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1、一、放射性同位素的特点众所周知，放射性同位素(radiosotlope)是不稳定的，它会“变”。放射性同位素的原子核很 不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓“核衰变”。 放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出a射线、卩射线、r射线和电子俘获等，但是放射 性同位素在进行核衰变的时候并不一定能同 时放射出这几种射线。核衰变的速度不受温度、压力、 电磁场等外界条件的影响，也不受元素所处状态的影响，只和时间有关。放射性同位素衰变的快 慢，通常用“半衰期”来表示。半衰期(half-life)即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始 值一半时所需要的时间。如磷一3
2、2的半衰期是14.3天，就是说，假使原来有100万个磷一32原子, 经过14.3天后，只剩下50万个了。半衰期越长，说明衰变得越慢，半衰期越 短，说明衰变得越快。半衰期是放射性同位素的一特征常数，不同的放射性同位素有 不同的半衰期，衰变的时候放射出 射线的种类和数量也不同。常用同位素的特征同位素符号半衰期卩射线能量(MeV)氢-33H12.3 年0.018碳-1414C5720年0.156磷一3232P14.3 天1.71硫一 3535S87.1 天0.167碘一131131I& 05天0.605人造元素一览表原 元元子素素 发现者发现年代半衰期序名符数称号43锝Tc西格雷，佩里埃1937Tc
3、97 260万年61钷Pm马林斯基等1945Pm145 18 年85砹At西格雷，科森等1940At210 8. 1 小时87钫Fr佩雷1939Fr212 20分钟93镎Np麦克米伦1940Np237 214万年94钚Pu麦克米伦，西博格1940Pu244 7 . 6x107年95镅A西博格，吉奥索1944Am243 7370年m96锔C西博格，吉奥索1944Cm247 1. 54x107年m97锫Bk西博格，汤普生等1949Bk247 1400年98锎Cf西博格，吉奥索等1950Cf251 900年99锿Es西博格，吉奥索1955Es254 276天10镄Fm西博格，吉奥索1955Fm257
4、 82天0101钔Md吉奥索1955Md258 55 天110错No弗列罗夫等1957No259 58 分钟210铹Lr吉奥索1961Lr260 3分钟310Rf弗列罗夫，吉奥索1964,1961分钟4810Db弗列罗夫，吉奥索1970,19740秒5010Sg美，苏19740. 9秒610Bh联邦德国198110-3秒710Hs联邦德国198410-3秒810Mt联邦德国19825x10-3 秒9二、放射性强度及其度量单位放射性同位素原子数目的减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目按几何级数减少，用公式表示为：N=NOe-肚这里，N为经过t时间衰变后，剩下的放射性原子数目，N 0
5、 为初始的放射性原子数目，为衰变常数，是与该种放射性同位素性质有关的常数，后y（t）=e-o.693t/T, 其中t指半衰期。放射性同位素不断地衰变，它在单位时间内发生衰变的原子数目叫做放射性强 度（radioactivity）,放射性强度的常用单位是居里（curie）,表示在1秒钟内发生3.7x101。次核衰变， 符号为 Ci。lCi=3.7xl010dps=2.22xl012dpmlmCi=3.7xl07dps=2.22xl09dpm1yCi=3.7x104dps=2.22x106dpm1977 年国际放射防护委员会（ICRP）发表的第26号出版物中，根据国际辐射单位 与测量委员会（ICR
6、U） 的建议，对放射性强度等计算单位采用了国际单位制（SI）,我国于1986年正式执行。在SI中， 放射性强度单位用贝柯勒尔（becquerel）表示，简称贝可，为1秒钟内发生一次核衰变， 符号为Bq。1Bq=1dps=2.703x10-11Ci该单位在实际应用中减少了换算步骤，方便了使用。三、射线与物质的相互作用放射性同位素放射出的射线碰到各种物质的时候，会产生各种效应，它包括射线对物质 的作用和物质对射线的作用两个相互联系的方面。例如，射线能够使照相底片和核子乳胶感光； 使一些物质产生荧光；可穿透一定厚度的物质，在穿透物质的过程中，能被物质吸收一部分，或 者是散射一部分，还可能使一些物质的
7、分子发生电离；另外，当射线辐照到人、动物和植物体时， 会使生物体发生生理变化。射线与物质的相互作用，对核射线来说，它是一种能量传递和能量损 耗过程，对受照射物质来说，它是一种对外来能量的物理性反应和吸收过程。各种射线由于其本身的性质不同，与物质的相互作用各有特点。这种特点还常与物质的密度 和原子序数有关。a射线通过物质时，主要是通过电离和激发把它的辐射能量转移给物质，其射 程很短，一个1兆电子伏（1MeV）的a射线，在空气中的射程 约1.0厘米，在铅金属中只有23微 米（um）, 张普通纸就能将a射线完全挡住，但a射线的能量能被组织和器官全部吸收。卩射线 也能引起物质电离和激发，与a射线的能量
8、相同的卩射线，在同一物质中的射程比a要长得多， 如lMeVr卩射线，在空气中的射程是10米，高能量快速运动的卩粒子，如磷一，能量为1.71MeV 遇到物质，特别是突然被原子序数高的物质（如铅，原子序数为82）阻止后，运动方向会发生改 变，产生轫致辐射。轫致辐射是一种连续的电磁辐射，它发生的几率与卩射线的能量和物质的原 子序数成正比，因此在防护上采用低密度材料，以减少轫致辐射。卩射线能被不太厚的铝层等吸 收。Y射线的穿透力最强，射程最大，1MeV的r射线在空气中的射程约有米之远，r射线作用于 物质可产生光电效应、康普顿效应和电子对效应，它不会被物质完全吸收，只会随着物质厚度的增加而逐渐减弱。放射
9、防护放射性的来源扔天然的放射性和人工放射性两类。生活在地球上的人们经常受到这两种放射 性的照射，天然放射性即木底照射是不可避免的，而人工放射性的应用产生了放射性危害，因而 引起放射性防护问题。一、放射性的危害必及防护的必要性随着放射同位素的广泛应用，越来越多的人们认识到放射性对机体造成的损害随着放射照射 量的增加而增大，大剂量的放射性会造成被照射部位的组织损伤，并导致癌变，即使是小剂量的 放射性，尤其是长时间的小剂量照射蓄积也会导致照射器官组织诱发癌变，并会使受照射的生殖 细胞发生遗传缺陷。放射性对人体的影响主极随机效应和非随机效应。随机效应(stochastic effect)指放射性对机体
10、至癌或遗传效应的发生几率，此发生几率与照射剂量的大小有关，而随机 性效应的严重程度与剂量有关，如放射性致癌、放射性诱发各种遗传疾病均属随机性效应。非随 机性效应(non-stochastic effect )是机体受照射后在短期内就出现的急性效应，以及经过一定时间 后发现的发育功能低下、白内障和造血机能障碍等等。其严重程度随受照射剂量不同而变化，存 在着明确的剂量阈值，这种效应是随着受照射剂量的增加，而有越来越多的细胞被杀死而产生的。 ICRP第60号出版物把非随机性效应改称为确定性效应。放射性防护的目的就在于防止有害的 确定性效应，并限制随机性效应的发生率，使其达到认为可以接受的水平。放射性
11、物质可以从体 外或进入体内放出射线，对人体造成损害。就外照射而言，由于各种射线穿透能力不同，Y射线 照射对机体的危害大于卩射线，而卩射线的危害性又大于a射线。受照射部位不同，受害程度出 不同，对某种放射性同位素蓄积率高的组织或器官，必然受害严重，如0P 对骨骼系统危害较大, 1251 和1311主要危及甲状腺器官等。但是，由于射线与机体作用可产生电离，射线这种电离本领 的大小，决定了当放射性物质进入了体内，对机体造成内照射的情形下，a射线由于射程很短， 其危害性大于卩射线和Y射线的危害，而卩射线的内照射危害又大于Y射线。放射防护的必要性 在于保护操作者本人免受辐射损伤，防止了必要的射线照射，保
12、护周围人群的健康和安全，做好 放射性污物、污水的收集与处理，避免环境污染，保证实验能够正常进行，取得的结果可靠。在 应用放射性同位素时，一定要考虑放射防护问题，“预防为主”，合理的使用放射性同位素，避免 不必要的射线照射，减少人群的剂量负担。二、放射防护的三原则国际放射放护委员会(ICRP) 1977年第26号出版物中提出防护的基本原则是放射实践的正当 化，放射防护的最优化和个人剂量限制。这三项原则构成的剂理限制体系。1.放射实践的正当化在进行任何放射性工作时，都应当代价和利益的分析，要求任何放射实践，对人群和环境可 能产生的危害比起个人和社会从中获得的利益来，应当是很小的，即效益明显大于付出
13、的全部代 价时，所进行的放射性工作就是正当的，是值得进行的。2放射防护的最优化使放射性和照射量在可以合理达到的尽可能低的水平，避免一些不必要的照射，要求对放射 实践选择防护水平时，必须在由放射实践带来的利益与所付出和健康损害的代价之间权衡利蔽， 以期用最小的代价获取最大的净利益。最优化原则又称为ALARA原则，健康代价(曲线A) 正比于总剂量，当总剂量较小时，放射防护代价(曲线B)很高，且随剂量的增加而急剧下降， 曲线A和B代价之和有一最小值，这就是最优化键康代价与防射代价之和W。放射防护的最优 化在于促进社会公众集体安全的卫生保健，它是剂量限制体系中的一项重要的原则。3.个人剂量限制在放射实
14、践中，不产生过高的个体照射量，保证任何人的危险度不超过某一数值，即必须保 证个人所受的放射性剂量不超过规定的相应限值。ICRP规定工作人员全身均匀照射的年剂量当量 限制为50毫希沃特*(mSv)，广大居民的年剂量当量限值为lmSv(O.lrem)。我国放射卫生防护基本 标准中，对工作人在民年剂量当量限值，采用了 ICRP推荐规定的限值，为防止随机效应，规 定放射性工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过5OmSv(5rem),公众中个人受照射的 年剂量当量应低于5mSv(0.5rem)。当长期持续受放射性照射时，公众中个人在一生中每年全身受 照射的年剂量当量限值不应高于lmSv(O.lrem),且以上这些限制不包括天然本底照射和医疗照射。个人剂量限制是强制性的，必须严格遵守。各种民政部下规定的个人剂量限值是不可接受的 剂量范围的下界，而不是可以允许接受的剂量上限。即使个人所受剂量没有超过规定的相应的剂 量当量限值，仍然必须按照最优化原则考虑是否要进一步降低剂量。所规定的个人剂量限值不能 作为达到满意防护的标准或设计指标，只能作为以最优化原则控制照射的一种约束条件而已。放射性同位素的应用-同位素示踪法同位素示踪法(isotopic tracer method)是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量 分析方法，
