辐射防护常用知识

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1、辐射防护常用知识辐射防护常用知识一、原子核与原子（核）能自然界的物质由各种各样的元素组成，比如，水由氢元素和氧元素组成，食盐由钠元素和氯元 素组成。元素通常被叫做原子（严格地说，把核电荷数相同的一类原子叫做一种元素） ，所以， 可以说，物质是由各种各样的原子组成的。原子由原子核与电子组成。原子核位于“中心”地位，几乎集中了原子全部质量，带正电荷； 电子带负电荷，围绕“核心”运动。原子的质量数取决于原子核，其电子质量数忽略不计。每种原 子都有一个“原子核心”和多个电子，电子一圈一圈“守规矩”排列并且运动。不同的原子其电子数 也不同，比如，炭原子 6 个电子，氢原子 1 个电子。不同原子，其原子核

2、具有的正电荷数目就不 同；原子核的正电荷数目，正是它在元素周期表中排列的序号。原子核由质子和中子组成， “姐妹”俩统称“核子”。不过，中子不带电荷。只有质子带正电荷， 与对应的电子（负电荷）形成“稳定局面”。比如，原子序号都为 1 的氢有 3 种， “正宗”的氢只有 1 个质子，即带 1 个正电荷，另两种分别叫重氢和超重氢。重氢又叫氘（音“刀”） ，其原子核中 有 1 个质子，还有 1 个中子；超重氢又叫氚（音“川”） ，1 个质子，2 个中子。它们的质量分别是 “正宗”氢的 2 倍和 3 倍。氢、氘、氚具有相同的化学性质，原子序数都是 1，科学家把它们叫做 “氢的 3 种同位素”，也可以叫做

3、 3 种不同的核素，分别写作 11H、12D、13T 。左下角数字表示 “原子序数”，左上角数字表示其质量数。原子核中的质子带有的正电荷数目，同电子（带负电荷）数目是相等的，正是它在元素周期表 中排列的序号，科学家称之为“原子序数”。又比如氦原子，写作 24 He，原子序数为 2，其质量 数是 4，显然，其原子核中有 2 个质子和 2 个中子。质子和中子之间，中子和中子之间，质子和质子之间，总而言之，核子之间，存在着很强的吸 引力核力，或者说结合能、原子能。在一般情况下，核力使所有核子结合成一个紧密的稳定 结构。要想分裂一个原子核，就必须从外部供给能量，克服这种结合能。研究表明，质量不同的原子

4、核，其结合能是不同的。中等质量的原子核，其结合能较大；“重 量级”质量的原子核，其结合能较小。当“重量级”原子核分裂成中等质量的原子核时，要放出能 量，这就叫“核裂变能”。又知道， “轻量级”原子核的结合能也比中等级质量的原子核结合能要小，两个“轻量级”原子核 聚合成一个中等级质量的原子核时，也有能量放出，这就是“核聚变能”。它们都叫核能。核电站就是利用“核裂变能”原理进行发电。二、放射性1、 放射性现象的发现1896 年，法国物理学家贝可勒尔在研究物质的荧光时发现，某些铀盐可以放射一种人的眼睛 看不见的射线，这种射线能穿过黑纸、玻璃、金属箔使照像底片感光；而且还观测到，靠近铀盐 的空气被“电

5、离”了，验电器可以检验出来。1898 年，居里夫人和施密特各自观测到，钍的化合物也能放出类似的射线。居里夫人把这种 “原子现象”称为放射性。不久，她又发现了放射性更强的镭。铅可以有效地阻挡射线。1899 年，有科学家将镭源放入铅制造的容器中，容器开有一小孔，让镭的射线射出。然后在 射线的垂直方向施以磁场力，奇迹出现了，射线在磁场力作用下，分解为 3 束，科学家把它们分 别命名为 、 射线。后来证明，偏转角度不大的 射线或者说 粒子就是氦原子核（带正电 荷） ；偏转角度大的那束命名 ，是电子束（带负电荷） ；中间不偏转的命名 ，是电磁波，无电 荷。2、 放射性核素核素可以分为两大类，一类是稳定的

6、，另一类是不稳定的。不稳定核素可以自发地蜕变为另外 元素的核素，这个过程叫做放射性衰变。在放射性衰变过程中，会从核内放出 粒子、 粒子 、 光子以及其它射线。这种不稳定核素放出射线的特性叫放射性。例如，考古鉴定文物年代使 用的碳-14（写作 14C） ，它就衰变成氮-14（写作 14N） 。氮-14 是稳定核素。现在已经知道的 107 种元素的 1900 多种同位素中，大约有 300 种是稳定核素；其余 1600 种是放射性核素，其中 的大约 60 种是天然放射性核素，其它是人工制造的。放射性核素又叫放射源。3、 放射性活度和单位据中国环境报权威资料，全国现有放射源用户上万家， “密封放射源”

7、大约 5 万枚，总活度 约 1350 万居里。那么，什么叫放射性活度？所谓放射性活度是指一定量的放射性核素在单位时 间内的衰变数；单位是“贝可勒尔”，简称贝可，符号为 Bq ；1Bq =1 个衰变/秒。所谓居里（符 号 Ci ） ，是以前用的或者说习惯用的单位，居里与贝可的关系是：1 居里=3.71010 贝可。4、 电离辐射 粒子、 粒子、质子等带电荷，可以直接引起物质电离；X 射线、 光子和中子等不带电荷， 但是在与物质作用时产生“次级粒子”从而使物质电离。所有这些现象，统称电离辐射，习惯简称 辐射。另外，红外线、紫外线、微波、激光等也称辐射，但不是“电离辐射”。5、 电离辐射剂量和单位电

8、离辐射作用于人体，会引起人体的某些变化。人们为了研究这种影响，借用了医药中“剂量” 一词，称电离辐射剂量，用以度量电离辐射的程度。随着辐射防护科学的发展， “剂量”一词的含 义语来愈丰富。这里介绍几种常用的概念。1） 、照射（剂）量，指 X 射线 、 射线在空气中产生电离作用的能力大小。以前的或者说人 们习惯的专用单位是伦琴，简称伦，符号为 R 。2） 、照射（剂）量率，是指单位时间里的照射（剂）量，常常以伦/小时、微伦/秒表示，符号 分别为 R/h 与 R/S，或者写作 Rh-1 与 RS1 。现在现场使用的测量“照射量率”的仪表，其单位是 Gy h-1 读作“微戈瑞每小时”。照射（剂）量率

9、通常是指场所 X 射线 、 射线的辐射强度，而不是人体受照射剂量。3） 、吸收剂量，这可以指人体受到电离辐射后吸收了多少能量。其专用单位是“戈瑞”，简称戈， 符号为 Gy；或毫戈瑞、微戈瑞。4） 、当量剂量。人体吸收剂量产生的效应，除了与剂量多少有关外，还与其它因素（比如辐射 类型、射线能量大小和照射条件）有关，因此要根据其它因素进行修正，修正后的吸收剂量叫 “当量剂量”。5） 、有效剂量。人体受到照射时，常常是多个器官受到照射。器官不同，产生的效应也不同， 所以，要进一步细化为“有效剂量”。当量剂量和有效剂量的单位都叫“希沃特”，简称希，符号为 Sv，常常用毫希：mSv。6） 、待积当量剂量

10、和待积有效剂量。这是为了计算放射性物质进入人体内后长时间（一般地说， 成人取 50 年，儿童取 70 年）对人体组织和器官造成的当量剂量和有效剂量。三、电离辐射对人体的效应电离辐射对人体的作用，是一个非常复杂的过程。它通过直接的或间接的电离作用，使人体的 分子发生电离或者激发。对人体的水分子，会使其产生多种自由基和活化分子；严重的，导致细 胞或机体损伤甚至死亡。当然，电离辐射对人体的作用过程是“可逆转”的，人体自身具有修复功能，这种修复能力的大 小与个体素质的差异有关，与原始损伤程度有关。所以，一定要控制人所受剂量的大小。1、 外照射对 X 射线 、 射线，吸收剂量在 0.25 戈瑞以下时，人

11、体一般不会有明显效应；但是，剂量再 增加，就可能出现损伤。当达到几个戈瑞时，就可能使部分人死亡。接受同样数量的“吸收剂量”， 受照射时间越短，损伤越大；反之，则轻。吸收同样数量剂量，分几次照射，比一次照射损伤要 轻。 粒子穿透能力弱（一张纸就可以阻挡） ，不会引起外照射损伤。 粒子穿透能力也较弱，外照 射时只能引起皮肤损伤。 射线穿透能力强，人体局部受到它照射，吸收 23 戈瑞剂量时不会 出现全身症状，即使有人出现也很轻微。但是，全身照射就可能会引起放射病。不同组织和器官对电离辐射敏感性也不同。2、 内照射不同放射性核素进入人体内，沉积在不同的器官，叫做内照射，对人体产生不同程度的影响。 例如

12、，镭和钚都是亲骨性核素，但镭大多沉积在骨的无机质中，而钚主要沉积在骨小梁中，会照 射骨髓细胞而出现很强的辐射毒性。内照射主要是 粒子和 粒子。 粒子能量大，对人体细胞损伤较为严重。四、 辐射防护1、外照射辐射防护。X 射线 、 射线和中子等在人体外对人照射时，其防护措施有：1） 、保 持距离，距放射源愈远，人体吸收剂量就愈少。2） 、减少受照射时间。3） 、用屏蔽物质防护。射 线通过与物质接触，能量被减弱，所以，在放射源与人体之间加装屏蔽物就能起到防护作用。铅 的屏蔽作用最好，水、铁、水泥、砖、石头、铅玻璃也常用。2、内照射防护。戴口罩防止经呼吸道吸入 粒子和 粒子。食物、水被怀疑受到污染时，

13、应 当检测，不合要求不饮用。穿戴工作服防止皮肤吸收，尤其要注意防止通过伤口进入人体内。五、 密封放射源放射性核素已经在工业、农业、医学、考古、国防和科学研究等领域得到越来越广泛的应用。 把放射性核素（即放射源）制成密封好的“东西”（简称密封源） ，使用方便。密封源是被密封在特殊的包壳里的，或者用特殊方法覆盖的。包壳有足够的强度，能够使人不 受放射性照射或污染。密封源种类很多，按射线类别分，有 源、 源、 源、中子源、低能光子源等；按几何形状 分，可以分为点源、线源、平面源、圆柱源、圆环源等；按活度的不确定度分，可以分为检查源、 工作源、参考源、标准源等；按用途分，可以分为医疗用、工业照相用、辐

14、射式仪表用、离子发 生器用、 辐照用、放射性测井用、放射性测量和仪表刻度用等等。工业、农业、医疗、科研等部门大量使用强 放射源，如钴-60，而且活度大多数在 11056105 居里之间。工农业生产中经辐照过的物品没有放射性。六、X 射线高速电子轰击靶物资时，会产生 X 射线。利用此原理，人们制造了 X 光机。X 光机种类好多， 如诊断用、治疗用、探伤用光机，X 线定向仪，测厚仪等。X 光机的核心部分是 X 线管，通常由安装在真空玻璃壳内的阴极和阳极组成。阴极为钨丝， 阳极则根据不同需要由不同材料制成多种形状。也就是说，X 光机里没有“密封源”。现代科学仪器，有许多利用高速电子流的设备或器件，例

15、如电子显微镜、电子轰击炉、阴极射 线管、高压整流管、真空开关、高频发射管、电视显像管等等，都会产生 X 射线。 辐射量及其单位辐射量及其单位一、放射性活度 放射性活度（radioactivity）简称活度，它的 SI 单位是“S-1”，SI 单位专名是贝可勒 尔（Becquerel），符号为 Bq。1Bq1 次衰变/秒。暂时与 SI 并用的专用单位名称是居里，符号为 Ci。1Ci3.71010Bq 或 1Bq1s- 12.70310-11Ci。可用克镭当量来表示 放射源的相对放射性活度。1 克镭当量表示一个 放射源的 射 线对空气的电离作用和 1 克的标准镭源（放在壁厚为 0.5 毫米的铂铱合

16、金管内，且与其子体达 到平衡的 1 克镭）相当。单位质量或单位体积的放射性物质的放射性活度称为放射性比度，或比放射性（specific radioactivity）。二、照射量照射量（exposure dose）X 是 dQ 除以 dm 所得的商，其中 dQ 的值是在质量为 dm 空气中， 由光子释放的全部电子（负电子和正电子）在空气中完全被阻止时所产生的离子总电荷的绝对 量，即：XdQ/dm。单位：库仑千克-1（C/kg）。暂时与 SI 并用的照射量的专用单位名称是伦琴（Roentgen），符号为 R，目前尚无 SI 单 位专名，与 SI 单位的关系为 1R2.5810-4Ckg-1。伦琴的定义是：在 1R X 或 射线照射下，在 0.001293g（相当于 0和 760mm 汞柱大气压 力下 1cm3干燥空气的质量）空气中所产生的次级电子在空气形成总电荷量为 1 静电单位的正离 子或负离子。照射量只对空气而言，仅适用于 X 或