放射性污染检测.ppt
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1、关于放射性污染检测现在学习的是第1页,共72页第第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现在学习的是第2页,共72页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 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 现在学习的是第3页,共72页8.1.1 放
2、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、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,即一定动能的带电或不带电的粒子,即、和和和和射线,这种现象称为放射性。射线,这种现象称为放射性。3 3、放射性同位素、放射性同位素不稳定的同位素(原子核不稳定的同位素(原子核内质子数同,中子数不同)内质子数同,中子数不同)一一放放射射性性核核衰衰变变现在学习的是第4页,共72页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
3、然不稳定核素能自发放出射线的放、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为射性称为“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放通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为射性称为“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。现在学习的是第5页,共72页8.1.1 放射性放射性 1 1、母体、母体、母体、母体子体子体子体子体(氦核)(氦核)(氦核)(氦核)2 2、母体、母体、母体、母体子体子体(高速电子,(高速电子,(高速电子,(高速电子,正,正,负,电子俘获负,电子俘
4、获负,电子俘获负,电子俘获x)3 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)(或(或(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现在学习的是第6页,共72页1.衰变(衰变(4He核核粒子)粒子)226Ra 222Rn+4He 226Ra衰变有两种方式(分枝衰变衰变有两种方式(分枝衰变):现在学习的是第7页,共72页现在学习的是第8页,共72页三、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(放射性活度(放射性活度(A A):):在在在在给给给给定定定定时时时时刻刻刻刻处处
5、处处于于于于特特特特定定定定能能能能态态态态下下下下的的的的一一一一定定定定量量量量放放放放射射射射性性性性核核核核素素素素的放射性活度的放射性活度的放射性活度的放射性活度A A的定义式是的定义式是的定义式是的定义式是 A=d N/d t式式中中:A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BecquerelBecquerel,简简简简称称称称贝贝贝贝可可可可,用用用用符号符号符号符号BqBq表示,表示,1Bq=1 sec1Bq=1 sec-1-1。d d NN时时间间间间隔隔d d t t内内内内,处处处处于于于于该该该该特特特特定定定定能能能能态态态态下下下下的的的的一一一
6、一定定定定量量量量放射性核素,发生自发核转变的核数目。放射性核素,发生自发核转变的核数目。放射性核素,发生自发核转变的核数目。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-1-1。现在学习的是第9页,共72页三、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当放射性的核素因衰
7、变而减少到原来的一半时所需的时间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称为半衰期称为半衰期称为半衰期(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。所不同。所不同。所不同。所以对一些以对一些以对一些以对一些T T1/21/2长的核素,一旦发生
8、核污染,要通过衰变令其自行消长的核素,一旦发生核污染,要通过衰变令其自行消长的核素,一旦发生核污染,要通过衰变令其自行消长的核素,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。失,需时是十分长久的。失,需时是十分长久的。失,需时是十分长久的。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?现在学习的是第10页,共72页解:解:=0.693/T1/2 A=dN/d t=N 或或 N No e-t lg N0
9、/N =t /2.303 t 2.303 (1/2.3910-2)(lg 1/0.001)289(a)现在学习的是第11页,共72页四、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)和另指用快速粒子打击靶核而给出新核(核产物)和另指用快速粒子打击靶核而给出新核(核产物)和另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。一粒子的过程。一粒子的过程。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
10、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照射发生核反应等用高能光子照射发生核反应等用高能光子照射发生核反应等 现在学习的是第12页,共72页8.1.2 放射性的度量单位放射性的度量单位 1 1、照、照、照、照 射射射射 量量量量XX库仑每千克库仑每千克库仑每千克库仑每千克 /伦琴伦琴伦琴伦琴R R 2 2、吸收剂量、吸收剂量、吸收剂量、吸收剂量DD戈瑞戈瑞戈瑞戈瑞 Gy /Gy /拉德拉德拉德拉德radrad 3 3、剂量当
11、量、剂量当量、剂量当量、剂量当量HH希沃特希沃特希沃特希沃特SV /SV /雷姆雷姆雷姆雷姆remrem 现在学习的是第13页,共72页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
12、.kg-1),旧旧单位是伦琴单位是伦琴(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。现在学习的是第14页,共72页8.1.2 放射性的度量单位放射性的度量单位2.2.吸收剂量(吸收剂量(吸收剂量(吸收剂量(D):):):):吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。D=d/dm d d与与与与dmdm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
13、质量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:单位:单位:GyGy(戈瑞),(戈瑞),(戈瑞),(戈瑞),1 1 Gy=1=1 J.kg-1。吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质,是衡量电离吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质,是衡量电离吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质,是衡量电离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。辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。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 Gy.sGy.s
14、-1。现在学习的是第15页,共72页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(H)H)希沃特希沃特SVSV 在在在在人人人人体体体体组组组组织织织织中中中中某某某某一一一一点点点点处处处处的的的的剂剂剂剂量量量量当当当当量量量量H 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的计算公式为:的计算公式为:H=DQNH=DQN式式式式中中中中:QQ为为品品质质因因子子,亦亦称称为为线线质质系系数数,不不同同电电离离辐辐射射的的QQ值列于表值列于表值列于表值列于表8-18-1。N N为为为为其其其其它它它它修修修修正正正正系系系系数数数数,
15、是是是是吸吸吸吸收收收收剂剂剂剂量量量量在在在在时时时时间间间间或或或或空空空空间间间间上上上上分分分分布布布布不均匀性修正因子的乘积,对外照射源通常取不均匀性修正因子的乘积,对外照射源通常取不均匀性修正因子的乘积,对外照射源通常取不均匀性修正因子的乘积,对外照射源通常取N=1N=1。单位为单位为单位为单位为SVSV(希沃特),(希沃特),(希沃特),(希沃特),1 1 SVSV=1=1 J.kgJ.kg-1-1现在学习的是第16页,共72页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
16、应热效应6.射程与穿透作用射程与穿透作用7.其它其它现在学习的是第17页,共72页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 1.1.电电电电离离离离作作作作用用用用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壳壳壳壳层层层层电电电电子子子子间间间间的的的的静静静静电电电电作作作作用用用用,使使使使壳壳壳壳层层层层电电电电子子子子获获获获得得得得足足足足够够够够能能能能量量量量而而而而脱脱脱脱离离离离原原原原子子子子、分分分分子子子子形形形形成成成成自自自自由由由由电电电电子子子子和和和和正正正正离离离离子子子子。自自自自由由由由电电电电子子子子和和和和一一一一个个个
17、个正正正正离离离离子子子子组组组组成成成成一一一一个个个个离离离离子子子子对对对对,这就称为电离作用。这就称为电离作用。这就称为电离作用。这就称为电离作用。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
18、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间间间接接接接电电电电离离离离,故称为间接电离粒子。故称为间接电离粒子。故称为间接电离粒子。故称为间接电离粒子。现在学习的是第18页,共72页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 3.3.照照照照像像像像作作作作用用用用是是是是指指指指放放放放射射射射线线线线照照照照射射射射到到到到摄摄摄摄影影影影胶胶胶胶片片片片上上上上,会会会会使使使使摄摄摄摄影影影影胶胶胶胶片感光的现象。片感光的现象。片感光的现象。片感光的现象。4.4.荧荧荧荧光光光光作作作作用用用用如如果果放放射射线线
19、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。5.5.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。现在学习的是第19页,共72页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 6.6.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
20、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
21、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,则则则则称称称称其具有穿透作用其具有穿透作用其具有穿透作用其具有穿透作用7.7.其其其其它它它它某某某某些些些些射射射射线线线线还还还还可可可可以以以以产产产产生生生生光光光光电电电电效效效效应应应应,康康康康普普普普顿顿顿顿效效效效应应应应,电电电电子对效应,或引起物质的核反应,引起物质发生化学变化等。子对效应,或引起物质的核反应,引起物质发生化学变化等。子对效应,或引起物质的核反应,引起物质发生化学变化等。子对效应,或引起物质的核反应,引起物质发生化学变化等。现在学习的是第20页,共72页8.2 环境中的放射性环境中的放
22、射性8.2.1、环境中放射性的来源、环境中放射性的来源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、对人体危害现在学习的是第21页,共72页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 1 1、宇宙射线、宇宙射线、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放射性核素放射性核素20余种余种余种余
23、种2 2、天然放射性核素、天然放射性核素与地球共生与地球共生与地球共生与地球共生3 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8080)现在学习的是第22页,共72页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核裂变产物和中子活化产物放核裂变产物和中子活化
24、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医学占人工污染源的医学占人工污染源的90904 4、放射性矿的开采和利用、放射性矿的开采和利用、放射性矿的开采和利用、放射性矿的开采和利用现在学习的是第23页,共72页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
25、核素的化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般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。主要表现在以下学毒害物质污染有显著区别。主要表现在以下5 5点:点:现在学习的是第24页,共72页8.2.2 8.2.2 放射性污染的特点放射性污染的特点放射性污染的特点放射性污染的特点1 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;)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)每一种放射性核素都能放
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