单位与防护

核辐射测量方法,3.1 核辐射测量常用单位 3.2 放射源与标准模型 3.3 核辐射防护,第三章 核辐射测量单位与辐射防护,3.1 核辐射测量常用单位,为了度量放射性物质的量或其辐射量，需要有统一单位，从原则上讲，完全可以用克或原子数作为单位来度量放射性物质的量，用库仑为单位来度量辐射能，但由于放射性物质具有衰变的特点，而且有些放射性物质的半衰期极短，甚至在称量过程中这些放射性物质的量也在逐渐变少，所以不能完全用克、原子数等单位来准确地度量这些放射性物质的量，要求引入一些专门的单位来表示放射性物质的量及其辐射量。,3.1.1 放射性物质的重量、活度单位 3.1.2 放射性物质的含量单位 3.1.3 放射性物理量和单位 3.1.4 点源辐射照射量率的计算,3.1 核辐射测量常用单位,一、放射性重量 单位：千克,千克放射性物质的重量单位 对于一些长寿的核素，如铀、钍等的量可以用千克（或其导出单位克）为单位来表示。对于这些核素可以用称量法测量。由于它们的衰变期比较长，我们用精密的天平就可以称出它们的重量。 但是，是不是所有的放射性物质都可以用称量法来确定它们的量呢？ 对于那些半衰期极短的放射性核素，因其衰变很快，并且无法将它们提取到化学纯度来供测量，此外它们的量往往是极微小的，以致最精密的天平也无法称出其量。因此无法用称量法来确定其量，必须采用测量其放射性衰变率等方法来度量。,6,由于放射性核素具有衰变特性，因此可以用单位时间内核素衰变的次数来描述核素的衰变量。放射性核素的活度是指：在给定时刻，处于特定能态的一定量放射性核素在单位时间dt发生自发核跃迁的期望值。 单位名称简称“贝可”用Bq表示。,放射性核素每秒钟衰变一次为1贝可， 即： 1 Bq = 1 s-1,二、放射性活度单位,法定单位：贝可勒尔（Bq）Becquerel(国际单位),7,贝可与居里之间的换算关系及居里的导出单位如下： 1 Bq =0.2710-10 Ci 1 m Ci=10-3 Ci 1 Ci=10-6Ci 1 pCi=10-12Ci,1 Ci= 3.71010Bq,曾用单位：居里 （Ci）Curie ：1g 纯Ra的活度,居里（以Ci表示）是放射性活度的非国际制单位，属于曾用单位，现已废除。 一居里表示每秒3.71010次核跃迁，即：,放射性比活度 specific activity 描述单位质量的放射性同位素样品的放射性活度 specific activity = A/M,能量 energy 传统: 电子伏(eV ) KeV MeV 一个电子经过1伏电压差加速所达到的动能 国际单位SI: 焦耳 J joule 1 eV =1.60210-19 J,光子能量与辐射频率的关系:,3.1.2 放射性物质的含量单位,一、固体物质中放射性核素的含量,克/克克（放射性核素）/克（岩石）,克/吨ppm=10-6,克/100克%,p.99,一、固体物质中放射性核素的含量,克/吨ppm=10-6， 1ppm=1 g/t,1Ur = 1ppm eU =1g/t eU,放射性勘探简明教程p.19-20,在一定的条件下，有:,p.99,3.1.2 放射性物质的含量单位,二、液体或气体物质中放射性核素的含量,克/升g/L, mg/L,p.100,Bg/L, Bg/m3,1 Bg/L = 1000Bg/m3,1g/L = 1000mg/L,Ci/L, Ci/m3,1 Ci/L = 1000Ci/m3 =3.7*1010Bg/L,爱曼（em），1em = 10-10Ci/L = 3.7 Bg/L = 3700Bg/m3,12,p.100,放射性活度 照射量 X 照射量率 吸收剂量 D 吸收剂量率 当量剂量 H,粒子注量 能注量,3.1.3 放射性辐射的物理量和单位,辐射防护常用单位,一、放射性活度（A） A=dN/dt 国际单位(SI)为贝可勒尔，简称贝可(Bq) 曾用单位：居里（Ci） 1Ci = 3.71010Bq = 3.71010核衰变/秒。,辐射防护常用单位,二、照射量 表示X或射线在空气中产生电离能力大小的辐射量。,X单位：库仑每千克（C/kg） 曾用单位：伦琴（R）,1C/kg = 3.877*103R,1R = 2.5810-4C/kg = 0.258 mC/kg,辐射防护常用单位,三、照射量率 单位时间内的照射量。（C/kgs） 曾用单位：微伦琴每小时(R/h), 简称伽玛( ) 1=1R/h=2.5810-10C/(kgh),注意：照射量和照射量率只对空气而言，只是从电离本领的角度说明X射线或射线在空气中的辐射场性质，仅适用于X射线或射线 。,= 7.17*10-14C/kg.s,1R/h = 106 = 7.17*10-8C/kg.s,辐射防护常用单位,四、吸收剂量（D） 表示单位质量受照物质中所吸收的平均辐射能量。,p.257,式中：dE 是电离辐射（包括X、中子等各种辐射）给予质量为dm 的物质的平均授予能量。或单位质量的某物质所吸收的平均能量。,辐射防护常用单位,吸收剂量（D）单位：焦耳每千克，1戈瑞（Gy） 1 Gy=1 J/kg，1 n Gy=10-9 Gy 曾用单位：拉德 （red）1 red=10-2 Gy 1 毫拉德 = 10 微戈瑞 证：1red=106mred=10-2 Gy=10-2109Gy; 1mred=10Gy,辐射防护常用单位,吸收剂量率：表示单位时间的吸收剂量（Gy/S）,五、吸收剂量率,吸收剂量率单位是： Jkg-1.s-1,2008.12 核科学概论,第9章 辐射防护与辐射环境监测,19,吸收剂量与照射量的区别（参考）,吸收剂量：适用于任何射线和任何靶物质，衡量的指标是被照射物质所吸收的辐射能量。 照射量：只适用于X射线及射线，靶物质是空气，衡量的指标是在空气体积内形成的次级电子所产生离子总电荷量，即X射线或射线通过该体积的空气时所放出的能量，是辐射场的量度。 空气辐射场的X或射线，可通过下式将照射量换算为吸收剂量D： D=33.84X 式中，X为照射量，单位为Ckg-1，33.84为换算系数，D的单位为Gy（Jkg-1）。,辐射防护常用单位,六、当量剂量（H）,p.111,用适当的修正因数对吸收剂量进行加权,使得修正后吸收剂量能更好地和辐射所引起的有害效应联系起来.定义为在组织内所关心的点上的D、Q、和乘积。 H=DQN D： Absorbed dose Q: Quality factor 描述射线的生物效应 N：所有其它修正因素的乘积，ICRP定义:N=1 法定单位 : 戈瑞（Gy） 希沃特（Sv） 曾用单位： 拉德（rad） 雷姆 ( rem ),辐射防护常用单位,当量剂量（H） 辐射所致的有害效应的严重程度不仅取决于吸收剂量的大小，而且与辐射种类、照射条件、生物反应有关。 剂量当量是：对人体某一器官或某一组织确定的、把人体所受照射与辐射诱发的有害效应相联系的量。 当量剂量定义为：吸收剂量与辐射权重因子的乘积。即： HT = WR DTR WR为类辐射的辐射权重因子，无量纲。 H单位：Sv (希沃特) 1Sv= 1 J/kg 焦耳每千克。 曾用单位：雷姆（rem）1 Sv = 100 rem。,p.112,辐射防护常用单位,当量剂量（H） WR辐射权重因子与品质因数Q 、修正因子N有关，因此，组织内某一点处的当量剂量H 也被定义为D、Q、N的乘积： H = DQN D吸收剂量，Q品质因数、N修正因子。,辐射防护常用单位,.照射量与吸收剂量的关系（暂略） 对空气介质照射量与吸收剂量的关系： 1D(Gy)=8.69 10-3X(R) 1Gy/h =86.9 1 0.01150748Gy/h 11.50748nGy/h,2008.12 核科学概论,第9章 辐射防护与辐射环境监测,24,七、粒子注量,p.100,粒子注量,粒子注量率,2008.12 核科学概论,第9章 辐射防护与辐射环境监测,25,八、能注量,p.100,能注量率,能注量,3.1.4 点源辐射照射量率的计算,p.101,3.2 放射性源与标准模型,3.2.1 放射源的分类 3.2.2标准源 3.2.3标准模型,3.2.1 放射源分类方法,p.103,放射性同位素与射线装置安全和防护条例国务院第449号令,根据国务院第449号令放射性同位素与射线装置安全和防护条例规定，制定本放射源分类办法。 一、放射源分类原则 参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为、类，V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。 （一）类放射源为极高危险源。没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡; （二）类放射源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡; （三）类放射源为危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡; （四）类放射源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤; （五）类放射源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。,3.2.2 标准源,p.105,（一）射线源,标准源 标准源 中子标准源 粉末标准源,（二）射气标准源,氡射气标准源 钍射气标准源 氡室,3.2.3 标准模型,p.108,国际原子能机构推荐的模型标准参数,我国标准模型,3.3 核辐射防护,3.2.1 核辐射对人体的影响 3.2.2 剂量限值辐射防护标准 3.2.3 放射性防护的基本原则,p.110,32,p.110,辐射对人体健康的影响 影响辐射生物学作用的因素 剂量与相应的关系 危险度分析 人类生活环境中的辐射源及水平,3.2.1 核辐射对人体的影响,2008.12 核科学概论,第9章 辐射防护与辐射环境监测,33,射线对人体的影响,急性放射性损伤 远后效应 本底辐射,正常本底地区天然辐射源致人体的年有效剂量,日常生活中可能遇到的辐射,2008.12 核科学概论,第9章 辐射防护与辐射环境监测,36,辐射防护标准,1950 1956 1958 1965 1974 1977 1990 2000,3.2.2 剂量限值辐射防护标准,37,职业照射剂量当量限值 GB 18871-2002,电离辐射防护与辐射源安全基本标准-GB18871-2002,有效剂量限值和当量剂量限值,电离辐射防护与辐射源安全基本标准-GB18871-2002,辐射对人体的照射方式有外照射和内照射两种。外照射是体外辐射源对人体造成的照射，而内照射是指进入体内的放射性核素对人体造成的照射。前者主要由X、射线、中子束、高能带电粒子束和射线引起的；后者则主要因人们通过吸入、食入、完好皮肤或皮肤伤口吸收了放射性核素造成的。针对这两种照射方式，有两种完全不同的防护方法。,3.2.3 放射性防护的基本原则,外照射防护一般采用下述三种方法中的一种，或几种方法联合应用,缩短受照时间 增大与辐射源的距离 在人与辐射源之间增加防护屏蔽,外照射防护,X射线和射线的屏蔽,高密度和高原子序数的材料，作为防止X射线和射线的屏蔽较为有效，例如铅(原子序数82)、水泥和钢铁。因为这些物质有很多的原子和电子，可以和光子发生康普顿效应和光电效应，使入射光子的能量减少，达到屏蔽的目的。 射线的衰减系数与能量有关。,对中子的屏蔽,中子的屏蔽与中子能量有关。对于能量高的中子应先用含氢物质作近距离减速。中子的反散射和天空返照问题突出，应特别予以注意。,内照射防护与外照射防护方法完全不同，最根本的防护方法是尽量减少放射性物质进入体