放射性污染监测课件

《放射性污染监测课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《放射性污染监测课件（115页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第8章 放射性污染监测,第8章 环境放射性监测,8.1 放射性和电离辐射的基本概念 8.2 放射性污染 8.3 电离辐射的防护标准 8.4 放射性监测,8.1 放射性和电离辐射的基本概念,8.1.1 放射性、放射性同位素 8.1.2 核衰变和衰变形式 8.1.3 放射性的度量单位 8.1.4 放射线与物质的相互作用,第一节 基础知识,一、放射性,1、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。 2、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、和射线，这种现象称为放射性。 3、放射性同位素不稳定的同位素（原子核内质子数同，中子数不同）,（一）放射

2、性核衰变,4、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为“天然放射性”； 通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为“人工放射性”。 5、决定放射性核素性质的基本要素是放射性衰变类型、放射性活度和半衰期。,1、母体子体（氦核） 2、母体子体（高速电子，正， 负，电子俘获x ） 3、母体子体（较低能级或基态子体） （或）（同质异能跃迁）,（二）放射性衰变的类型,1.衰变（4He核粒子） 质量大，能量大，可使其他分子或者原子发生电离或激发，速度小，射程短，穿透力小，只能穿过皮肤的角质层。 226Ra 222Rn + 4He 226Ra衰变有两种方式（分枝衰变)：,2. 衰变：因核素中质子和中子互变产

3、生，速度比高10倍以上，穿透力较强在空气中穿透几米到几十米，可使物质电离，灼伤皮肤,电子捕获：俘获核外电子，质子变为中子,+衰变（质子变为中子）,-衰变（中子变为质子）,(核能级跃迁，同质异能级）： （5-140pm)穿透力极强。 X（内层电子跃迁）（0.001-10nm）,(三) 放射性活度和半衰期,1. 放射性活度（A）： 在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素的放射性活度A的定义式是 A = d N / d t 式中：A放射性活度，单位Becquerel，简称贝可，用符号Bq表示，1Bq=1 sec-1 。 d N时间间隔d t内，处于该特定能态下的一定量放射性核素，发生自发核转变的

4、核数目。 比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活度，单位为Bq.g-1。,2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称为半衰期(T1/2)。衰变常数与半衰期有下列关系： T1/2 = 0.693/ 半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素T1/2不同。所以对一些T1/2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。 例题：Sr的T1/2 = 29年，一定质量的 90Sr衰变掉99.9所需 时间？,解： = 0.693 / T1/2 A = - dN / d t = N 或 N No e-t lg N0 / N = t / 2.303 t 2.303

5、 (1/2.3910-2)(lg 1/0.001) 289(a),核反应： 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。 进行核反应的方法主要有： *用快速中子轰击发生核反应； *吸收慢中子的核反应； *用带电粒子轰击发生核反应； *用高能光子照射发生核反应等,(四) 核反应,（一）照射量(库仑每千克 / 伦琴R ),表示或射线在空气中产生电离大小的物理量。 X=dQ/dm dQ是指质量为dm的体积单元的空气中，光子释放的所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。单位：库伦/千克，(C. kg-1), 旧单位是伦琴(R), 1

6、R=2.58 10-4 C.kg-1 照射量率：指单位时间内的照射量。,二、照射量和剂量,（二） 吸收剂量(戈瑞 Gy / 拉德rad) （D）,吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。 D=d/dm d与dm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. 单位：Gy（戈瑞），1 Gy=1 J.kg-1。 吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。 吸收剂量率-单位时间内的吸收剂量，单位 Gy.s-1。,（三）剂量当量（H)(希沃特SV / 雷姆rem),在人体组织中某一点处的剂量当量H等于吸收剂量与其他修正因数的乘积。H的计算公

7、式为： H=DQN 式中：Q为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射的Q值列于表8-1。 N为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取N=1。 单位为SV（希沃特），1 SV=1 J. kg-1,第二节 环境中的放射性,(一)天然放射性的来源 1、宇宙射线 初级宇宙线高能辐射，穿透力很强; 次级宇宙线比初级弱 放射性核素20余种 2、天然放射性核素与地球共生 3、天然放射本源半衰期极长，强度弱 内照射、外照射（占80）,一、环境中放射性的来源,1、核试验及航天事故 核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留0.33年 2、核工业： 核废弃物（核发

8、电） 3、工农业、医 学 和科研等部门 医学占人工污染源的90 4、放射性矿的开采和利用,（二）人为放射性污染的来源,放射源的安全已成为我国当前辐射防护的一个主要问题。已经发生的辐射致死事故均是放射源引起的 ,96 .6 %的急性放射病患者是因放射源事故造成的。约有 2 0 0 0枚完全失控的放射源散布在环境中。 据不完全统计 ,全国使用放射源的用户有上万家 ,使用的各类放射源有 5万个。由于管理不善 ,不断发生放射源丢失和被盗事件 。山东19881993，发生17起放射源都市事故，88.2为被偷。 年月日内蒙古某单位发现放射源库被打开，经过天的调查找到拿源者“常”某（岁）他曾先后次打开源库门

9、，拿走了大小铅罐个，其中个玻璃瓶打碎倒掉，针状的东酉自己玩，铅罐当废铁卖。 青海年发生一起放射事故，共丢失枚镭源，找回枚。 2 0 0 4国庆前夕 ,东北师大实验室库房被盗 ,13枚放射源丢失，且是分两次被盗。 1996年 4月 4日宿州市的某酒厂有 2 4枚放射源下落不明。 在一个水电站工地 ,一名 37岁焊工拾到一个192 铱放射源后 ,将它放在自己的臀部裤兜中 ,在管道里 (直径 2)工作约6 , 感到大腿部有点疼痛 , 医生诊断为虫咬伤。 年月日上午时许，某地质大队油库值班人员发现存放放射性同位素标准源的库房铁门被撬开，一批放射性标准源丢散在库房门口地上，经现场清点枚放射源（镭）丢失。

10、 云南省某企业 187枚 (粒 )放射源丢失。 2 0 0 2年 5月 18日上午 8时左右 文登市某综合医院皮肤科,一位患儿由其母亲等陪同接受皮肤病的治疗 ,在治疗过程中 ,值班医生因有事外出 ,患儿交其家属陪治 ,值班医生回来发现患者及90 皮肤敷贴器 (9 5 10 8)敷贴器均不见 ,患者家属当即矢口否认拿走敷贴器 用仪器 ( -3 0 13数字辐射仪 ),1.在土壤和岩石中的分布 土壤和岩石中天然放射性核素的含量变动很大，主要决定于岩石层的性质及土壤的类。,核素,土壤(Bq/g),岩石(Bq/g),40K,226Ra,232Th,238U,2.9710-28.8810-2,3.710

11、-37.0310-2,7.410-45.5510-2,1.1110-32.2210-2,8.1410-28.1410-1,1.4810-24.8110-2,3.710-34.8110-2,1.4810-24.8110-2,二、放射性核素在环境中的分布,2 在水体中的分布 海水中天然放射性核素主要是40K、87Rb、 235U系元素。其含量与所处地理区域、流动状态、淡水和淤泥入海情况等因素有关。 淡水中天然放射性核素的含量与所接触的岩石、水文地质、大气交换及自身理化性质等因素有关。一般地下水所含放射性核素高于地面水，且U、Ra的含量变化大。,核素,地下水(Bq/g),地面水(Bq/g),226R

12、a,222Rn,210Pb,210Po,3.710-2,3.710-33.710-2,3.710-23.710-1,3.710-3,7.410-4,3.737,矿泉及深井水(Bq/g),雨水(Bq/g),3.710-3,3.710-4,3.710-2,3.710-1,1.8510-2,1.8510-2,1.8510-21.1110-1,3.7103.7103,3 在大气中的分布 在多数放射性核素均可出现在大气中，但主要是氡的同位素(特别是222Rn)，它是Ra的衰变产物，能从含镭的岩石、土壤、水体和建筑材料中逸散到大气，其衰变产物是金属元素，极易附着于气溶胶颗粒上。 大气中氡的浓度日出前浓度最

13、高，日中较低，二者可相差十倍以上。陆地和海洋上的近地面大气中氡的浓度分别在(1.11 10-3一9.6 10-3和(1.9 10-52.2 10-3)Bq范围内。,4 在动植物组织中的分布 任何动植物组织中都含有一些天然放射性核素，主要有 40K、226Ra、 14C、210Pb和210Po等，其含量与这些核参与环 境和生物体之间发生的物质交换过程有关.,四、 放射性的危害 射线：电离本领大、致伤集中，射程短（几厘米厚的空气即可吸收掉），在组织中的射程仅几十微米，它进入机体内产生内照射的危害最大 射线：空气中射程达几米，易被人体组织表层完全吸收，尤其对眼睛角膜危害大。 射线易被铝、有机玻璃、玻

14、璃等吸收。 射线的穿透能力最强，体外照射危害性最大。可采用远距离操作、在手套箱内操作、防护屏（铅、铁、混凝土、铅玻璃等密度大的材料）。,（1）急性放射病 它是由于大剂量照射所引起的，一般出现于发生意外放射事故和核爆炸时。,（2）慢性放射病 白血球减少，白血病；手指指甲周围皮肤发红、发亮，失去指纹，无感觉，随后溃烂。,（3）远期影响 它是由于急性、慢性危害导致的潜伏性影响。例如照射剂量为1.5Gy以下，死亡率为零，但在1020年以后，其结果才表现出来。躯体效应有白血病、骨癌、肺癌、甲状腺癌等各种癌症和白内障等；遗传效应有基因突变和染色体畸变，在第一代表现为流产、死胎、畸形和智力不全等，在下几代可

15、出现变异、变性和不孕等。,1、损伤机理 1）、高速带电粒子属直接电离粒子。 2）射线等不带电的粒子为间接带电粒子。 统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，破坏组织中的大分子结构。 2、影响因素射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。（致死剂量、半致死剂量） 3、损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效 应、遗传效应）。,（二）放射性的危害,(三）放射线与物质的相互作用,1. 电离作用由于带电粒子和壳层电子间的静电作用，使壳层电子获得足够能量而脱离原子、分子形成自由电子和正离子。自由电子和一个正离子组成一个离子对，这就称为电离作用。 2. 激发作用如果壳层电子获得能量较小而未能脱离原子或分子，只是由低能级跃迁到高能级，则称为激发。带电粒子称为直接电离粒子，不带电粒子能使物质产生间接电离，故称为间接电离粒子。,3. 照像作用是指放射线照射到摄影胶片上，会使摄影胶片感光的现象。 4. 荧光作用如果放射线照射在荧光物质上，会使其产生荧光。 5. 热效应由于带电粒子和物质的原子或分子不断碰撞，使分子不规则热运动增加，从而使物质变热。,6. 射程与穿透作用射线通过物质时，不断与物质相互作用而损失能量，直至停止前进。射线从进入物质到停止前进所经过的距离，称为该射线在该物质中的射程，以厘米为单位。如果射 线通过时，不被物质阻止前