核与辐射安全

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1、核与辐射安全核与辐射安全第二章第二章 核与辐射安全基础知识核与辐射安全基础知识u2.1 放射性u2.2 射线与物质的相互作用u2.3 常用辐射量及单位u2.4 剂量限值放射性(1)(1)射线种类及其性质射线种类及其性质铀矿物发出的射线在电场中的偏转 射线射线 射线射线 射线射线射线射线(18521908)放射性（2）三种射线的性质）三种射线的性质 射线射线速速 度度穿透能力穿透能力电离能力电离能力共性共性2万公里万公里/秒秒一般一般穿透空气不超过穿透空气不超过212cm很大很大均可引均可引起生物起生物与化学与化学效应，效应，使照片使照片底片感底片感光并可光并可产生荧产生荧光效应光效应 20万公

2、里万公里/秒秒纸张、玻璃纸张、玻璃可穿透空气约可穿透空气约20m 不及前种不及前种射线的百射线的百分之一分之一 30万公里万公里/秒秒纸张、玻璃、水泥纸张、玻璃、水泥可穿透空气达数百米可穿透空气达数百米更小更小放射性（2）三种射线的性质）三种射线的性质穿透能力：穿透能力：?电离能力：电离能力：=放射性 放射性现象与原子核的衰变密切相关。放射性现象与原子核的衰变密切相关。 原子核的衰变原子核的衰变：在没有外界影响的情况下，：在没有外界影响的情况下，原子核自发地发射粒子并发生改变的现象。原子核自发地发射粒子并发生改变的现象。 能能自发地自发地发射各种射线的核素称为发射各种射线的核素称为放射性核素放

3、射性核素，也称为也称为不稳定核素不稳定核素。 放射性现象放射性现象是由是由原子核的变化原子核的变化引起的，与核引起的，与核外电子状态的改变关系很小。外电子状态的改变关系很小。 原子核原子核自发地自发地发射发射各种射线各种射线的现象，称为的现象，称为放射放射性性。放射性（3）放射性核素衰变的种类）放射性核素衰变的种类 衰变衰变 衰变衰变(包括包括 衰变、衰变、 衰变和电子俘获衰变和电子俘获EC) 衰变衰变(或或 跃迁跃迁)(包括内转换包括内转换IC) 重核的自发裂变等重核的自发裂变等 原子核衰变的表示原子核衰变的表示 衰变纲图衰变纲图 同位素表同位素表放射性（4）放射性衰变规律）放射性衰变规律A

4、、放射源中的原子核、放射源中的原子核数目巨大数目巨大。B、放射性原子核是、放射性原子核是全同的全同的。C、放射性衰变是一个、放射性衰变是一个统计过程统计过程。 不能预测不能预测某一原子核某一原子核的的衰变时刻衰变时刻，但可以，但可以统统计计得到放射源中得到放射源中总的放射性原子核数目的减少总的放射性原子核数目的减少规律；规律；具体到每个放射性原子核的衰变来说，具体到每个放射性原子核的衰变来说，就是服从一定规律进行衰变的一个就是服从一定规律进行衰变的一个随机事件随机事件，可以用可以用衰变概率衰变概率表示。表示。放射性（4）放射性衰变规律）放射性衰变规律指数衰减规律指数衰减规律222Rn的衰变曲线

5、的衰变曲线实验发现，放射性核素实验发现，放射性核素 放出一个放出一个 粒子，变成粒子，变成 ，而，而 的数目每的数目每4 4天减天减少一半。少一半。Rn22286Po21884Rn22286放射性（4）放射性衰变规律）放射性衰变规律指数衰减规律指数衰减规律 teNtN 0 实验表明，实验表明，任何放射性物质在单独存在时都任何放射性物质在单独存在时都服从相同的指数衰减规律服从相同的指数衰减规律。用加热、加压、加。用加热、加压、加电磁场、机械运动等物理或者化学手段都不能电磁场、机械运动等物理或者化学手段都不能改变指数衰减规律，也不能改变其衰变常数改变指数衰减规律，也不能改变其衰变常数。放射性（5）

6、放射性核素的放射性核素的特征量特征量衰变常数衰变常数 tNdttdN/ )( 分子表示：分子表示：t 时刻时刻单位时单位时间内间内发生衰变的核数目发生衰变的核数目，称为称为，t 时刻放射性原子核时刻放射性原子核衰变常数衰变常数：一个一个原子核在原子核在单位时间内单位时间内发生发生衰变衰变的的概率概率。放射性（5）放射性核素的放射性核素的特征量特征量半衰期半衰期 T T1/21/2 半衰期半衰期：放射性核数：放射性核数衰变一半衰变一半所需的所需的时间时间，记为，记为T1/2 。即：即： )0(2102121NeNTNT 2121 Te 693. 02ln21 T放射性（6）放射性活度及其单位）放

7、射性活度及其单位放射性放射性活度活度 (Activity) 活度定义：活度定义：单位时间单位时间内内发生衰变发生衰变的的原子原子核数核数。以。以A表示，表示，表征表征放射源放射源的的强弱强弱。)()()(00tNeNdteNddttdNAtt 定义：定义：00NA teAA 0则：则：放射性（6）放射性活度及其单位）放射性活度及其单位 放射源发出放射源发出放射性粒子放射性粒子的多少，不仅与的多少，不仅与核衰变数有关，而且和核衰变的具体情况直核衰变数有关，而且和核衰变的具体情况直接相关。接相关。一般情况，一般情况，核衰变数核衰变数不等于不等于发出粒发出粒子数子数。射线强度射线强度：单位时间内放出

8、某种射线的个数。：单位时间内放出某种射线的个数。放射性放射性活度活度 (Activity)放射性（6）放射性活度及其单位）放射性活度及其单位活度活度单位单位常用单位常用单位(Ci)：法定计量单位为法定计量单位为(Bq)：101Ci3.7 10/次核衰变 秒较小的单位还有较小的单位还有毫居毫居(mCi)和和微居微居( Ci)101Ci3.7 10 Bq所以：所以：放射性（6）放射性活度及其单位）放射性活度及其单位活度单位活度单位与其他几个单位的比较与其他几个单位的比较活度单位活度单位其他单位其他单位单位单位居里居里(Ci)贝可贝可(Bq)伦琴伦琴(R)拉德拉德(rad)戈瑞戈瑞(Gy)定义定义放

9、射性物质放射性物质1s发生发生3.71010次次核衰变为核衰变为1 1 Ci放射性物放射性物质质1s内发内发生生1次核衰次核衰变为变为 1 Bq使使1kg空气空气中产生中产生2.5810-4 C的电量的的电量的辐射量辐射量1g受照射受照射物质吸收物质吸收100 erg的的辐射能量为辐射能量为1rad1 kg受照受照射物质吸射物质吸收收1 J的辐的辐射能量为射能量为1 Gy物理物理意义意义反映放射性的强弱反映放射性的强弱, ,由放由放射性物质射性物质本身本身决定。决定。反映放射性物质产生的射线对其他物反映放射性物质产生的射线对其他物质产生的效应大小的量不仅质产生的效应大小的量不仅取决于放取决于放

10、射性物质的射性物质的强弱强弱，还还取决于放射性的取决于放射性的特性特性，以及以及接受射线的接受射线的材料的性质材料的性质。放射性（6）放射性活度及其单位）放射性活度及其单位比活度比活度 (Specific Activity)定义为：定义为：单位质量单位质量放射源的放射性放射源的放射性活度活度。 比活度比活度反映了放射源中反映了放射源中放射性物质放射性物质的的即：即：mAa/ 单位为：单位为：Bq/g 或或 Ci/g衰变规律的应用举例衰变规律的应用举例 一个一个137Cs源十年前的质量为源十年前的质量为W=210-5g，算一下现在它的活度是多少？算一下现在它的活度是多少？(T1/2=30.23a

11、)第二章第二章 核与辐射安全基础知识核与辐射安全基础知识u2.1 放射性u2.2 射线与物质的相互作用u2.3 常用辐射量及单位u2.4 剂量限值射线与物质的相互作用（1 1）带电粒子与物质的相互作用）带电粒子与物质的相互作用 电离电离与与激发激发作用作用 粒子的粒子的电离作用电离作用 粒子的粒子的激发作用激发作用 射线与物质的相互作用（1 1）带电粒子与物质的相互作用）带电粒子与物质的相互作用 散射散射作用作用 带电粒子通过物质时，由于与原带电粒子通过物质时，由于与原子核库伦电场的相互作用而子核库伦电场的相互作用而改变原来改变原来的运动方向的运动方向，这种现象称为，这种现象称为散射散射。 射