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1、学号20085040024$言瀑歸和学幌本科学年论文学 院物理电子工程学院专业物理学年级2008级姓名贾学伟论文题目 放射性的应用与防护指导教师职称 讲师2011年5月5日目录摘要 1关键词 1Abstract 1Key Words 1引言 11放射性的简介 11.1什么是放射性 21.2放射性的发现21.3放射性同位素的特征 22放射性的应用32.1在工业方面应用 32.2在农业方面的应用 42.3在医疗方面的应用 52.4在考古方面的应用 63放射性的危害及防护 63.1放射性的来源 73.2放射性的危害 73.3放射性的防护 74结语 7参考文献 8放射性的应用与防护姓名：贾学伟学号：2
2、0085040024单位：物理电子工程学院专业：物理学指导老师：童永在职称：讲师摘要：自 1896 年，贝克勒尔发现铀的天然放射性以来， 放射性得到了充分的研究。放射性射线与放射性同位素在农业、医疗、考古方面的应用发挥了重要的重用。放射性 的应用像一把双刃剑，一方面为人类带来了新的科研成果，另一方面给人类带来了一些 危害。所以，利用放射性物质的时候，人们应该加强防范，妥善处理遗留的放射物，让 人类更加健康的生活。关键字 ：放射性；放射性射线；放射性同位素The application of radioactive and its protectionAbstract: The radioact
3、ivity has got fully research since Henri Becquerel discovered the natural radioactive of uranium in 1896. Radioactivity and radioactive isotopes have play an important role in industry, agriculture, medical treatment and archaeology. The applications of radioactivity like a double-edged sword, on th
4、e one hand, it brings new achievements in scientific research, on the other hand, it brings damage to human beings. So, when we use radioactive substances, we should strengthen preventive, handling legacy radiations properly , let people have a betterlife.Key word: Radioactivity; Radioactive rays; R
5、adioactive isotope引言1898 年，居里夫妇发现了放射性更强的钋和镭。 由于天然放射性这一划时代的发现， 居里夫妇和贝克勒尔共同获得了 1903 年诺贝尔物理学奖。此后，居里夫妇继续研究了 镭在化学和医学上的应用，并于 1902 年分离出高纯度的金属镭。因此，居里夫人又获 得了 1911 年诺贝尔化学奖。在贝可勒尔和居里夫妇等人研究的基础上，后来又陆续发 现了其它元素的许多放射性核素。有力地推动了放射性现象的理论研究和实际应用。然 而，频繁的核泄漏、放射物管理不当给人类带来严重的灾难 1 。本文就放射性应用与防护进行简单的介绍。1. 放射性的简介1.1 什么是放射性某些元素的
6、原子通过核衰变自发地放出 a或B射线（有时还放出丫射线）的性质，称 为放射性。放射性有天然放射性和人工放射性之分。天然放射性是指天然存在的放射性 核素所具有的放射性。它们大多属于由重元素组成的三个放射系。人工放射性是指用核 反应的办法所获得的放射性。按原子核是否稳定，可把核素分为稳定性核素和放射性核 素两类。一种元素的原子核自发地放出某种射线而转变成别种元素的原子核的现象，称 作放射性衰变。能发生放射性衰变的核素，称为放射性核素。在目前已发现的100多种元素中，约有 2600多种核素。其中稳定性核素仅有 280多种，属于 81 种元素。放射性 核素有 2300 多种，又可分为天然放射性核素和人
7、工放射性核素两大类。1.2 放射性的发现1896年，法国物理学家贝克勒尔在研究铀盐的实验中， 首先发现了铀原子核的天然 放射性。在进一步研究中，他发现铀盐所放出的这种射线能使空气电离，也可以穿透黑 纸使照相底片感光。 他还发现，外界压强和温度等因素的变化不会对实验产生任何影响。 贝克勒尔的这一发现意义深远，它使人们对物质的微观结构有了更新的认识，并由此打 开了原子核物理学的大门。 1898年，居里夫妇又发现了放射性更强的钋和镭。此后，居 里夫妇继续研究了镭在化学和医学上的应用，并于 1902 年分离出高纯度的金属镭。在 贝可勒尔和居里夫妇等人研究的基础上，后来又陆续发现了其它元素的许多放射性核
8、 素。1.3 放射性同位素的特性1.3.1 能放出各种不同的射线 放射线有的放出a射线，有的放出B射线，有的放出丫射线或者同时放出其中的两种射线。 其中，a射线是氦核，它是2个质子和2个中子构成的，放射a射线的原子核放出一个 a粒子后，它的电荷减少2个单位，质量减少4个单位，它变为原子序数减少 2、质量 减少4的另一个原子核。B射线就是电子，放射负B射线的原子核放出一个负电子后， 它的电荷增加 1 个单位而质量变化很小，变为原子序数增加 1的另一个原子核。有些人 工产生的放射元素放出正B射线，这些原子核放射后，变为原子序数减 1的另一个原子 核。丫射线是光子，不带电，无静止质量。它的放出不改变
9、原子的电荷，对质量的影响亦极微小2。1.3.2具有一定的寿命把一定量的某种放射元素单独收存起来，它的数量就会逐渐的减少，因为一部分经 过放射过程后变成另一种元素了。这叫衰变。实验表明放射衰变遵守下列定律：oe t式(1)中时间t=0时的原子核数目，N是经过t时后还残留的原子核数目。 在足够多原子核中，每一个核在什么时候发生放射变化是不可预知的。但是如果在短的时间dt内，有dN个和改变，从统计的观点，改变率必定当时存在的总原子核数目成正比，即型N,亦即豐 n dtN入是比例常数，是放射物衰变快慢的标志，称为衰变常数如果经一段时间T,原子核的数目减少到原来的一半，则称为半衰期。由下式，即T=0.6
10、93得出半衰期T同衰变常数入的关系。种放射性核素都有其特定的半衰期, 百万年不等由几微秒到几在一种放射物质中，有些原子早变，有些晚变，就是说有的寿命短，有的寿命长。由式1Not( dN)t NdtNo 0o te tdt -可得出该元素的平均寿命2放射性的应用2.1在工业方面的应用辐射加工现在已经被广泛用于制备优质电线电缆、热收缩材料、发泡材料、超细粉 末、人造皮肤、高效电池隔膜、隐形眼睛等，以及木材与磁带磁盘的涂层固化、橡胶硫 化、纺织品改性等领域。无损检测技术在工业中也有重要应用。早期的射线探伤是利用加速器产生的电子束打靶产生的X射线照射工件形成平面图像。70年代医用X-CT诞生后，80年
11、代即出现工业CT,并很快应用到热轧无缝钢管的在线测试、发动机检测、以至大型火箭的整体检 测中。另一种重要的无损检测是中子照相，用其检测火药继电器发动机叶片等有高的灵 敏度和分辨率，在航天与航空工业和国防上有重要应用 4 。22 在农业方面的应用有关光合作用的基本产物的知识，是在利用二氧化碳-14 （14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的 5 。 由光合作用产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质，在植物体 内是怎么样运动、 转移的？又是怎么样积累并贮存到各种不同的“仓库”里去的？这些 “仓库”包括果实（像稻米、小麦） 、 茎 、根块 等。也都是在利用示踪剂 - 二氧化碳- 1 4进行研究之后才得
12、以解释清楚。目前， 除了碳-14以外，还可配合使用其它的放射性 同位素，如磷 -32、氢 -3 等作示踪剂，从而使一些研究工作能够做得更加细致周密。活化分析是一种揭示微量杂质的存在及其数量的分析方法。用中子（如反应堆中 子）辐照可能含有某种痕量元素的材料样品，不同的原子核吃掉慢中子后产生的放射性 同位素会进行完全不同的核衰变，通过测量其发射的B或丫射线的特有能量和强度，就能得到有关杂质的含量。即使是肉眼看不见的像尘埃那么大小的物料，只要放到反应堆 里照射一下，就能定量地测定出其中所包含的许多种微量元素。 这种测定方法用途广 泛。例如，调查直升飞机喷洒农药的分散效果。农药散布到稻田以后，从各个不
13、同部位 采集稻秧，放到反应堆中照射，经过活化分析，便可测出微量农药的放射性。从而可以 知道每颗稻秧上粘附的农药量。根据这些测定数据可以绘制出农药散布量的分布图 6 。辐射育种 随着科学技术的发展，人们已不再单纯地利用植物本身自然产生的变异，而是能够 应用现代科学的成就来人工创造新的变异类型，这种方法叫“人工引变” 。大体说来， 应用人工引变诱发的有利突变可以有千分之一的机率， 而自然产生的突变只有百万分之 一的机率，人工引变可以提高突变率一千倍。但是到目前为止，人们还不能控制变异的 方向。我们必须在各种变异的后代中，进行认真仔细的选择，才能育成符合我们所期望 的良种。这种应用射线引变选育良种的
14、方法叫做 “辐射育种”。它是继“系统选种”，“杂 交育种”之后而兴起的一种新的育种方法。2.2.2 辐射灭虫 大量的辐照也可以使某些害虫发生变异。例如：螺旋蝇的幼虫在经过一定辐射后， 就会丧失生育能力。然后，让这些绝育的螺旋蝇与虫灾地区的螺旋蝇进行交配，可让交 配后的雌虫再也不会产卵繁殖了。 这样，经过大约一年半的时间， 就可以使这种蝇灭绝，也叫“雄性不育法”这种消灭害虫的作战方法叫做“辐射绝育法”2.2.3 食品保鲜就是利用放射性同位素或低能加速器放出的射线对食品进行辐射处理， 达到长期保 藏食品的目的。放射线有一些特殊的本领。它具有较高的能量，穿透物质的能力强。一 定剂量的照射，能杀死寄生
15、在食品表面及内部的微生物和害虫。适当剂量的照射，能抑 制农畜产品的生命活动。这就从根本上消除了食品霉烂变质的根源。 辐照保鲜是一项 发展极快的食品保藏新技术。研究结果表明辐照食品对人体没有任何不良影响，可以供 人食用，安全可靠。2.3 在医疗方面的应用核素显像是利用 丫照相机、单光子发射计算机断层(SPECT)或正电子发射断层(PET)来探测给予病人的放射性药物所产生的辐射，从而确定病灶部位。很多器官的 丫显像，如肺、甲状腺、肾和脑可用于疾病诊断。2.3.1 辐照灭菌 利用放射性同位素发出的射线彻底灭菌，是射线杀伤力的一种最直接的利用。尤其是人们经常利用射线对医疗器械进行灭菌消毒。如：手术时缝合伤口用的缝线、肠壁缝 合线；一次性注射器； 插入支气管用的探针导管、 手术用的橡皮手套、 取血用的采血板、 人工肾脏透视器等等，也都采用射线消毒技术。2.3.2 治疗癌症 癌症，过去一直被看作不治之症，但是，现在情况有了改变，人们能够进行早期诊断，辅之以早期治疗，因而大大增加了癌症能够被治愈的希望。根据医学辞典的解释， 治疗癌症最有效的手段之一就是放射治疗。对于内脏器官上的癌，以手术切除为主，照 射为辅。但是有一些癌
