辐射基本知识精选PPT课件

1、放射性与电离辐射基本知识重要的概念和量重要的概念和量原子结构、核素、同位素、射线与物质的相互作用等辐射防护基础知识辐射防护基础知识辐射基本物理量、天然本底辐射、电离辐射的生物效应等辐射防护的原则和方法辐射防护的原则和方法辐射防护的三原则、内外照射的防护方法yjyuuy1第1页/共63页 辐射安全和防护（辐射环境管理） 放射卫生 放射性同位素 射线装置 放射源yjyuuy2第2页/共63页电子质子中子原子的结构yjyuuy3第3页/共63页电子质子氢原子结构yjyuuy4第4页/共63页同位素 同位素的质子数相同，中子数不同 相同元素的同位素具有相同的化学性质yjyuuy5第5页/共63页H-1

2、Z=1，N=0H-2Z=1，N=1H-3Z=1，N=2氢氢 氘（氘（d do o） 氚（氚（chuchun n）氢的同位素yjyuuy6第6页/共63页其实我和他们一样高！ 7yjyuuy第7页/共63页放射性稳定的核素放射性核素放射性放射性 放射性是指某些核素自发地放射出各种粒子的现象。通常可观察到、粒子或射线，放射正电子、质子、中子、中微子等其它粒子则较为少见。yjyuuy8第8页/共63页 粒子是一个粒子是一个氦核氦核，由，由两个质子和两个中子两个质子和两个中子组成。它是由组成。它是由发射体以某一发射体以某一不连续的能量和特有的半衰期而发射出来的。不连续的能量和特有的半衰期而发射出来的。

3、 它具有下列性质：绝大多数在介质中具有相同的射程（布拉格峰）；沿直线它具有下列性质：绝大多数在介质中具有相同的射程（布拉格峰）；沿直线径迹运动；径迹运动；粒子只是偶尔发生散射并且散射大多发生在靠近粒子只是偶尔发生散射并且散射大多发生在靠近粒子射程的末端。粒子射程的末端。 粒子射程很短，可以认为不存在外照射危害，但其内照射危害却极其严粒子射程很短，可以认为不存在外照射危害，但其内照射危害却极其严重。自然界中氡是造成重。自然界中氡是造成内照射危险的最重要的元素。内照射危险的最重要的元素。9yjyuuy第9页/共63页 辐射的概念已经扩大到正电子辐射，辐射的概念已经扩大到正电子辐射，粒子粒子是是正电

4、子和电子正电子和电子。它们的静止质量相同，电荷相等，。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相反。符号相反。 与与粒子不同，粒子不同，粒子展示出一个连续能谱。粒子展示出一个连续能谱。核素表中查到的是核素表中查到的是能谱的最大值。能谱的最大值。 电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射（轫致辐射产生（轫致辐射产生X X射线）。电子在介质中衰减过程基射线）。电子在介质中衰减过程基本符合指数规律。本符合指数规律。 粒子可以构成外部伤害，深度和粒子可以构成外部伤害，深度和粒子能量粒子能量有关，高能有关，高能粒子还要考虑它通过轫致辐射产生的粒子还要考虑它通过轫致辐射产

5、生的X X射线的危害，而它的内照射危害却比射线的危害，而它的内照射危害却比粒子小得多。粒子小得多。10yjyuuy第10页/共63页 和X射线是波长较短的电磁辐射，统称光子光子（无质量，只有能量）（无质量，只有能量）。 和X射线起源不同。由核和基本粒子突变产生的电磁辐射光子称作射线。 由带电粒子在原子核库仑场中、慢化和原子电子能级改变而产生的电磁辐射称为X射线。前者可称为轫致辐射X射线，后者称为特征X射线。 11yjyuuy第11页/共63页 中中子子 纸纸张张 铝铝板板 铅铅板板 水水泥泥 、和中子的穿透能力yjyuuy12第12页/共63页yjyuuy13第13页/共63页yjyuuy14

6、第14页/共63页 放射性活度放射性活度放射性活度 A=dN/dtA=dN/dt 单位时间核素衰变的次数。衰变次数发射的粒子数活度单位：居里（活度单位：居里（CiCi）、）、 贝可（贝可（BqBq）1 Ci=3.71 Ci=3.7101010 10 BqBq1Ci=10001Ci=1000mCimCi, 1, 1CiCi=10=10-6-6CiCiMBq, TBq, GBqMBq, TBq, GBq，PBqPBq = 10 = 106 ,6 ,10109, 9, 101012 ,12 ,101015 15 BqBqyjyuuy15第15页/共63页衰变放射性衰变 半衰期（工作时考虑放射性素的半

7、衰期）半衰期T1/2： 在单一的放射性衰变过程中，放射性活度降至其原有值一半时所需时间被称为 半衰期N=N0e-t 1/2N0=N0e-T1/2=ln2/T1/2yjyuuy16第16页/共63页 电离辐射 电离是指从一个原子、分子或其它束缚状态释放一个或多个电子的过程，而电离辐射就是指可以引起物质电离的辐射。 电离辐射分为直接电离辐射和间接电离辐射。yjyuuy17第17页/共63页电离前电离前电离电离后yjyuuy18第18页/共63页电离 由粒子和粒子产生的电离（直接电离）体内源比体内源对人产生的伤害更大 射线（非带电离子）产生的电离（非直接电离）yjyuuy19第19页/共63页 根据

8、带电的电离辐射静止质量的差别可分为重带电粒子（如粒子、质子等）和轻带电粒子（电子和正电子）。 在核技术应用领域内所涉及的重带电粒子能量绝大部分在10keV到10MeV之间，在此能量范围内的重带电粒子穿透物质时，在气体内最多穿透几厘米，在液体和固体内最多穿透几十微米的深度后就全部停滞在该物质内。20yjyuuy第20页/共63页带电离子电离 带电的电离辐射在穿透物质时主要通过库仑力发生带电的电离辐射在穿透物质时主要通过库仑力发生4 4种相互作用：种相互作用：1.与核外电子的非弹性碰撞，即电离和激发；2.与核外电子的弹性碰撞；3.与原子核的非弹性碰撞，发射轫致辐射或 者其他类型的辐射；4.与原子核

9、的弹性碰撞。yjyuuy21第21页/共63页带电离子电离示意图激发电离电子带电离子X线退激光子yjyuuy22第22页/共63页基本量 活度（单位 Bq） 辐射的吸收剂量（单位 Gy） 当量剂量（单位 Sv） 有效剂量（单位 Sv）yjyuuy23第23页/共63页剂量剂量 剂量是受辐射照射的物质所接受或吸收的辐射的一种量度。 吸收剂量，国际单位 Gy（戈瑞）剂量当量HTR ,考虑射线因素，国际单位 Sv(西弗) 有效剂量E，考虑组织因子，国际单位 Sv(西弗) 不可以测量，可以根据人受照的情况，计算得出yjyuuy24第24页/共63页各种射线的辐射权重因子，WRyjyuuy25第25页/

10、共63页组织权重因子yjyuuy26第26页/共63页辐射量和单位一览表yjyuuy27第27页/共63页根据UNSCEAR 2000年报告全球平均辐射剂量 2.8mSv/年其中：2.4mSv/年 来自天然辐射 0.4 mSv/年来自医学诊断 0.007 mSv/年来自大气层核试验和 切尔诺贝利事故引起的放射性沉降物 0.0002 mSv/年 来自核电站排放全球平均辐射剂量yjyuuy28第28页/共63页到处都有辐射？天然本底辐射无时不在，无处不在yjyuuy29第29页/共63页 辐射效应 确定性效应（旧称非随机性效应）：指效应的严重程度与剂量的大小有关的辐射效应 随机性效应：其发生的几率

11、（而非严重程度）与剂量的大小有关的辐射效应。这种效应发生的几率正比于剂量。 躯体效应：辐射所致出现在受照者本人身上的有害效应。 遗传效应：辐射所致出现在受照者后代身上的有害效应。yjyuuy30第30页/共63页辐射效应的分类及特点yjyuuy31第31页/共63页确定性效应的阈剂量yjyuuy32第32页/共63页对于高剂量率、大剂量照射引起的急对于高剂量率、大剂量照射引起的急性确定性效应，不同照射剂量对人体性确定性效应，不同照射剂量对人体损伤的估计见下表损伤的估计见下表急性放射性全身照射又未进行专门的医学治疗的半致死剂量约为急性放射性全身照射又未进行专门的医学治疗的半致死剂量约为3-5Gy

12、3-5Gyyjyuuy33第33页/共63页剂量剂量（GyGy）类类型型程程度度初期症状或损伤程度初期症状或损伤程度0.250.250.25-0.25-0.50.50.5-10.5-1 不明显和不易察觉的病变不明显和不易察觉的病变可恢复的机能变化，可能有血液学的变化可恢复的机能变化，可能有血液学的变化机能变化，血液变化，但不伴有临床症状机能变化，血液变化，但不伴有临床症状1-21-22-3.52-3.53.5-5.53.5-5.55.5-105.5-10骨髓骨髓型急型急性放性放射病射病轻度轻度中度中度重度重度极重极重度度乏力，不适，食欲减退乏力，不适，食欲减退头昏乏力，食欲减退，恶心呕吐，白细

13、胞短暂头昏乏力，食欲减退，恶心呕吐，白细胞短暂上升后下降上升后下降多次呕吐，可有腹泻，白细胞明显下降多次呕吐，可有腹泻，白细胞明显下降多次呕吐，腹泻，休克，白细胞急剧下降多次呕吐，腹泻，休克，白细胞急剧下降10-5010-50 5050肠型急性肠型急性放射病放射病脑型急性脑型急性放射病放射病频繁呕吐，腹泻严重，腹痛，血红蛋白升频繁呕吐，腹泻严重，腹痛，血红蛋白升高高 频繁呕吐，腹泻，休克，共济失调，及张频繁呕吐，腹泻，休克，共济失调，及张力增高，振颤，抽搐，昏睡，定向和判断力增高，振颤，抽搐，昏睡，定向和判断力减退力减退yjyuuy34第34页/共63页 由于辐射的随机性效应由于辐射的随机性效

14、应造成的低水平辐射致癌的造成的低水平辐射致癌的危险度见下表危险度见下表辐射危险度因子R（或称为随机性效应的标称概率系数）：指对由辐射造成的随机性效应的度量，对于致死癌r=5 10-2Sv-1，非致死癌为r=1 10-2Sv-1，对于严重遗传效应r=1.3 10-2Sv-1。总计为R=7.3 10-2Sv-1。yjyuuy35第35页/共63页部部 位位每万人每万人SvSv致癌的致癌的危险度危险度部部 位位每万人每万人SvSv致癌的致癌的危险度危险度致死性致死性癌症癌症癌症癌症增加数增加数致死性致死性癌症癌症癌症癌症增加数增加数骨髓（白骨髓（白血病）血病）10-5010-5020-6020-60

15、骨骨2-32-35-105-10甲状腺甲状腺101020-15020-150食食 道道2-32-35-105-10乳腺（妇乳腺（妇 女）女）505050-20050-200小小 肠肠2-32-35-105-10肺肺20-5020-5025-10025-100膀膀 胱胱2-32-35-105-10脑脑10-1510-1515-2515-25胰胰 腺腺2-32-35-105-10胃胃10-1510-1515-2515-25淋巴组织淋巴组织2-32-35-105-10肝肝10-1510-1515-2515-25皮皮 肤肤1 115-2015-20结结 肠肠10-1510-1515-2515-25 唾

16、唾 腺腺10-1510-1515-2515-25总计总计( (两性两性) )100-250100-250300-400300-400yjyuuy36第36页/共63页躯体效应躯体效应一般由受照的个人出现效应，而一般由受照的个人出现效应，而遗传效应遗传效应则是效应出现在后代身上。则是效应出现在后代身上。躯体效应和遗传效应yjyuuy37第37页/共63页遗传效应 遗传效应的发生概率会随所受剂量的增加而增加，因此应避免一切不必要的照射。yjyuuy38第38页/共63页医院应保证育龄妇女只能在月经开始后医院应保证育龄妇女只能在月经开始后的第一个的第一个10天内接受胃部或骨盆的天内接受胃部或骨盆的X

17、射射线诊断，这样在理论上可保证她们没有线诊断，这样在理论上可保证她们没有在怀孕的情况下受照在怀孕的情况下受照10天规则天规则10天规则yjyuuy39第39页/共63页急性剂量早期效应0100 mSv没有明显效应250 mSv血液形状非常微小的变化精子数暂时减少1000 mSv恶心、呕吐女性暂时性不育2000 mSv流鼻血、传染病、发烧3000 mSv腹泻；暂时性脱毛；可能永久性不育5000 mSv接受该剂量水平的人的死亡率达50% 急性照射全身剂量的短期躯体效应躯体效应可分为短期躯体效应和长期躯体效应yjyuuy40第40页/共63页长期躯体效应 辐射照射的长期效应是大瀑布式的，并且使得患癌

18、症的概率有所增加。 只有剂量超出0.2Sv时，才能在统计上出现明显增高的癌症发病率。这意味对高剂量和高剂量率才能说辐射同效应相关，但对辐射防护而言，无法确定低剂量照射同效应之间的直接关系。yjyuuy41第41页/共63页治疗原因全面的休息保护血液成分严格的无菌环境、抗生素减少接触细菌的机会提高身体的免疫力输血补充血液成分输液辅助或代替正常的消化过程对辐射伤害的治疗yjyuuy42第42页/共63页随机性效应和确定性效应效应类别随 机 性 效应确 定 性 效应躯 体效应早期效应 晚期效应遗传效应 yjyuuy43第43页/共63页剂量限制体系和风险概念 辐射防护目标 辐射风险yjyuuy44第

19、44页/共63页辐射防护的目标辐射防护的主要目标是在进行必需和有益的辐射实践活动时，保护人员及其后代、保护全人类。yjyuuy45第45页/共63页辐射防护三原则 辐射实践的正当性 防护的最优化（ALARA） 个人剂量限制yjyuuy46第46页/共63页对各方面因素进行分析判断，决定该项辐射实践是否正当，在论证实践的正当性后才能实施该项辐射实践。实践的正当性yjyuuy47第47页/共63页在考虑了经济和社会的因素后，所有辐射剂量应保持在合理可达到的尽可能低的水平As Low As Reasonable Achievable （ALARA）防护的最优化yjyuuy48第48页/共63页通过明确规定剂量限值，使公众和职业照射人员从辐射实践中接受的照射不能超过规定的剂量限值。个人剂量限制yjyuuy49第49页/共63页应用范围剂 量 限 值职业工作者公 众年有效剂量连续五年不超过100mSv，50m Sv年有效剂量不超过1 m Sv。若按终生剂量平均的有效剂量不超过1 m Sv，则在某些年年份允许以每年5 m Sv 作为剂量限值眼晶体150 m Sv50 m Sv其他单个器官或组织500 m Sv50 m SvGB188712002辐射与防护放射源安