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1、1/160,核技术利用基础知识,2013.07.06,核安全综合知识,第六章,2/160,注册核安全工程师执业资格考试大纲（2013年版）第二部分核安全综合知识科目考试大纲,考试目的：通过本科目考试，检验参加考试人员对核物理、核能与核技术应用、辐射防护以及安全文化等方面知识的了解、熟悉或掌握的程度，使参加考试人员从总体上把握注册核安全工程师所需要的知识，并能利用这些知识解决实际问题。本科目是从事核安全审评、核安全监督、民用核设施操纵与运行、核质量保证、辐射防护、辐射环境监测和其它与核安全密切相关工作人员必备的知识。更多资料请登录核电论坛（）查看。 考试内容： 六（第六章） 核技术利用基础知识

2、核技术利用辐射源、常用的放射源和放射性同位素、国内外核技术利用的发展状况。 核反应堆和加速器生产放射性同位索、放射性同位素的应用、射线装置的应用。,熟悉,了解,3/160,目 录,第一节 辐射源 第二节 常用的放射源和放射性同位素 第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素 第四节 放射性同位素的应用 第五节 射线装置的应用 第六节 国内外核技术利用的发展状况,4/160,第一节 辐射源,第一节 辐射源,5/160,第一节 辐射源,6/160,一、密封放射源,第一节 辐射源,7/160,1. 放射源,第一节 辐射源,8/160,2. 放射源,第一节 辐射源,9/160,常用源,第一节 辐射源,1

3、0/160,3.低能光子源,第一节 辐射源,11/160,常用低能光子源,第一节 辐射源,12/160,铍窗低能光子源,第一节 辐射源,13/160,4. 放射源,第一节 辐射源,14/160,常用137Cs源,第一节 辐射源,15/160,60Co密封放射源,第一节 辐射源,16/160,第一节 辐射源,17/160,第一节 辐射源,18/160,5. 中子源,第一节 辐射源,19/160,常用中子源,第一节 辐射源,20/160,第一节 辐射源,21/160,第一节 辐射源,22/160,二、非密封放射源,第一节 辐射源,23/160,1. 工作场所分级,第一节 辐射源,24/160,第一

4、节 辐射源,25/160,第一节 辐射源,26/160,2.放射性核素毒性分组,第一节 辐射源,27/160,最大等效日操作量,式中：Ai操作第i种放射性核素的活度，Bq； Gi放射性核素毒性组别系数； Fi操作方式与放射源状态修正系数。,第一节 辐射源,28/160,三、射线装置,1.X射线机,第一节 辐射源,29/160,第一节 辐射源,30/160,第一节 辐射源,31/160,2. 加速器,第一节 辐射源,32/160,第一节 辐射源,33/160,第一节 辐射源,34/160,3.中子发生器,第一节 辐射源,35/160,第一节 辐射源,36/160,第二节 常用的放射源和放射性同位

5、素,一、表征放射源的基本参数,第二节 常用的放射源和放射性同位素,37/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,38/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,39/160,二、放射性同位素,第二节 常用的放射源和放射性同位素,40/160,1.天然放射性同位素,第二节 常用的放射源和放射性同位素,41/160,2.人工放射性同位素,第二节 常用的放射源和放射性同位素,42/160,三、常用放射源的辐射特性,1. 放射源,第二节 常用的放射源和放射性同位素,43/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,44/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,45/160,2. 放射源,第二

6、节 常用的放射源和放射性同位素,46/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,47/160,48/160,49/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,50/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,51/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,52/160,3. 放射源,第二节 常用的放射源和放射性同位素,53/160,60Co的衰变纲图,第二节 常用的放射源和放射性同位素,54/160,137Cs的衰变纲图,第二节 常用的放射源和放射性同位素,55/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,56/160,57/160,58/160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,59/

7、160,第二节 常用的放射源和放射性同位素,60/160,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,61/160,一、核反应堆生产放射性同位素,1.基本原理,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,62/160,2.反应堆生产放射性同位素的产额,63/160,在用反应堆生产放射性同位素时，为了确保人员的辐射安全，防止放射性污染，存辐照同位素操作过程中必须采取一系列安全措施。其中包括： （1）必须使用远距离操作系统（如机械手）从反应堆的辐照管道（或辐照室）提取同位素的样品盒，操作系统必须安全、可靠； （2）不管是用机械的、气动的还是用液压的方法，从辐照

8、管道（或辐照室）内提取辐照样品时，都不应损坏样品盒，使放射性物质逸出； （3）从堆内提取的样品盒，在运输过程中应有监测仪器进行监测； （4）样品盒应严格密封，特别是对于那些容易泄漏的气态或挥发性的同位素，如3H和 131I的样品盒，对其密封性必须进行严格的检查，必要时要采用双层密封；,3. 辐照同位素过程中的辐射防护,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,64/160,（5）对于有腐蚀性的靶材，必须选用耐腐蚀性的样品盒。如生产203Hg时， 由于汞能腐蚀金属，它的泄漏会直接影响反应堆的安全，必须予以充 分重视， 核电论坛（）； （6）选择靶材时，必须全面考虑在受辐照后，其物理、化学性能的变

9、化。如由于辐照分解、气体析出等引起样品盒内温度、压力的变化。在辐照时样品盒的爆炸将直接影响反应堆的安全； （7）样品盒的结构形式及机械强度应便于提取和运输； （8）在辐照管道（或辐照室）的排风管或其它适当的位置上应设置连续工作的放射性气体或微尘的监测装置，以便能及时发现样品盒的泄漏，并采取适当的安全措施。,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,65/160,二、加速器生产放射性同位素,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,66/160,1.基本原理,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,67/160,2.放射性药物生产过程,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,68Zn,68/

10、160,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,69/160,加速器生产的放射性同位素与反应堆生产的放射性同位素相比，具有以下 （1）反应堆中主要用（n，）反应生产同位素，所生成的同位素与靶材料一般是同一元素。加速器用（p，n）、（d，n）、（，n）等反应生产同位素，所生产的放射性同位素与靶材料元素一般不相同，故易于化学分离，可进行无载体同位素的生产，从而获得高纯度、高比度放射性同位素。 （2）加速器生产的同位素都是缺中子同位素，衰变时大多是电子俘获（EC）或发射正电子（+），不发射其它带电粒子（、等），所以可用相机或正电子发射计算机断层扫描（PET）进行医学诊断，病人所受的剂量小。例如甲状

11、腺诊断采用加速器生产的I23I，病人所受的剂量只有用反应堆生产的131I的1%。 （3）构成生物机体的主要元素C、N、O的（n，）反应截面很小，用反应堆不能有效地生产临床诊断上很需要的这类同位素，而用小型回旋加速器很容易制备11C、13N、15O等短寿命同位素，并可设置在医院内就近使用，十分方便。,3.加速器生产放射性同位素的特点,70/160,第三节 核反应堆和加速器生产放射性同位素,71/160,第四节 放射性同位素的应用,一、放射性同位素在医学上的应用,第四节 放射性同位素的应用,72/160,1.放射性药物影响诊断,第四节 放射性同位素的应用,73/160,甲状腺功能仪,第四节 放射性

12、同位素的应用,74/160,X射线诊断学,普通放射诊断设备,75/160,乳腺摄影装置 Mammography,Special (dedicated) equipment for mammography,76/160,第四节 放射性同位素的应用,77/160,照相机,第四节 放射性同位素的应用,78/160,伽马相机 Gamma Cameras,第四节 放射性同位素的应用,79/160,第四节 放射性同位素的应用,80/160,单光子发射断层摄影 SPECT Imaging,81/160,照相机装在旋转机架上，从各个视角获取投影数据，然后用计算机求解各个断层图像。 图像重建有解析算法和迭代算法

13、两类。,SPECT如何获取数据、重建图像,第四节 放射性同位素的应用,82/160,第四节 放射性同位素的应用,（18F的半衰期109.7min）。,83/160,GE Medical SystemPET Advance NMi,第四节 放射性同位素的应用,84/160,第四节 放射性同位素的应用,85/160,2.放射源治疗,第四节 放射性同位素的应用,86/160,医用直线加速器 Linear Accelerator,Modern accelerators have a number of treatment options. e.g.,X-rays or electrons (dual

14、mode) 2 X-ray energies 5 or more electron energies,第四节 放射性同位素的应用,87/160,伽马刀 Gamma Knife,第四节 放射性同位素的应用,88/160,第四节 放射性同位素的应用,89/160,Transfer catheters are locked into place during treatment - green light indicates the catheters that are in use,高剂量率近距离放射治疗装置,Varian,第四节 放射性同位素的应用,90/160,后装机是一种腔内近距离放射治疗设

15、备,第四节 放射性同位素的应用,91/160,第四节 放射性同位素的应用,92/160,钴-60治疗机（又称钴炮）,第四节 放射性同位素的应用,93/160,伽马远距离放射治疗,第四节 放射性同位素的应用,94/160,3.体外放射性免疫分析,第四节 放射性同位素的应用,95/160,第四节 放射性同位素的应用,96/160,二、放射性同位素在工业上的应用,第四节 放射性同位素的应用,97/160,1.核仪表,第四节 放射性同位素的应用,98/160,第四节 放射性同位素的应用,99/160,第四节 放射性同位素的应用,100/160,传送带称重计,第四节 放射性同位素的应用,101/160,

16、传送带称重计,第四节 放射性同位素的应用,102/160,第四节 放射性同位素的应用,103/160,第四节 放射性同位素的应用,104/160,第四节 放射性同位素的应用,105/160,料位计,通常用一个或多个探测器和二次仪表作开关，来控制料箱或料斗中料位高低，大、厚壁容器可使用GBq级的 60Co 放射源。,第四节 放射性同位素的应用,106/160,具有特殊的测量线路的料位指示装置 （a）射线反射浸入型探头；（b）射线反射表面型探头；（c）用于含氢介质的计中子慢化型,第四节 放射性同位素的应用,107/160,固定核子测量料位计,第四节 放射性同位素的应用,108/160,料位计（续）

17、,对于小型容器，如饮料罐，可用低能射线（ 241Am ）或电致x射线来探测。,241Am 料位计,X-射线 (100 kVp) 料位计,第四节 放射性同位素的应用,109/160,第四节 放射性同位素的应用,110/160,110,吸收型核辐射料位指示器的基本类型 D-探测器；R-继电器单元；L-指示灯；RS-辐射源；N-正常；E-料空；F-料满；I-输出信号；1-料位,111/160,第四节 放射性同位素的应用,112/160,第四节 放射性同位素的应用,113/160,固定核子测量厚度测量仪,第四节 放射性同位素的应用,114/160,第四节 放射性同位素的应用,115/160,第四节 放

18、射性同位素的应用,116/160,湿度/密度计,一个便携式湿度/密度计,第四节 放射性同位素的应用,117/160,第四节 放射性同位素的应用,118/160,2.放射性测井,第四节 放射性同位素的应用,119/160,第四节 放射性同位素的应用,120/160,钻井测量,第四节 放射性同位素的应用,121/160,第四节 放射性同位素的应用,122/160,3 射线照相（探伤）机,第四节 放射性同位素的应用,123/160,发射型探伤设备,准 直 器,源支架,工作状态的照相源,工作状态的照相源,贮存状态的照相源,控制电缆的发射套管,照 射 容 器,控制电缆的遥控和套管,遥 控 器,第四节 放

19、射性同位素的应用,124/160,管道爬行探伤装置,胶片,电子学,同位素控制器,探测器,铱-192,电池,传动装置箱,电动机,源的驱 动电机,负载 防护,第四节 放射性同位素的应用,125/160,利用X射线探伤机在管道内部对管道焊接进行成像 依靠自身的动力行进,X射线探伤机管道爬行器,第四节 放射性同位素的应用,126/160,三个主要部件： X线管 控制板 高压电缆,X射线探伤设备,第四节 放射性同位素的应用,127/160,4. 其他应用,第四节 放射性同位素的应用,128/160,三、放射性同位素在农业上的应用,第四节 放射性同位素的应用,129/160,1.辐射育种,第四节 放射性同

20、位素的应用,130/160,2.农药、化肥示踪,3.农副产品的辐射保鲜,4.剌激生物体生长,131/160,四、放射性同位素在食品加工中的应用,第四节 放射性同位素的应用,132/160,第五节 射线装置的应用,一、医疗诊断和治疗,1.X射线机,133/160,第五节 射线装置的应用,2. X射线计算机断层扫描仪（CT）,134/160,第五节 射线装置的应用,135/160,3. 介入放射诊断,第五节 射线装置的应用,136/160,Fluoroscopy equipment for interventional radiology,介入放射学透视设备Fluoroscopy equipment for interventional radiology,第五节 射线装置的