放射性基本知识ppt课件

放射性基本知识 什么是放射性 放射性是自然界存在的一种自然现象 世界上一切物质都是由原子构成的 每个原子的中心有一个原子核 大多数物质的原子核是稳定不变的 但有些物质的原子核不稳定 会自发地发生某些变化 这些不稳定的原子核在发生变化的同时会发射出特有的射线 这种性质就是人们常说的放射性 有的放射性物质在地球诞生时就存在了 如铀 钍 镭等 它们叫做天然放射性物质 另一方面 人类出于不同的目的制造了一些具有放射性的物质 这种物质叫人工放射性物质 什么是辐射 辐射是指以波或粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量 如声辐射 热辐射 电磁辐射 粒子辐射等 的统称 例如物体受热向周围发射热量叫做热辐射 受激原子退激时发射的紫外线或X射线叫做原子辐射 不稳定的原子核衰变时发射出的粒子或 射线叫做原子核辐射 简称核辐射 辐射可分为非电离辐射和电离辐射两大类 非电离辐射通常又称电磁辐射 如无线电波 红外辐射 可见光 微波 紫外线等 波的频率和能量较低 不足以使原子中的电子游离而产生带电的离子 电离辐射通常又称放射性 如 射线有足够的能量使受照射物质的原子电离 这种电离过程具有双重性 即受照辐射量过大 会对生物体构成损伤 而有控制的辐照则可达到满足生产生活和治疗疾病的目的 辐射来源与种类 一 天然辐射源1宇宙射线2环境中的放射性 二 人工辐射源1工业用源2农业用源3医疗照射4大型辐照装置5核电站 核试验6日常用品中的放射性 三 几种常见的放射线1 射线2 射线3 射线4X射线5中子 辐射一览表 电磁波谱中的各种波 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线都是电磁波 不过它们的产生方式不尽相同 波长也不同 把它们按波长 或频率 顺序排列就构成了电磁波谱 电磁波谱 分类依照波长的长短以及波源的不同 电磁波谱可大致分为 1 无线电波 波长从几千米到0 3米左右 一般的电视和无线电广播的波段就是用这种波 2 微波 波长从0 3米到10 3米 这些波多用在雷达或其它通讯系统 3 红外线 波长从10 3米到7 8 10 7米 4 可见光 这是人们所能感光的极狭窄的一个波段 波长从 78 3 8 10 6厘米 光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波 由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分 什么是同位素和核素 在中子和质子组成的原子核内 质子数相同 中子数不同的这一类原子称为同位素 会发生放射性衰变的同位素称为放射性同位素 现在已经知道的107种元素的1900多种同位素中 大约有300种是稳定核素 其余1600种是放射性核素 其中的大约60种是天然放射性核素 其它是人工制造的 例如 氢同位素有三种核素 1H 2H 3H 元素符号的左上角标出原子质量数 他们分别被取名为氢 氘 音刀 氚 音川 其中 3H具有放射性 称为放射性同位素 在自然界里 1H 2H同位素天然含量的原子数百分比分别为99 9852 0 0148 3H几乎为零 什么是放射源 放射源是指用放射性物质制成的能产生辐射照射的物质或实体 放射源按其密封状况可分密封源和非密封源 密封源是密封在包壳或紧密覆盖层里的放射性物质 如料位计 探伤机等使用的都是密封源 常用的密封源有钴 60 铯 137 铱 192等 非密封源是指没有包壳的放射性物质 也称开放源或开放型放射源 医院核医学中使用的放射性示跟踪剂属于非密封源 如碘 131 碘 125 锝 99m等 如何衡量放射源源强度的大小 一个放射源强度的大小通常不用体积或质量的大小来衡量 而使用放射性活度来表示 一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数称为它的放射性活度 1975年召开的国际计量大会规定了放射性活度的国际单位是秒的倒数 s 1 叫贝可勒尔 Becquerel 简称贝可 符号是Bq 1Bq就是放射性物质在1秒钟内有1个原子核发生衰变 历史上曾用居里 Ci 表示放射性活度的大小 它与贝可的关系为1Ci 3 7 1010Bq 放射源质量或体积一般都不大 但它们所含有的放射性物质的活度却可以很大 为了衡量物质中放射性的多少 我们用单位质量物质中的放射性活度来衡量 称为活度浓度 对于固体 其单位为每千克贝可 Bq kg 对于液体或气体 其单位为每升贝可或每立方米贝可 Bq L或Bq m3 与放射源不同 人们周围的水 空气 房屋 土壤与岩石等物质 其中存在的天然放射性物质活度浓度都很小 对于这些天然存在于我们周围环境中的放射性 我们称它为天然本底水平 为了控制人为活动 如核设施 核技术利用 伴生放射性矿开发利用等 对环境造成放射性污染 国家对排放环境的放射性物质都有明确的严格限制 放射性活度 什么是放射性半衰期 在放射源使用过程中 常常用半衰期来表示放射性变化的快慢 所谓半衰期 就是放射性核素衰变掉一半所需要的时间 每经过一个半衰期 放射源的活度就只剩原来活度的一半了 半衰期越长 表明这个放射源的活度变化得越慢 半衰期越短 表明这个放射源的活度变化得越快 每种放射性核素都有一个特有的半衰期 其范围从几百万分之一秒到几十亿年 根据半衰期的长短 我们可以更合理地选用合适的放射源开展工作 半价层 什么是半价层 HVL 定义 半价层是指放射线在物质中强度被吸收为初始的一半时的物质厚度 不同的物质有不同的半价层 半价层越厚表示物质的吸收能力越小 Lead 11 34kg m3 Iron 7 85kg m3 Concrete 3 01 3 15g cm3 Ir 1925 5mm14mm43mmCo 6011mm20mm63mmXR 200kV 4mm26mm 如何判定放射性对人体健康影响的大小 放射性无声 无色 无臭 无味 人体是无法感觉到它们的存在的 只有用专业仪表才能探测到 人们利用射线与物质相互作用并把能量消耗在物质中的原理 用仪器测量出某种射线在这个过程中由物质吸收的能量 就可以知道射线辐射场的强弱 也就是说 物质吸收的能量越多 射线辐射场越强 对人体健康的影响就越大 单位物质吸收的能量称为吸收剂量 单位为戈瑞 Gy 定义为每千克物质中吸收1焦耳的能量 J kg 物质在单位时间内的吸收剂量称为吸收剂量率 单位为戈瑞 小时 Gy h 或戈瑞 秒 Gy s 通过选用专门的仪器 测量各种射线在空气中的吸收剂量或吸收剂量率 我们就能够知道它们的存在和大小 从而判断出它们对我们的影响 辐射量与单位 照射量X 照射量是辐射场的一种量度 表征了X和射线在空气介质中的电离能力 定义是 在标准状态下1立方厘米的空气中产生1静电单位电荷 正离子或电子 的辐射量 单位为伦琴 用符号R表示 在国际单位制中 照射量的单位是C kg C为以库仑为单位的电量 Kg为质量单位千克 由1静电单位电量为0 333 10 9C 在标准状态下1立方厘米空气的质量为0 001293克 所以得1R 2 58 10 4C kg国际单位照射量是辐射场强弱的标志 一般测量辐射场强弱的辐射仪常以mR或mR h为单位来刻度 照射量率X 就是单位时间内的照射量常用伦 小时 毫伦 小时或微伦 秒表示 辐射量与单位 吸收剂量D 吸收剂量定义为单位质量被照物质平均吸收的辐射能量 专用单位是拉德rad 国际单位专用名称戈瑞Gy1Gy 100rad1rad 0 01Gy空气的吸收剂量D与照射量X的关系为 D空气 33 7X Gy 这里照射量X的单位是采用国际单位库仑 千克 如果照射量X的单位是采用伦琴 则关系式变为 D空气 8 69x10 3X Gy 因此 只要知道辐照场中某点的照射量 就可以按照此关系式计算该点的吸收剂量吸收剂量率 是单位时间内物质吸收剂量的增量 表示方式 Gy h mGy h uGy s等 辐射量与单位 剂量当量H 实践证明 某一吸收剂量的生物效应是与辐射种类和照射条件有关的 仅知道人体接受的吸收剂量还不能说明人体受到多大的损害 因此用剂量当量这一概念来修正这些因素 H D N Q 其中H 剂量当量 Q 品质因子 D 吸收剂量 N 修正因子 专用名 希沃特 sv 1Sv 100rem 1J kg1rem 0 01Sv2 剂量当量率 单位时间剂量当量称为剂量当量率表示 希 小时 毫希 小时 微希 秒 辐射生物效应 辐射作用于生物体时能造成电离辐射 这种电离作用能造成生物体的细胞 组织 器官等损伤 引起病理反应 称为辐射生物效应 辐射对生物体的作用是一个非常复杂的过程 生物体从吸收辐射能量开始到产生辐射生物效应 要经历许多不同性质的变化 一般认为将经历四个阶段的变化 物理变化阶段 持续约10 16秒 细胞被电离 物理 化学变