《放射性基本知识及其安全防护技术培训班讲义之一样本[汇编]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《放射性基本知识及其安全防护技术培训班讲义之一样本[汇编]（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 广州瑞发 放射性基本知识及其安全防护 技术培训班讲义之一 广州瑞发有限公司编制 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 第一章放射源 1-1 物质、 原子和同位素 自然界中存在的各种各样的物体, 大的如宇宙中的星球 , 小的如肌体的细胞。都是由 各种不同的物质组成的。 物质又是由无数的小颗粒所组成的。这种小颗粒叫做”原子”由几个原子还能够组成 较复杂的粒子叫分子。如水, 就是由二个氢原子和一个氧原子化合成一个水分子。无穷多 的水分子聚在一起。就是宏观的水。 原子虽然很小 , 它仍有着复杂的结构。原子由原子核
2、和一定数量的电子组成。原子核 在中心 , 带正电。电子绕着原子核在特定的轨道上运动, 带负电。整个原子的正负电荷相 等, 是中性的。原子核内部的情况又是怎样的呢? 简单地讲 , 原子核是由一定数量的质子 和中子组成。中子数比质子数稍多一些。两者数目具有一定的比例。 一个原子所包含的质子数目与中子数目之和, 称为该原子的质量数。它也就是原子核 的质量数。简单归纳一下: 质子( 带正电 , 数目与电子相等 ) 原子核 原子中子( 不带电 , 数目=质量数 -原子序数 ) 电子 ( 质量小 , 带负电 , 数目与质子相等 , 称为原子序数 ) 原子的化学性质仅仅取决于核外电子数目, 也就是仅仅取决于
3、它的原子序数。我们把 原子序数相同的原子称作元素。 有些原子 , 尽管它们的原子序数相同, 可是中子数目不相同 , 这些原子的化学性质完 全相同。而原子核有着不同的特性。例如: 1 1H、 2 1H 、 3 1H, 它们就是元素氢的三种同位素。 又如: 59CO和60CO 是元素钴的两种同位素。 235U和238U是元素铀的两种同位素 自然界中已发现 107 种元素 , 而同位素有 4 千余种。 原子核里的中子比质子稍多, 确切地说 , 质子数与中子数应有一个合适的比例( 如轻 核约为 1: 1, 重核约为 1: 15) 。只有这样的原子核才是稳定的, 这种同位素就叫做稳定 同位素。如果质子的
4、数目过多或过少, 也即中子数目过少或过多。 原子核往往是不稳定的 , 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 它能够自发地发生变化 , 同时放出射线和能量。这种原子核就叫做放射性原子核。它组成 的原子就叫做放射性同位素, 如 59CO 是稳定同位素 , 60CO是放射性同位素。 放射性同位素分为天然和人工两种。天然的就是自然界中容观存在的。如铀、 钍、 镭 及其子体 ; 以及钾、 钙等等。人工的就是经过人为的方法制造的。如利用反应堆或加速器 产生的粒子打在原子核上, 发生核反应 , 使原子核内的质子 ( 或中子 ) 数目发生变化。生 成放射性同位素 , 60CO就是把5
5、9CO放在反应堆里照射。吸收一个中子后变成的 , 因此 60CO 就是人工放射性同位素。 1-2放射性衰变和三种射线 放射性原子核经过自发地变化, 放出射线和能量 , 同时自己变成一个新的原子核。这 个过程叫做放射性衰变。 绝大多数放射性原子核衰变时主要放射三种射线( 或称粒子 ) , 一种叫做射线 , 它 就是由 2 个质子和 2 个中子组成的氦原子核。 即 1 2He, 带有两个单位的正电荷 , 质量数为 4。 另一种叫做射线 , 它是高速运动的电子。 带 1 个单位的负电荷 , 第三种叫 射线, 它是 一种电磁波 , 不带电 , 放出哪种射线就叫做哪种衰变。 某种放射性同位素发射什么射线
6、, 能量是多少 , 可查阅衰变图。亦可查阅”核素常见 数据表”等书。中国常见的放射性同位素大部分是由原子能研究院生产的, 她们编有专门 的产品手册。给出了多种数据。 1-3 半衰期与衰变常数 一定数量的放射性原子核, 在每一秒钟内都有一部分在发生衰变, 变成了新的原子核 , 也就是说 , 放射性原子核的数目不断减少, 放射性原子核减少到原来数目的一半所经过的 时间叫做半衰期 , 记作 T?。单位是时间的单位 , 如秒、 小时、 天、 年等等。对每种放 射性原子核来说 , 它是个常数。例如 : 60CO的半衰期 T?=5.3 年, 其意思是说 , 如果现在有 1000 个 60CO原子核 , 由
7、于放射性衰变 ,5.3 年后只剩下 500 个了。另外 500个变成了60N1原 子核, 再过 5.3 年 60CO原子核只剩下 250 个了。依此类推 , 放射原子核60CO的数目越来越 少。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 放射性原子核数目随时间的减少服从指数规律, 这是实验得到的结果。如果我们已知 某一时刻 ( t=0) 的放射性核数为N0个,t 时刻的核数为 N( t) 个, 则有 N(t)=N0e - t ( 1-1) 这里叫做衰变常数 , 单位 1/ 秒或 1/ 小时, 1/ 年等: e 是自然对数的底 , e=2.718 。 由此式 , 我们就可求
8、出任意时刻所剩的放射性原子核数。 1-4 放射性活度 放射性活度 , 以往常称为放射性强度。为习惯起见, 这里仍用放射性强度的提法。 放射性强度的意思是 , 每秒钟内有多少个原子核发生衰变, 即衰变率。 ( 不是放射性 原子核的总数 ! ) 理论和实验都证明了 , 放射性强度 A随时间的变化按指数规律减弱。 A(t)=Aoe - t ( 1-2) 这里 A0是初始 (t=0) 的放射性强度 ; A(t) 是 t 时刻的放射性强度 ; 是衰变常数。 对半衰期较短的放射源 , 谈及强度时 , 一定要标明时间 , 即放射性强度是什么时候的强度, 否则没意义。 放射性强度的专用单位叫做居里。 1 居里
9、=3.710 10 衰变/ 秒 ( 1-3) ( 国际制单位叫做贝可 ) 1 贝可=1秒 -1 1居里=3.710 10 贝可 即每秒发生 3.7 10 10 次衰变, 或者说 , 一秒钟内有 3.710 10 个核发生衰变 . 其放射性强度就 叫做 1 居里。 1 毫居里 =1/1000 居里=3.710 7 衰变/ 秒; 1 微居里 =1/10 8 居里=3.710 4衰变/ 秒。 居里、 毫居里也简称居、毫居。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 1-5 天然放射性和射线 放射性同位素有天然和人工的两种。天然的放射性原子核存在于什么地方? 放射什么 射线? 半
10、衰期有多长 ? 天然放射性同位素 , 是和宇宙共生的。它们与地球年龄( 约 1 ) 相同或更长。在地球 的土壤和岩石中 , 含有铀、 钍的多种放射性同位素及它们的一系列放射性的子体。还有 46K 等等。它们的半衰期一般都很长, 达 10 8- -1 。它们放出、 三种射线 , 这些放射 性原子核在海水、地下水中也有微量存在。 在空气中放射性的氡 ( 222Rn,220Rn)气, 它们是由钍的子体衰变成的 , 因此只要地壳中的 铀钍衰变不完 , 空气中就不断有氡气出现。 人体中除了含有少量上述的天然放射性同位素外, 还有碳的放射性同位素 14C, 这是经 过食物进入体内的。 从太阳和其它恒星发射
11、的各种射线( 俗称宇宙射线 ) 也会射到地球上来。它们虽然被 大气层吸收了一部分 , 也还有一部分进入人类的生活环境。 以上所说的天然放射性同位素和射线, 统称天然本底。近年来 , 由于原子能电站及核 武器的发展 , 核爆炸的放射性沉降物及核反应堆排出的废气越来越多, 它们当中的放射性 物质都有一部分进入人类生活的环境, 我们把这些也归到天然本底中。 天然放射性同位素有些是有用的。如铀, 开采加工后可制成核燃料及核弹材料 239U 。又 如经过测定铀钍的放射性强度可确定地质年龄。利用 14C可确定化石及古生物的年代等等。 第三章 射线的防护 射线仪表是一种投资小见效快效益高的工业监控仪表。然而
12、, 正如任何事物都有二 重性一样 , 这种仪表要用放射源 , 要处理好射线的安全防护问题。 由于核科学知识不普及 , 很多人一听到放射源 , 就想到原子弹 , 想到电视剧”血疑” , 产生恐惧感。这是一种及大 的误解。放射性和电一样, 只要遵照有关的规则和标准, 采取一定的安全措施 , 就可造福 于人类 , 对健康没有影响。为了使大家对放射性安全问题有一个正确的认识, 本章将介绍 射线防护知识及放射源的使用注意事项等。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 3-1 射线对人体的影响 一、 描写 射线剂量大小的物理量和单位 当 射线照射物质时 , 一部分被物质吸收 ,
13、另外一部分穿透物质。射线照射人体 时, 同样也要被人体组织吸收掉一部分。这部分被人体吸收的 射线, 有可能对人体造成 一定的影响。为了建立一个统一的尺度来衡量 射线对人体危害的大小 , 沿用了医学上表 示药量多少的”剂量”一词。也就是说, 根据人体受到的 射线剂量的大小 , 来描写人体 可能受到的危害程度。 为了后面讨论方便 , 首先介绍描写与 射线剂量大小有关的三种物 理量和单位。 （一） 射线照射量 X 射线照射量描写的是空间某一点处的空气吸收的 射线的多少。照射量X 仅对空 气而言。不论放射源附近空间某一点处有无人体或其它物质存在。该点处的照射量是一确 定的值。照射量的专用单位为伦琴(
14、R) 。定义为 : 在一个大气压 0的标准状态下 , 空间 某一点处的 1 公斤空气中 , 由于 射线照射总共产生了电荷量各为2.58 10 -4 库仑的正负 离子, 则该点处的 射线照射量为 1 伦琴。 1 伦琴=10 3 毫伦=10 6 微伦 同样受到 1 伦琴的照射 , 有的是 1 年中受到的 , 有的是一天或 1 秒钟受到的对体的影 响是不同的。因此引入照射量率X, 它的单位是伦琴 / 小时, 毫伦/ 小时, 微伦/ 秒等。 上面的伦琴叫做专用单位, 是历史上沿用下来的, 我们国家正在推广国际制单位。 1990 年以前要完成向国际制单位的过渡。照射量的国际制单位为库仑/ 千克( C K
15、g -1 ) 。 没有专门的名称和符号 , 两种单位的关系为 : 1 伦琴( R) =2.5810 -4 库仑/ 千克 (Ckg) 1ckg -1=3.877103 伦琴(R) ( 二) 射线的吸收剂量 D 同样的照射量下 , 不同的物质吸收的 射线能量是不一样的。 例如: 肌肉和骨胳都受 了 1 伦琴的照射 , 骨胳吸收的能量要多些。因此, 又引入了吸收剂量的概念, 它表示的是 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 某种物质吸收 射线能量的多少。吸收剂量的专用单位叫做拉德( rad) 。1 克物质从 射线中吸收了 100 尔格的能量。则吸收剂量为1 拉德。即 : 1
16、 拉德=100尔格/ 克 吸收剂量率的单位是拉德/ 小时, 毫拉德 / 小时等等。 吸收剂量的国际制单位叫戈瑞, 符号是 GY, 其大小为 1 戈瑞=1 焦耳/ 公斤(J Kg -1 )。 两种单位的关系为 : 1 拉德(rad)=10 -2 戈瑞(GY) 1 戈瑞(GY)=10 2(rad) 吸收剂量与照射量呈正比关系, 即: D=C X C值随 射线能量及被照射物质的不同而不同, 在我们所使用的 60CO及137C S放射源情 况, 对人体组织器官来说 , 当 D以拉德为单位 , X 以伦琴为单位时 , C 1。 ( 三) 剂量当量 H 射线对人体的影响 , 除与吸收的能量即吸收剂量大小有关外, 还与射线的种类有关, 也就是说 , 不同种类的射线对人体的影响不同。例如: 同样是 1 拉德的吸收剂量 , 射线 对体的危害要比 射线大得多。 为了描述射线对生物肌体危害的大小, 又引入了”
