放射卫生学-第一章核物理基础.ppt

放 射 卫 生 学,云南省第一人民医院 核医学科 王 强,放射卫生学,放射卫生学是预防医学的分支。随着核科学的发展和核技术的进步，放射卫生学逐渐发展成为一门独立的学科，成为放射医学专业和核医学专业方向本科生课程群的主干课程之一。 放射卫生学是研究保护人类免受或少受电离辐射危害的应用性学科。学习放射卫生学须具备某些基础医学、临床医学和公共卫生学等相关学科的基本知识，应具备放射物理学、电离辐射剂量学、放射化学、放射毒理学、放射生物学和辐射损伤等学科的基本知识，并熟识国家的相关法规和标准，以及国际上与放射防护相关的新概念和防护标准的进展及动态。,第一章 放射物理学基础知识,第一节 原子和原子核结构,原子和原子核结构,一、原子结构 自然界中的任何一种物质都是由很多同样的分子组成的。分子是由相同的或不同的原子结合而成的，而原子是任何一种化学方法都不能分解的最小粒子。分子是保持该物质基本化学性质的最小个体。它的种类虽然是无穷无尽的，但它们都是由不外乎100多种基本成分组成的。这些基本成分叫元素，元素的最小单位是原子。,原子结构,原子结构类似太阳系“行星”结构，在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。带负电的电子在核外空间绕着核旋转。即原子由原子核与电子组成。 原子核外电子的排布规律：各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层)；最外层电子数不超过8个(K层是最外层时，最多不超过2个)，次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过32个；核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布。,原子结构,原子核外电子运动区域与电子能量的关系 电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动 ，把原子核外分成七个运动区域，又叫电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7表示，分别称为K、L、M、N、O、P、Q，n值越大，说明电子离核越远，能量也就越高。当内层轨道电子获得一定能量即会跃迁到外层轨道，称激发；电子脱离原子称电离。内层电子空缺时，外层电子又会跃迁（激退）到内层补缺，而多余的能量以标志（特征）X射线或俄歇电子形式放出。,卢瑟福提出的原子结构；原子结构模拟图,核外电子,原子核,卢瑟福提出的原子结构；原子结构模拟图,原子核,核外电子,二、原子核结构,原子核的质量几乎是整个原子的质量。原子核是由质子和中子（统称核子）组成。质子和中子质量数相近，质子带有一个正点荷，而中子不带电荷。原子核结构可表示为 ，X为元素符号，Z为质子数，N为中子数，A为质量数，A为Z和N之和，通常可以略写为AX。,X,Z,A,N,原子由原子核及核外轨道电子组成。原子核由质量基本相同的质子和中子（两者统称核子）组成。 以AZX或AX 表示各种核素。如12C、16O、14N等。X元素符号，A质量数（质子数+中子数）Z原子序数（核内质子数），中子数A-Z。,原子核结构,X：表示某一元素的符号 A：表示原子质量数=质子数+中子数 Z：表示核内的质子数=电子数=原子序数 N：表示核内的中子数=A-Z,X,A,Z,N,元素的表示方法,原子核结构,原子核由于不断运动而具有一定的能量。一般情况下，原子核都处于能量最低的状态，称为基态，在一定条件下，（如：原子核在某些核反应、核裂变及放射性衰变后）原子核可以暂时处于较高的能量状态称为激发态。激发态的原子核可表示为AmX，如99mTc。处于激发态的核素都很不稳定，要释放过剩的能量而回到基态。原子核可处于不同的能量状态。,第二节 几个基本概念,一、核素 原子核的质子数、中子数和原子核所处的能量状态均相同的原子属于同一种核素（nuclide）。例如1H、12C、198Au表示不同的核素。具有放射性，称为放射性核素。,二、元素 凡质子数相同的一类原子称为一种元素。因质子数相同，所以核外电子数就相同，最外层电子数亦相同，故其化学性质也相同，它是组成不同物质的基本单位。其中子数可以不同，因而物理特性亦不相同，它可有一种或多种同位素。H、O、C均为不同的元素。,三、同位素 凡原子核具有相同的质子数而中子数不同的元素互为同位素（isotope）。如1H、2H、3H均有1个质子，在元素周期表中处于同一位置，故把它们互称同位素，它们是同一元素氢元素，但它们是不同的核素。一个元素所有同位素的化学和生物性质几乎都一样，但物理性质却不同。,四、同质异能素 核内中子数和质子数都相同，但能量状态不同的核素彼此就称为同质异能素（isomer）。例如99mTc是99Tc的激发态，99mTc与99Tc互为同质异能素。 五、 稳定性核素（Stable nuclide） 是指原子核不会自发地发生核变化的核素，已发现的仅有274种，它们的质子和中子处于平衡状态。,核素 （Nuclide）,同位素 （Isotope）,同质异能素 （Isomer）,Z、A及能态均相同的一类原子 如：,Z同A不同，周期表上同位 如：,A、Z相同，能态不同 如：,六、 放射性核素（radionuclide） 是一类不稳定的核素，原子核能自发地不受外界影响（如温度、压力、电磁场），也不受元素所处状态的影响，只和时间有关。而转变为其他原子核或自发地发生核能态变化的核素，同时释放一种或一种以上的射线，这一变化的过程称为放射性核衰变（radioactive nuclear decay），或蜕变（简称核衰变）。核衰变是由原子核内部的矛盾运动决定的。每种元素的原子核，其质子数和中子数必须在一定的比例范围内才是稳定的，比例过大过小放射性核素都要发生核衰变。,放射性,某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，只能用专门的仪器才能探测到的射线,这种性质叫放射性。 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（或称放射性同位素）。,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工放射性核素两大类。放射性衰变最早是从天然的重元素铀的放射性而发现的。 天然存在的某些物质所具有的能自发地放射出或或射线的性质，称为天然放射性。 放射性的来源 (1)天然放射性来源:宇宙射线、天然放射性同位素 (2)人为放射性核素的来源,七、同质异位素 具有相同质量数和不同质子数的一类核素。 八、电离辐射 又称放射线，是射线的总称，各种射线都可称为电离辐射。 如：无线电波、热波、光波、紫外线、X射线、射线等。 X射线在本质上它是一种频率比紫外线更高的电磁波。,电离辐射与电磁辐射区别,电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有粒子、粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、射线。,电离辐射是什么?,电磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生。电磁频谱包括形形色色的电磁辐射，从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。电磁频谱中射频部分的一般定义，是指频率约由3千赫至300吉赫的辐射。,电磁辐射又是什么?,1.电离辐射是一切能引起物质电离的辐射，而电磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成。 2.电离辐射存在于自然界，但目前人工辐射已遍及各个领域。而电磁辐射的来源有多种。人体内外均布满由天然和人造辐射源所发出的电能量和磁能量。至于人造辐射源，则包括微波炉、收音机、电视广播发射机和卫星通讯装置等。 3.电离辐射对人体内组织破坏能力较大。电磁辐射就不一样了， 电磁辐射对人体的危害十分大，我们生活在一个巨大的微波炉中。,两者有什么不同?,辐 射,电离辐射 e12ev,电磁辐射 e12ev,第三节 核衰变及其衰变方式,（1） 衰 变,（镭） （氡）,（2） - 衰 变,（3） + 衰 变,（4） 电子俘获（electron capture）,（碲）,标识 X 线,俄歇电子,（5） 衰变、同质异能跃迁和内转换,核 素,（高能态低能态）,跃迁,同质异能跃迁,（激发态基态）,多余能量,光子,核外电子,自由电子,（内转换电子）,、三种核射线的性质,（6） 核反应,就是用高能粒子轰击原子核而使它转换为另一种新核的过程。 利用重核分裂为两个中等质量的核叫做重核的分裂，简称裂变。 利用两个或几个轻核聚合成一个较重的核叫做轻核的聚合，简称聚变。,切尔诺贝利核反应堆事故过程,1986年4月26日当地时间1点24分，苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利核能发电厂发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡，上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病，至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注，事故也间接导致了苏联的瓦解。,事件回放,切尔诺贝利核电站位于乌克兰普里皮亚季。核电站由四个反应堆组成，每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率)，核事故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代，还有两个反应堆(5号及6号，每个能产生10亿瓦特)在事故发生时仍在建造中。 厂房的四个反应堆都是属于同一类型，称为RBMK-1000。,切尔诺贝利核电站简介,1986年4月26日，切尔诺贝利核电站4号机组，由于工作人员违章操作、判断失误，以及反应堆安全设计上存在的严重缺陷，导致核电史上最为严重的一次核事故。4号堆出现了瞬发超临界，功率剧增，堆芯熔化，蒸汽爆炸，石墨燃烧。因为没有安全壳，致使大量放射性物质释放进入大气，并扩散到白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯约3万平方公里面积土地，受到了不同程度的污染。,事件起因,事故后的切尔诺贝利核电站鸟瞰,最令人恐怖的十大核事故 1. 1979年3月28日三英里岛核电站事故,三英里岛核电站2号反应堆发生的放射性物质外泄事故是美国历史上最为严重的核电站事故，尽管此次事故并没有造成人员伤亡。,2. 1966年1月17日帕利马雷斯氢弹事故,在西班牙海岸上空进行加油时，美国一架B-52轰炸机与KC-135加油飞机发生相撞。撞击之后，加油机彻底毁坏，B-52轰炸机惨遭解体，所携带的4枚氢弹“逃离”破裂的机身。其中两枚氢弹的“非核武器”撞地时发生爆炸，致使490英亩(约合2平方公里)的区域被放射性钚污染。搜寻人员在地中海发现了其中一个装置。,3. 1986年4月26日切尔诺贝利核泄漏事故,切尔诺贝利核泄漏事故被称之为历史上最严重的核电站灾难。1986年4月26日早上，切尔诺贝利核电站第4号反应堆发生爆炸，更多爆炸随即发生并引发大火，致使放射性尘降物进入空气中。据悉，此次事故产生的放射性尘降物数量是在广岛投掷的原子弹所释放的400倍。,4. 1968年1月21日图勒核事故,由于舱内起火，美国一架B-52轰炸机的机组人员被迫作出弃机决定，在此之前，他们本可以进行紧急迫降。B-52轰炸机最后撞上格陵兰图勒空军基地附近的海冰，导致所携带的核武器破裂，致使放射性污染物大面积扩散。,5. 1957年10月10日温斯克尔大火,位于坎伯兰郡附近的一个英国核反应堆石墨堆芯起火酿成核灾难。大火导致大量放射性污染物外泄。此次核灾难是三英里岛核电站事故发生前最为严重的反应堆事故。,6. 1987年9月13日戈亚尼亚核事故,在巴西的戈亚尼亚，一名垃圾场工人撬开了一个废弃的放疗机，并拆掉了一小块高放射性的氯化铯，灾难就此降临到这座城市，当时共有超过240人受到核辐射。由于被放射性材料的亮绿色蒙骗，孩子们用手接触并涂抹在皮肤上，导致几个街区污染，不得不拆除。,7. 1993年4月6日托木斯克-7核爆炸,这起发生在西伯利亚托木斯克的核事故是由硝酸清洗容器时发生爆炸导致的。爆炸致使托木斯克-7的回收处理设施释放出一个放射性气体云。,8. 1985年8月10日K-431核潜艇事故,在符拉迪沃斯托克(K-431核潜艇)补充燃料过程中，E-2级K-431核潜艇发生爆炸，放射性气云进入空中。10名水兵在这起核事故中丧命，另有49人遭受放射性损伤。,9. 1999年9月30日东海村核事故,发生在东京东北部东海村铀回收处理设施的核事故是日本历史上最为严重的核灾难。事故发生时，工人们正在混合液体铀。,10. 1970年12月18日加卡平地核事故,在巴纳贝利核实验过程中，美国内华达州加卡平地地下一万吨级当量核装置发生爆炸，实验之后，封闭表面轴的插栓失灵，导致放射性残骸泄漏到空气中。现场的6名工作人员受到核辐射。,第四节 放射性衰变的规律和半衰期,一、半衰期,1、物理半衰期（physical half life，T1/2） 放射性核素的衰变速率常以物理半衰期表示，T1/2系指放射性核素数从No衰变到No的一半所需的时间。物理半衰期是每一种放射性核素所特有的。数学推导很容易证明。 T1/2 =0.693/,2、生物半衰期（biological half life， Tb ） 由于生物代谢从体内排出到原来的一半所需的时间，称为生物半衰期。 3、有效半衰期（effective half life， Te f f ） 由于物理衰变与生物的代谢共同作用而使体内放射性核素减少一半所需要的时间，称有效半衰期（effective half life，Te）。,T1/2 =0.693/,物理半衰期 （Physical half life;T1/2） 生物半衰期 （biological half life;Tb） 有效半衰期 （effective half life; Te f f） 三者的关系为：,二、核衰变的规律,核衰变定律,衰变常数（） 指各种放射性核素固有的单位时间内衰变百分数。,核衰变公式,现存核总数（N）随时间按指数规律衰减。衰变速率随值而定。,N=N0e-t,式中 “e” 为 2.718 ， “ - ” 为减少原子核数，“”为 0.693/ T1/2 ，“t” 为经过时间。,放射性活度（radioactiviy）,单位时间内核衰变的数量,I=I0e-t,放射性活度单位,国际制单位：贝可（Bq） 1 Bq =1 S-1 专用单位：居里（Ci） l Ci=3.71010次衰变/秒3.71010Bq 1mCi=10-3Ci=37MBq，lCi=10-3mCi=37kBq。,第五节 核射线及其性质,核射线及其性质,本质 速度 穿透力 电离能力 42He 带正电的高速粒子流 22.5万km/s 弱 强 - -10e 带负电的高速电子流 20万km/s 中 中 光子 不带电的光子流 20万km/s 强 弱,第六节 射线与物质的相互作用,带电粒子和物质的相互作用,电离 （ionization） 激发 （excitation） 散射 （Scattering） 韧致辐射 （bremsstrahlung） 湮没辐射（annihilation radiation） 又称光化辐射 吸收（absorption）,光子与物质的相互作用,光电效应 （photoelectric effect） 康普顿效应 （Compton effect） 电子对生成 （electron pair procduction）,一、带电粒子与物质的相互作用,1电离与激发 带电粒子（charged particles）通过物质时和物质原子的核外电子发生静电作用，使电子脱离原子轨道而形成自由电子的过程称电离（ionization）。如果原子的电子所获得的能量还不足以使其脱离原子，而只能从内层轨道跳到外层轨道。这时，原子从稳定状态变成激发状态，这种作用称为激发（excitation）。,2散射 射线由于质量小，行进途中易受介质原子核电场力的作用而改变原来的运动方向，这种现象称为散射（scattering）， 其中运动方向改变而能量不变者称弹性散射。而粒子由于质量较大，散射一般不明显。 3韧致辐射 快速电子通过物质时，在原子核电场作用下，急剧减低速度，电子的一部分或全部动能转化为连续能量的X射线发射出来，这种现象称为韧致辐射（bremsstrahlung）。,4湮没辐射 正电子衰变产生的正电子，在介质中运行一定距离，当其能量耗尽时可与物质中的自由电子结合（两个电子的静止质量相当于1.022MeV的能量），而转化为两个方向相反、能量各为0.511MeV的光子而自身消失，称湮没辐射（annihilation radiation） 5吸收 射线使物质的原子发生电离和激发的过程中，射线的能量全部耗尽，射线不再存在， 称作吸收（absorption）。,二、不带电粒子与物质的相互作用,1、光子与物质的相互作用 射线和X射线属于电磁辐射，都是中性光子流，与物质相互作用方式相同。主要产生三个效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应。,1光电效应 光子和原子中内层壳层（如K、L层）电子相互作用，将全部能量交给电子，使之脱离原子成为自由的光电子的过程称为光电效应（photoelectric effect）。 2康普顿效应 能量较高的 光子与原子中的核外电子作用时，只将部分能量传递给核外电子，使之脱离原子核束缚成为高速运行的自由电子，而光子本身能量降低，运行方向发生改变，称康普顿效应（Compton effect），释放出的电子称为康普顿电子。,光电效应与康普顿效应二者区别,产生电子的运动方向 电子能量 入射光子的能量 作用电子 光电效应 几乎平行 小 几乎全吸收 内层电子 康普顿效应 具有一定的方向 大 一部分吸收 外层电子 散射光子,3电子对形成 当光子的能量大于1.022MeV处于高能时，在物质核电场作用下，其中1.022MeV的能量转化为一个正电子和一个负电子的过程叫电子对生成（electron pair production），剩余的能量变为电子对的动能，又可发生电离和激发等。电子对生成的几率与光子的能量和物质的原子序数的平方成正比，即能量越高、物质的原子序数越大，电子对生成越明显。,2、中子与物质的相互作用 与上述核辐射不同，中子不与吸收介质的原子核外层电子相互作用。当中子流穿过物质时，它可以进入物质的原子核内部并与核子相互作用，其过程可分为两种：即弹性散射和核反应。,（1）弹性散射 入射中子将一部分能量传给被碰撞的原子核，使其脱开壳层电子形成快速运动的反冲核，反冲核进一步引起物质的其它原子发生电离和激发。而中子本身的运动速度减慢并改变运动方向。这种过程叫做弹性散射（elastic scattering）。,（2）核反应 高能中子和物质原子相互作用时，被撞击的原子核俘获了中子而发生核反应，形成一个新核的过程叫核反应（nuclear reacting）。新核可能是稳定性核，也可能是不稳定核，如果是不稳定核，可继续发生核衰变，这种现象称感生放射性。其结果是可产生带电粒子或射线，它们继续使物质的原子发生电离或激发等。,第七节 放射性探测,一、射线探测的基本原理 射线探测的基础 是射线与物质的相互作用形成的三种物理现象既： (一)电离作用 射线引起物质电离，产生相应的电信号，由于电信号与相应的射线活度、能量、种类有特定的关系，故采集和计量这些电信号既可知道射线的性质和活度。,(二)荧光现象 带电粒子能使闪烁物质发出荧光，在闪烁体中射线首先产生光电子、康普顿电子和电子对，再由其激发闪烁物质发出荧光，荧光通过光电倍增管产生电信号并被放大，然后由后续电子线路测出射线的性质和活度。,(三)感光作用 射线使感光材料形成潜影，经显影定影处理后，感光材料形成黑色颗粒沉淀显示出黑影；根据黑影在被测样品的部位和它的灰度对被测样品中的放射性做出定位和定量的判断。,二、射线探测器 （detector） 射线探测器简称探头。它实际上是一能量转换装置，其作用是将射线的能量转换成电脉冲信号。 射线探测器根据其射线作用介质的不同，大致可以分为以下三类：,（一）闪烁探测器 是一种能量转换器，其作用是将探测到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号。主要部件由： 1、闪烁体（scint illation） 闪烁体的作用是将射线或X射线的辐射能转化为荧光光子。 2、光电倍增管 (photomultiplier tube，PMT） 荧光光子经光电倍增管光阴极吸收后转换成电子，经多次成倍放大形成电压增加的电脉冲信号 。,3、光导 在闪烁体和光电倍增管之间加入一种导光介质（硅油）称为光导。 4、前置放大器组成 经光电倍增管输出的电脉冲信号仍然较弱，如果将此电脉冲信号直接送到离探头较远的主放大器进行放大，通过电缆传输会造成电脉冲信号的畸变和损失。为了防止这种情况的发生，采用具有放大微弱电信号功率的射极跟随器作为前置极，此装置称为前置放大器 。,（二）气体探测器 此类探测器主要有盖革-弥勒管、电离室等，后者在放射性活度计设计中较多应用。 （三）半导体探测器,一、功能测定仪,二、核素显像仪,1979年第一台实用的SPECT（单光子发射型计算机断层显像仪）研制成功（静态和动态的平面、断层显像）。,三、体外分析仪,三、SPECT成像的基本原理,照相机是一种能对机体组织脏器或病变的放射性核素分布进行一次成像的核医学显像仪器。SPECT是一种能对机体组织脏器或病变的放射性核素分布进行一次成像并可进行断层显像的核医学显像仪器。,1.照相机的构造（其主要构成有4部分）： （1）准直器：它安装在图像测量装置的闪烁晶体前面，起空间定位选择器的作用，是由单孔或多孔的铅或铅合金块构成，可分为针孔型、平行孔型、发散孔型和聚焦孔型准直器。 （2）碘化钠（铊）闪烁晶体和光电倍增管：闪烁晶体的作用是将射线或X射线转化为可见光。光电倍增管的作用是将可见光转化为电子流。,（3）后续电子学线路 ： 前置放大器、主放大器 单道脉冲幅度高度分析器 取样保持线路 均匀性校正线路 （4）显示记录装置 : 示波器、示屏装置、一步法照相机、定时照相机、实体放大机等。,2.照相机的类型： 单晶体和多晶体 模拟式和数字式 移动式 全身显像 3.照相机的优点： 可作动态观察。检查时间较短，适合儿童和病危患者检查。显像迅速，便于多体位、多部位检查。可进行量化分析 。,核医学显像仪主要结构基本相似，以照相机为例：,四、发射型计算机断层（emission computed tomography，ECT） 1.ECT的作用: （1）由单一的局部的平面显像发展为三维的整体的立体显像 。 （2）提高了空间分辨率，照相机的空间分辨率10mm，ECT的空间分辨率5mm。 （3）具有多层面采集信息的功能，因而提高了图像的质量，提高了定位的准确性，还可以完成 定量分析 。,2.ECT的类型: （1）以发射单一射线的放射性核素为发射体的称为单光子发射型计算机断层显像仪（SPECT）。 （2）以发射正电子的放射性核素为发射体的称为正电子发射型计算机断层显像仪（PET）。目前，我国已拥有最新式的 16排PET/CT。,五、PET显像系统,（一）何为PET？ 正电子发射计算机断层扫描（Positron Emission Tomography，PET ) 。,（二）PET的显像原理 小型医用回旋加速器生产的超短半衰期核素。这些核素直接参与人体的代谢，以 11C（T1/2：20 min）、13N（T1/2：10 min）、15O（T1/2：2 min）、18F（T1/2：110 min）等正电子核素通过标记代谢底物、神经介质、神经肽和酶等，可以微妙的模拟体内相应生物活动，而不会因分子结构的变动引起大的生物差异，故可保证从分子水平对生理、病理的分子生物学基础进行探测。,正电子(+)在极短时间内与其邻近的电子(-)发生碰撞而发生湮没辐射(annihilation radiation)，即在二者湮没的同时，产生两个方向相反的能量皆为511keV的光子。通过两个相对的闪烁探头加符合电路组成湮没符合探测装置,上述两个方向相反的光子可以同时分别入射这两个探头，形成一个Z信号，而被探测到。,（三）PET的临床应用 主要包括肿瘤定位及分期；心肌存活的研究；脑部功能及代谢。对于肿瘤的早期诊断、功能代谢性疾病的诊断，PET是当前影像学科中的最佳选择。,六、放射性监测,（一）放射性监测对象和内容 1.监测对象： 现场监测、个人剂量监测、环境监测。,环境监测,(1) 放射性核素，即239Pu、226Ra、222Rn、 210Po、232Th、234U、235U； (2) 放射性核素，即3H、90Sr、89Sr、 134Cs、137Cs 、131I和60Co。,2. 对放射性核素具体测量的内容： (1) 放射源强度、半衰期、射线种类及能量； (2) 环境和人体中放射性物质含量、放射性强 度、空间照射量或电离辐射剂量。,（二） 放射性检测仪器,最常用的检测器:电离型检测器、闪烁型检测器和半导体检测器。,（三）放射性监测方法 样品采集,1.放射性沉降物的采集 干沉降物样品可用水盘法、粘纸法、高罐法采集，湿沉降物其采集方法除上述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器。 2.放射性气溶胶的采集 这种样品的采集常用滤料阻留采样法。 3.其他类型样品的采集 对于水体、土壤、生物样品的采集、制备和保存方法与非放射性样品所用的方法没有大的差别。,（四）放射性监测方法 预处理,1.对样品进行预处理的目的: 是将样品处理成适于测量的状态。 2.预处理方法: 衰变法、有机溶剂溶解法、蒸馏法、灰化法、溶剂萃取法、离子交换法、共沉淀法、电化学法等。,水样的总放射性活度的测定,水体中常见辐射粒子的核素有226Ra、222Rn及其衰变产物等。 方法是：取一定体积水样，过滤除去固体物质，滤液加硫酸酸化，蒸发至干，在不超过350温度下灰化。将灰化后的样品移入测量盘中并铺成均匀薄层，用闪烁检测器测量。在测量样品之前，先测量空测量盘的本底值和已知活度的标准样品。 测量总放射性活度的标准源常选择硝酸铀酰。水样的总比放射性活度(Q)用下式计算：,水样的总放射性活度测量,水样总放射性活度测量步骤基本上与总放射性活度测量相同，但检测器用低本底的盖革计数管，且以含40K的化合物作标准源。 水样中的射线常来自40K、90Sr、125I等核素的衰变，其目前公认的安全水平为lBq/L。40K标准源可用天然钾的化合物制备。,土壤中总、放射性活度的测量,方法： 在采样点选定的范围内，沿直线每隔一定距离采集一份土壤样品，共采集45份。除去土壤中杂物，晾干或烘干后用四分法反复缩分，直到剩余200-300g土样，再于500灼烧，待冷却后研细、过筛备用。称取适量制备好的土样放于测量盘中，铺成均匀的样品层，用相应的探测器分别测量和比放射性活度。,大气中氡和各种形态131I的测定,1.大气中氡的测定 222Rn是226Ra的衰变产物，为一种放射性惰性气体。它与空气作用时，能使之电离，可用电离型探测器通过测量电离电流测定其浓度；也可用闪烁探测器记录由氡衰变时所放出的粒子计算其含量。 2.大气中各种形态131I的测定 大气中的131I是元素、化合物等各种化学形态和蒸气、气溶胶等不同状态，因此采样方法各不相同。该采样器由粒子过滤器、元素碘吸附器、次碘酸吸附器、甲基碘吸附器和炭吸附床组成。,个人外照射剂量,个人外照射剂量用佩戴在身体适当部位的个人剂量测量，这是一种能对放射性辐射进行累积剂量的小型、轻便、容易使用的仪器。常用的个人计量计有袖珍电离室、胶片计量计、热释光体和荧光玻璃。,常用非选频式宽带辐射测量仪,常用选频式辐射测量仪,第八节、常用的辐射剂量及其单位,一、放射性活度单位 国际制单位：贝可（Bq） 1 Bq =1 S-1 专用单位：居里（Ci） l Ci=3.71010次衰变/秒3.71010Bq 1mCi=10-3Ci=37MBq lCi=10-3mCi=37kBq,单位质量物质放射性活度 Bq/g,放射性比活性,单位体积溶液内放射性活度 Bq/ml,放射性浓度,二、射线的能量单位 国际单位是电子伏特（eV） 1MeV=1000KeV 1KeV=1000 eV,三、辐射剂量单位,电离辐射剂量是用来描述辐射场的性质、辐射与物质相互作用时的能量传递关系和反映与辐射生物效应相关的量。其常用的辐射量是：照射量、吸收剂量和剂量当量。,1、照射量（exposure） 是直接度量或射线对空气电离能力的量，可间接反映x，辐射场的强弱；是用来度量辐射场的一种物理量。其定义为：或射线在单位质量为dm的空气中，与原子相互作用释放出来的次级电子完全被阻止时，所产生的同一种符号离子的总电荷的绝对值dq，与空气质量dm之比。 即 =dq/dm 照射量的国际制单位是库仑/千克（C/kg），旧有专用单位为伦琴（R）。 1伦琴2.5810-4库仑/千克,照射量率（exposure rate） 就是单位