间接使介质发生电离效应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粒子的带电或不带电的射线或粒子的带电或不带电的射线或粒子的带电或不带电的射线或粒子 (能量能量能量能量 keV)keV)、x x、n n、p p、裂变碎片等、裂变碎片等、裂变碎片等、裂变碎片等 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

7、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生这些粒子虽能够同物质发生作用但都不能使物质发生电作用但都不能使物质发生电离效应离效应 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本讲稿第十一页，共一百零四页 核科学领域中一个重要分支，是研究保护人类和核科学领域中一个重要分支，是研究保护人类和核科学领域中一个重要分支，是研究保护人类和核科学领域中一个

8、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用性学科。其他生物种群免受或少受辐射危害的应用性学科。其他生物种群免受或少受辐射危害的应用性学科。其他生物种群免受或少受辐射危害的应用性学科。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 辐射防护辐射防护本讲稿第十二页，共一百零四页2 2 物质结构与放射性物质结构与放射性本讲稿第十三页，共一百零四页 “原子原子原子原子”源自希腊

9、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”。按照现代的观点：原。按照现代的观点：原。按照现代的观点：原。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、组成物的运动规律及其相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理、化学性质和光谱特性。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。互作用的规律。其表征量为物质的物理、化学性质

10、和光谱特性。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，研究原子核则是研究物质结构的另一个更深的层次，研究原子核则是研究物质结构的另一个更深的层次，研究原子核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。其表征的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变及核能的利用等。其表征的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变及核能的利用等。其表征的组成、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。为原子核的放射性。为原子核的放射性。为原子核的放射性。2.1 2.1

11、原子与原子核原子与原子核本讲稿第十四页，共一百零四页（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 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

12、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克克克克本讲稿第十五页，共一百零四页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

13、子（和电子（和电子（和电子（e e e e）等。）等。）等。）等。本讲稿第十六页，共一百零四页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本讲稿第十七页，共一百零四页（2 2 2 2）原子结构）原子结构）原子结构）原子结构 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；

14、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

15、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本讲稿第十八页，共一百零四页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

16、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有时可以不标出有时可以不标出有时可以不标出有时可以不标出来，只标出来，只标出来，只标出来，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、60606060C

17、oCoCoCo、131131131131I I I I 、235235235235U U U U 本讲稿第十九页，共一百零四页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素。具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为同位素。具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为同位素。具有相同质子数和不同中子数的同一类元素称为同位素。oo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、

18、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，原子量是不同的，同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量是不同的，同位素在元素周期表中占据同一个位置，原子量是不同的，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不是原子量。元素周期表的排列是根据原子序数而不是原子量。元素周期表的排列是根据原子序数而不是原子量。元素周期表的排列是根据原子序数而不是原子量。本讲稿第二十页，共一百零四页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

19、铯原子家族铯原子家族铯原子家族2D3D本讲稿第二十一页，共一百零四页同位素性质：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，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

20、用中最重要的元素是铀（），天然铀是三种铀同位素的混合物，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素的混合物，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素的混合物，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素的混合物，这三种铀的天然同位素是这三种铀的天然同位素是这三种铀的天然同位素是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，其余叫做稳定同位素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

21、余叫做稳定同位素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本讲稿第二十二页，共一百零四页资料：铀同位素 已发现已发现质量数质量数在在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 (原子原子百分数百分数)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，

22、是重要的初级核燃料，可在是唯一天然存在的易裂变核素，是重要的初级核燃料，可在慢慢中子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239239pupu，239239pupu为慢中子引发裂为慢中子引发裂变，故变，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易裂变衰变生成的人造易裂变核素（即核素（即核燃料核燃料）。

23、）。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中含有中含有少量少量232232U U，后者的子体发出硬，后者的子体发出硬射线射线，使得，使得233233U U核燃料比较难于处理。核燃料比较难于处理。本讲稿第二十三页，共一百零四页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和相同能态的一类和相同能态的一类和相同能态的一类和相同能态的一类原子原子原子原子(或原子核或原子核或原子核或原子核)，符号，符号，符号，符号本讲稿第

24、二十四页，共一百零四页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

25、衰变衰变衰变，衰变衰变衰变衰变，衰衰衰衰变变变变本讲稿第二十五页，共一百零四页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，带两个单的粒子流，质量为氢原子质量的四倍，带两个单位的正电荷，电离能力为位的正电荷，电离能力为104衰变通式：衰变通式：A AZ ZX X A-4A-4Z-2Z-2Y+QY+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）

26、氡）氡）本讲稿第二十六页，共一百零四页+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!衰变衰变本讲稿第二十七页，共一百零四页 衰变衰变241241AmAm 237237NpNp本讲稿第二十八页，共一百零四页 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

27、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子对人

28、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，通常不予考虑本讲稿第二十九页，共一百零四页 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本讲稿第三十页

29、，共一百零四页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，带高速飞行的电子流，带高速飞行的电子流，带高速飞行的电子流，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：质子：质子-：反中微子：反中微子例：例：例：例：32321515PP32321616S+S+本讲稿第三十一页，共一百零四页

30、 负负衰变衰变3 3H H 3 3HeHe中子质子本讲稿第三十二页，共一百零四页 Pn+Q+AZXAZ-1Y+Q+:正电子正电子 ：中微子：中微子正衰变正衰变本讲稿第三十三页，共一百零四页 正衰变正衰变1111C C 1111B B本讲稿第三十四页，共一百零四页+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，并且中子转变成质

31、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本讲稿第三十五页，共一百零四页 质子变成中子X射线电子俘获电子俘获本讲稿第三十六页，共一百零四页 通式：通式：通式：通式：P+e-n+AZX+e-AZ-1Y+Q+例：例：例：例：5526Fe+e-5525Mn电子俘获电子俘获本讲稿第三十七页，共一百零四页电子俘获电子俘获7 7BeBe 7 7Li L

32、i本讲稿第三十八页，共一百零四页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

33、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 本讲稿第三十九页，共一百零四页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 60602727CoCo

34、60602828Ni+Ni+钴钴钴钴 113m113m4949InIn1131134949In+In+铟铟铟铟 本讲稿第四十页，共一百零四页+光子光子光子光子 衰变衰变本讲稿第四十一页，共一百零四页 衰变衰变3 3HeHe 3 3HeHe本讲稿第四十二页，共一百零四页 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

35、，能量不连续产生的射线能量离散，能量不连续本讲稿第四十三页，共一百零四页衰变形式衰变形式 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 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放射性核衰变的结果放射性核衰变的结果本讲稿第四十四页，共一百零四页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

36、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最弱最弱最强最强本讲稿第四十五页，共一百零四页 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。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。中子辐射中子辐射本讲稿第四十六页，共一百零四页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

37、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

38、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。本讲稿第四十七页，共一百零四页 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 O O O（氧）吸收中子，同时发射（氧）吸收中子，同时发射（氧）吸收中子，同时发射（氧）吸收中子，同时发射出质子，产生出放射性核素出质子，产生出放射性核素出质子，产生出放

39、射性核素出质子，产生出放射性核素16161616N N N N（氮），（氮），（氮），（氮），16161616N N N N原子再进行原子再进行原子再进行原子再进行衰变，衰变，衰变，衰变，并发出并发出并发出并发出射线，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，即：原子，即：原子，即：原子，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

40、射性。本讲稿第四十八页，共一百零四页 反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材料（反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材料（反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材料（反应堆中易被活化：冷却剂、腐蚀产物、部分结构材料（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要由N16N16N16N16贡献，停堆贡献，停堆贡献，停堆贡献，停堆后则由活化腐蚀产物引起。后则由活化腐蚀产物引起。后则由活化腐蚀产物引起

41、。后则由活化腐蚀产物引起。本讲稿第四十九页，共一百零四页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，是核电厂的腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核电厂的腐蚀产物由冷却剂携带，在通过堆芯时被活化，是核电厂的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制其在回路的一种主要辐射源。为减少腐蚀产物的产生和控制其在回路的一种主要辐射源。为减少腐蚀产物的产生和控制其在回路的一种主要辐射源。为减少腐蚀产物的产生和控制其在回路的分布和沉积，在设备设计时应该考虑：分布和沉积，在设备设

42、计时应该考虑：分布和沉积，在设备设计时应该考虑：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，并且钴的含量尽可能地低；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；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；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；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。本讲稿第五十页，共一百零四页指数衰减规

43、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目。）时放射性原子核的数目。）时放射性原子核的数目。）时放射性原子核的数目。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 射性原射性原射性原射性原子核数目。子核数目。子核数目。子核数目。:放射性原子核衰变常数，大小只放射性原子核衰变常数，大小只放射性原子核衰变常数，大小只放射性原子核衰变常数，大小只与原子核本身性质有关，与外界与原子

44、核本身性质有关，与外界与原子核本身性质有关，与外界与原子核本身性质有关，与外界条件无关条件无关条件无关条件无关;数值越大衰变越快。数值越大衰变越快。数值越大衰变越快。数值越大衰变越快。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本讲稿第五十一页，共一百零四页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 或或或或 天天天天-1-1-1-1例例例例：3232

45、P =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 本讲稿第五十二页，共一百零四页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需时间。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。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。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

46、。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的快慢。也是放射性核素特征量，也表示放射性随时间衰减的快慢。也是放射性核素特征量，也表示放射性随时间衰减的快慢。也是放射性核素特征量，也表示放射性随时间衰减的快慢。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 y本讲稿第五十三页，共一百零四页2)2)半衰期半衰期T T本讲稿第五十四页，共一百零四页常用的放射性核素的常用的放射性核素的T T1

47、/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113m113m113m113m铟铟铟铟 (113m113m113m113mIn)In)In)In)1.61.61.61.6小时小时小时小时51515151铬

48、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小时小时小时小时本讲稿第五十五页，共一百零四页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

49、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本讲稿第五十六页，共一百零四页 衰变常量衰变常量、半衰期、半衰期T 之间的关系：任何一个都可以之间的关系：任何一个都可以作为放射性核素的特征量。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反映，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其特征量以及所遵从的规律不受外界条件(如温度、压强如温度、压

50、强和磁场等和磁场等)的影响，也不会由于核是处于单质中或是处的影响，也不会由于核是处于单质中或是处于化合物中而有所变化。于化合物中而有所变化。本讲稿第五十七页，共一百零四页应记住应记住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。本讲稿第五十八页，共一百零四页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本讲稿第五十九页，共一百零四页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），称为放射性核素在单位时间内发生核衰变的数目（即衰变率），称为放射性核素在单位