辐射与防护知识

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1、 电离辐射、电离辐射、非电离辐射、放射性非电离辐射、放射性电离辐射电离辐射非电离辐射非电离辐射辐辐 射射中子、宇宙射线、X 射线 射线、电子束 射线微波(电磁辐射)可见光可见光热辐射热辐射无线电波(电磁辐射 )放射性放射性电电 磁磁 辐辐 射射 能够放出具有电离能力的射线的物质称为放射性物质能够放出具有电离能力的射线的物质称为放射性物质; ; 能够产生具有电离能力的射线的装置或射线装置能够产生具有电离能力的射线的装置或射线装置. .放放 射射 性性 的的 发发 现现 18961896年，年，BequerelBequerel用铀粉用铀粉 作实验，有一次无意的将作实验，有一次无意的将 铀粉放在避光

2、包装的胶片铀粉放在避光包装的胶片 上，第二天他惊讶的发现上，第二天他惊讶的发现 胶片暴光了。胶片暴光了。 他由此断定，铀盐能放出他由此断定，铀盐能放出 某种射线能可以穿透黑纸某种射线能可以穿透黑纸 使照相底片感光。使照相底片感光。人们就人们就 将物质能够放出某种射线将物质能够放出某种射线 的现象称为放射性。的现象称为放射性。放射性无处不在！放射性无处不在！ 现代科学方法证明，用人现代科学方法证明，用人 工的方法工的方法中子活化技中子活化技 术，也可以将没有放射性术，也可以将没有放射性 的物质产生放射性，的物质产生放射性，如如Co-Co- 6060、 Cs-137Cs-137、I-131I-13

3、1。实际上，放射性物质无处 不在，只不过含量高低不 同罢了。如环境和食物就 含有或多或少的天然放射 性物质和核试验残留的放 射性物质（如室内氡气、 地表水中Cs-137和Sr-90) 。我们身边的辐射说起辐射，人们就会有些害怕，因为它看不见， 摸不着，却会给人体造成伤害。 其实我们的周围到处存在着辐射。在日常生活中 ，我们晒太阳、看电视、戴夜光表、乘飞机、拍X 光片等，都会受到一定的辐照。 生活中的辐照都是微量的，不会对人体造成伤害 ，所以人们也感觉不到它的存在。而大量的辐射 对人体是非常有害的，因此我们应该通过采取一 些相应的保护措施来防止和减少辐射对我们人体 的伤害 。天然本底辐照 自然界

4、中放射性是到处存在的，我们一直在接 受天然本底的辐照。天然辐射的“本底”有两个 来源：一个是高能粒子形式的辐射，它来自外 层空间，统称宇宙射线；另一个来源是天然放 射性，即天然存在于普通物质（如空气、水、 泥土和岩石，甚至食物）中的放射性辐射。另 外现代社会中人们还会接触到各种人为的辐射 ，如X光检查，看电视，使用微波炉等。原 子 的 构 造原子核衰变能放出原子核衰变能放出 、 、 射线和射线和中子中子经实验研究发现，镭放射 源放出的射线在磁场中会 分成三束，分别称为射线 、射线和射线。粒子最重（4个原子质量 数）， 粒子次之（ 1/7300），粒子则没有 静止质量。有些原子核衰变的时候还 会

5、放出中子，如U-235的衰 变。NS磁铁镭 源（放在铅屏蔽罐中）韧致辐射和核外电子跃迁产生X射线德国物理学家伦琴于1895年在研 究阴极射线的时候，发现了一种 奇特的射线，它能量高、穿透力 强、能杀死细胞和组织。由于当 时知其甚少，所以称为X射线， 又叫伦琴射线。X射线的问世，在医学和工业 技术领域得到了广泛的应用， 如透视、成像、探伤等），机器也能产生射线（放射性）机器也能产生射线（放射性）1.1. X X光机能产生的光机能产生的X X射线射线。2.2. 电子加速器能产生电子加速器能产生电子束等电子束等。3.3. 回旋加速器能产生回旋加速器能产生重粒子束重粒子束。射线（放射性）可以由原子核衰

6、变产生，也可射线（放射性）可以由原子核衰变产生，也可以由机器（射线装置或加速器）产生，如：以由机器（射线装置或加速器）产生，如：高压电源低压电源靶X X光机原理光机原理阴极发热阴极发热 产生电子产生电子电子猝然停止和外层电子跃电子猝然停止和外层电子跃 迁迁，部分能量以连续和特征部分能量以连续和特征X X 射线的形式放出射线的形式放出。电子加速电子加速，撞，撞 击和击和电离靶中电离靶中 的核外电子的核外电子。X射线光子重粒子电离电离 如果某种射线、或如果某种射线、或 者它的次级射线者它的次级射线与与 原子的轨道电子作原子的轨道电子作 用（碰撞），能够用（碰撞），能够 使电子脱离原有的使电子脱离原

7、有的 轨道而逃逸，那么轨道而逃逸，那么 这个过程称为这个过程称为电离电离 。 能够使原子发生电能够使原子发生电 离的辐射称为离的辐射称为电离电离 辐射辐射。电离、电离辐射电离、电离辐射 、 、 射线的穿透能力射线的穿透能力射线：贯穿本领小。它在空气中的射 程只有几个厘米1张纸片就能阻止它的 穿透，电离能力最强。射线：它的电离作用较小，贯穿本领 较大。它在空气中的射程因其能量的 不同而有较大差异，一般为几米，几 毫米的铜片才能阻止它的穿透。射线：它具有间接电离作用，贯穿本 领很大。它在空气中的射程通常为几 百米，几十厘米厚的混凝土或几厘米 厚的铅板才能阻止它的穿透。掌握射线的这种特性，能采取适当

8、的 措施进行有效辐射防护。 射线射线 射线射线 射线射线射线可以用密度大的材料加以屏蔽，如钢板、混凝土、铅等。下表列出射线可以用密度大的材料加以屏蔽，如钢板、混凝土、铅等。下表列出 了不同材料对了不同材料对6060CoCo源、源、137137CsCs源和源和226226RaRa源的半衰减厚度。源的半衰减厚度。 不同材料对不同材料对 和和 射线的屏蔽效果是不同的射线的屏蔽效果是不同的宇宙射线宇宙射线 天文学研究发现，天文学研究发现， 星星之所以会闪闪星星之所以会闪闪 发光，是由于其内发光，是由于其内 部不断进行着核聚部不断进行着核聚 变反应。变反应。 星体内部的核反应星体内部的核反应 所产生的射

9、线到达所产生的射线到达 地球的过程中，与地球的过程中，与 宇宙间的物质相互宇宙间的物质相互 作用产生次级射线作用产生次级射线 ，再辐射到地球，再辐射到地球， 这些来自宇宙间的这些来自宇宙间的 射线就称为宇宙射射线就称为宇宙射 线。线。宇宙射线随海拔升高而升高宇宙射线随海拔升高而升高高：大低：小宇宙射线的强弱变化地铁-10米高山1000米海平面0米52nGy/h28nGy/h1nGy/h15001500nGy/hnGy/h由于宇宙射线在穿透大气层会吸收而减弱，因此宇宙射线的强弱由于宇宙射线在穿透大气层会吸收而减弱，因此宇宙射线的强弱 随着高度的增加而增加。随着高度的增加而增加。海平面：约海平面：

10、约28nGy/h28nGy/h。 拉萨：约拉萨：约120nGy/h120nGy/h。地铁：约地铁：约1nGy/h1nGy/h。几个常用的物理量活度、比活度；剂量、剂量率；剂量当量；半衰期。活活 度度 定义：辐射体中某种原子定义：辐射体中某种原子 核单位时间内发生的核衰核单位时间内发生的核衰 变数，变数，A=A= N/N/ t t。 单位单位: 1: 1次次/ /秒秒= =BqBq( (贝贝可可) ) 老单位：居里（老单位：居里（CiCi）1 1居里居里( (CiCi)=3.7x10)=3.7x101010Bq.Bq. 物理意义：描述物质的放射物理意义：描述物质的放射 性强弱，活度越大，表示物性

11、强弱，活度越大，表示物 质的放射性越强质的放射性越强。t = 0 秒t = 1 秒1000个500个A=(1000-500) /1秒=500Bq5kg实际应用的放射源活度范围：实际应用的放射源活度范围：几十几十mCimCi 百万百万CiCi. . 实验室标准源：实验室标准源：100010000Bq.100010000Bq.比活度比活度活度能够用来反映辐射体活度能够用来反映辐射体 总的放射性，但总的放射性，但不能反映不能反映 辐射体的放射性浓度辐射体的放射性浓度。定义：单位质量或体积中定义：单位质量或体积中 的放射性活度，的放射性活度， A/m=(A/m=( N/N/ t)/mt)/m。单位单位

12、: :BqBq/kg/kg、BqBq/L/L、Bq/mBq/m3 3。如：核电站放射性废水中如：核电站放射性废水中 的的Cs-137Cs-137：5Bq/L.5Bq/L.A: 1kgA: 1kgB: 10kgB: 10kgB B的比活度：的比活度：10Bq/kg10Bq/kgA A和和B B的活度均为的活度均为100Bq100BqA A的的比活度：比活度：100Bq/kg100Bq/kg半衰期半衰期 放射性原子核衰变放射性原子核衰变 时，它从一种核素时，它从一种核素 变为另外一种核素变为另外一种核素 ，这样原来的原子，这样原来的原子 核数不断减少。核数不断减少。 放射性原子核的数放射性原子核的

13、数 量量NoNo衰变到原来的衰变到原来的 一半时所经历的时一半时所经历的时 间间半衰期（半衰期（T T1/21/2） 。5.275.27年年 5.275.27年年 5.275.27年年60Co衰变曲线年原子数250不同放射性核素的半衰期很不相同，不同放射性核素的半衰期很不相同，可从可从十亿分之几秒十亿分之几秒到到几百亿年几百亿年。不同放射性核素的半衰期不同放射性核素的半衰期放射性原子核的衰变不受一般的物理、化学变化的影 响，只有核反应才起作用。因此企图用火烧、压打、酸溶 、碱泡等的方法来消减放射性是不科学、也是不可能的。Po-210Po-210的半衰期为的半衰期为138.38138.38天天

14、定义：单位质量的受照体所接受（定义：单位质量的受照体所接受（ 吸收）的辐射能量。吸收）的辐射能量。 单位：单位：(J/kg)=(J/kg)=戈瑞戈瑞( (GyGy）。）。如如: 1J/1kg=1Gy.: 1J/1kg=1Gy. 剂量这个名词在医学上指的是人食剂量这个名词在医学上指的是人食 入药物的物质量，如入药物的物质量，如2mg/2mg/天天/ /人。人。 而这里则是受照体所接受（吸收）而这里则是受照体所接受（吸收） 的辐射能量。的辐射能量。辐射体受照体 射线 射线 射线辐 射 能 量（受照体的）吸收剂量（受照体的）吸收剂量活度活度剂量剂量当量剂量当量剂量对于不同的射线，即 使剂量相同，对受

15、照 物体所产生的效果可 能不同，为描述不同 射线对受照体的不同 作用效果引入剂 量当量。当量剂量=剂量 射线 的权重因子。单位：希福特(Sv). 射线射线 射线射线总的能量可以相同总的能量可以相同有效剂量由于生物器官或组织对辐射的敏感性不同，因此 即使在相同当量剂量的情况下，不同的组织的辐 射效应不同（危险度不同）；为了评价辐射照射对生物整体的辐射效应，就不 能将各组织或器官所受的当量剂量简单相加，而 是对敏感的器官或组织要占有较大的分额（权数 ），按加权后算得的总当量剂量称为有效剂量。 单位：希福特(Sv).辐射对人体的危害 辐射对人体的效应是从细胞开始的。它会使细胞 的衰亡加速，使新细胞的生成受到抑制，或造成 细胞畸形，或造成人体内生化反应的改变。在辐射剂量较低时，人体本身对辐射损伤有一定 的修复能力，可对上述反应进行修复，从而不表 现出危害效应或症状。但如果剂量过高，超出了 人体内各器官或组织具有的修复能力，就会引起 局部或全身的病变。公众核辐射剂量限值？目前，国际上普遍采用的辐射防护的三个原则是：实践的 正当性，防护水平的最优化和个人剂量限值。实践的正当 性要求任何伴有辐