辐射安全与防护基础知识

1、辐射防护与环境保护实验室，辐射防护与安全培训课程教材，辐射安全与防护基础知识，清华大学工程物理系，2012年7月10日，内容一，辐射防护导论1。辐射防护的含义(1)什么是辐射(2)辐射的分类2。辐射防护简史3。辐射防护的基本任务和目标。辐射防护知识体系。辐射物理学基础1。放射性现象(1)原子结构(2)核素描述(3)同位素和核素(4)术语2。放射性衰变和机制(1)衰变(2)衰变(3)衰变，3。放射性衰变定律(1)放射性衰变定律(2)放射性活度衰减定律(3)半衰期T1/2 (4)放射性活度及其单位4。辐射与物质的相互作用(1)带电粒子与物质的相互作用(2)X射线与物质的相互作用(3)中子与物质的相

2、互作用(5)几种不同射线在穿过物质过程中的穿透力比较(6)辐射防护的基本原理和内外辐射防护措施(1)外辐射防护的一般方法(2)内辐射防护的一般方法和内容，3。辐射源及其影响。辐射对健康的影响。概述2。电离辐射对健康的影响(1)随机效应(2)确定性效应(3)胚胎和胎儿的辐射效应(4)非癌症疾病3。影响辐射生物学的因素(1)物理因素(2)生物因素5，辐射防护量1。电离辐射的基本量和单位(1)辐射量(2)相互作用系数和相关量(3)剂量测定量(4)放射性(5)衰变图2。常用的辐射剂量测定法，(1)吸收剂量，(2)比动能，(3)照射量，(4)吸收剂量，比释放动能与照射剂量之差3。一般辐射防护量(1)与个

3、体相关的辐射剂量a .等效剂量b .有效剂量c .累积的等效剂量和累积的有效剂量(2)与人群相关的辐射剂量a .集体等效剂量b .集体有效剂量(3)用于环境和个人监测的ICRU量a .环境剂量当量H * (D) B .定向剂量当量H(D)。辐射是指以电磁波或高速粒子的形式发射到周围空间或物质并在其中传播的能量的总称。(热辐射、核辐射等。)，(2)辐射分类，1。辐射防护的含义。辐射防护简介，非电离辐射：能量小于12.4eV，如紫外线、可见光、红外线和射频辐射，电离辐射：能量大于12.4eV，如x射线、射线、中子、射线、射线等。电离辐射粒子的能量是12。手机是800-1800兆赫0.01电子伏特.

4、与物质相互作用并能产生直接电离粒子的中性粒子，如中子和光子，被称为间接电离粒子。由间接电离粒子组成的辐射称为间接电离辐射。直接电离辐射，具有足够动能的带电粒子，如电子、质子、粒子和重离子，在碰撞过程中能引起电离，称为直接电离粒子。由直接电离的粒子组成的辐射称为直接电离辐射。间接电离辐射，直接电离辐射和间接电离辐射，普通电离辐射，电离辐射，电磁辐射，x光，射线，粒子，粒子，质子，中子，带电粒子，不带电粒子，粒子辐射，电离辐射的分类伦琴(康拉德伦琴1845-1923)，伦琴夫人的手，世界上第一张x光照片，1895年12月22日，1901年诺贝尔奖，1895年伦琴发现x光，2。辐射防护简史，1896

5、年，贝克勒尔发现了铀。1903年诺贝尔奖，1897年，汤姆森发现电子打破了原子不可分割的概念。1898年，居里夫妇发现了钋和镭，同位素的工业应用，1903年和1911年获得诺贝尔奖，1898年，卢瑟福在“贝克勒尔射线”中发现了粒子，后来证实射线是氦核，射线是电子。他获得了1908年的诺贝尔奖。1932年，查德威克发现了中子，并获得了1935年的诺贝尔奖。1900年，法国化学家维拉德发现了来自镭源的射线。重点调查对象包括：职业暴露人群流行病学调查；(1)辐射事故受害者调查；(2)出生前接触x光诊断的流行病学调查；(3)高辐射本底地区居民流行病学调查；对原子弹、氢弹和切尔诺贝利事故受害者的后续调查

6、。辐射损害调查和流行病学调查数据迄今证明，低剂量辐射的唯一潜在危害是致癌。基因伤害没有增加。辐射水平低于职业剂量限值的长期慢性辐射是否会增加恶性肿瘤尚不清楚。出生前接受诊断性x光照射是否会增加出生后儿童癌症的发病率仍有争议。高本底地区居民的流行病学调查并未证实遗传危害的增加或恶性肿瘤的发生多于对照组。根据调查结论，回顾过去百年来人类遭受辐射伤害的简史，可以看出几乎所有导致人类伤亡的辐射事故都是由于应用不当和缺乏专业知识和技术造成的。因此，有必要系统地学习辐射防护专业知识。历史告诉我们，回顾过去一百年来人类遭受辐射伤害的简史，可以看出几乎所有导致人类伤亡的辐射事故都是由于应用不当造成的。因此，有

7、必要系统地学习辐射防护专业知识。核科学研究和核能造福人类的实践留下了安全的记录。这是因为人们在理解核能的早期阶段就意识到了它的破坏性影响。之后投入了大量的人力物力，建立了相对完善的辐射防护体系和医疗监管体系。事实上，天然放射性核素可以在人体内找到。我们的身体平均每分钟经历数十万次核衰变。“诺贝尔奖获得者西伯格，人和原子，事实上，辐射并不那么可怕！辐射防护的主要目的是为人类和环境提供适当的保护，而不过度限制伴随辐射暴露的有益做法。具体而言，有必要防止有害的确定性影响，并将随机影响的发生率限制在合理的水平。基本任务是保护环境，确保辐射工作人员、公众及其后代的安全和健康，并允许可能产生辐射照射的必要

8、活动；提高辐射防护措施的效率，促进核科学技术、核能和其他辐射应用的发展。3。辐射防护的基本任务和目标。辐射防护知识体系，(1)原子结构，原子模型，1。放射性现象。辐射的物理基础，由质子和中子组成的原子核，以及中子和质子统称为核子。中子不带电。质子带正电，其电量为e，与电子相同，但符号相反。质子和中子的质量差别不大，而中子的质量稍大一些。原子核的符号：AZXN X是元素的符号，A=N Z是核子的数目，N是中子的数目，Z是质子的数目，也就是原子的数目。ZPAPN原子质量数(a)质子数(p)中子数(n)，核素符号x和质子数z有着独特而明确的关系。当元素x被确定时，这个x是z，所以它将被简化为，(2)

9、核素描述，(1-1-2)，同位素实际上是所有具有相同z但不同a的核素的总称。同位素在元素周期表中处于相同的位置，并且它们具有相同的化学性质。例如，(氘)，(氚)。他们都在第一位，所以他们被记录为1H。由于质量数不同，左上角表示原子核中只有一个质子，即氢，氘原子核中有一个质子和一个中子，氚原子核中有一个质子和两个中子。(3)同位素和核素缩写为1H、2H和3H。具有一定数量的中子和质子以及特定能量状态的原子核或原子称为核素。只要中子数、质子数和能态之间有一个差别，它就是不同的核素。a是相同的，但是z和n是不同的。等量的异位激素。n相同，因为a和z不同。相同的中子和不同的核素。z与a和n相同。同位素

10、。a、z和n是相同的，但它们的能态不同。异构体。(4)术语，什么是放射性？1896年，法国物理学家贝克勒尔首次发现了放射性。当原子核中质子和中子的数量失去一定比例时，它就处于不稳定状态。核素可以自发地经历核衰变，成为一种新的核素，并同时发射一种或多种射线。这种特性被称为放射性。这种转变过程被称为放射性衰变。2.放射性衰变及其机理。放射性现象是由原子核的变化引起的，与核外电子态的变化关系不大。激光线被电场分解，(1)衰变，原子核自发释放粒子并变成另一种原子核的过程称为衰变。原子序数z减2，质量数a减4。在公式中，x代表衰变前的母核；y代表衰变的子核；q代表衰变能量。超铀元素会衰变。例如234、2

11、35、238、238、239、241等。母核发出的4He核，粒子得到的衰变能量最多，238U 234Th 4He，放射性母核，衰变238U 234Th，衰变241Am 237Np，衰变是粒子发出的放射性核素的衰变。常见的衰变是衰变，即发射负电子的衰变。一个负电子有1个单位的负电荷，它的质量可以忽略不计(1/1840原子质量单位)。因此，原子核衰变后，其质量数(a)保持不变，原子序数(z)增加1。衰变的公式是：(2)衰变，当原子核中的质子相对稀少时，中子转化为质子，同时电子从原子核中释放出来。3H、90Sr等。是能放射射线的放射性核素。发生的原因母核中有太多的中子或质子，它们变成中子并带走一个单

12、位的正电荷，而中子变成质子并带走一个单位的负电荷。衰变，衰变14C 14N，衰变3H 3He，正衰变11C 11B，衰变时，原子核发射出的粒子质量与电子相同，但带有一个单位的正电荷。衰变可以被认为是一个过程，在这个过程中，当原子核中的一个质子转变成中子时，粒子和中微子被发射出来，也就是说，当母核和子核的质量相同，但是子核的原子序数比子核小一个单位时，质子转变成中子，正电子从原子核中释放出来。轨道电子俘获(EC)是原子核俘获一个核外电子的过程，其结果是原子核中的一个质子转变成一个中子和一个中微子，简称为EC衰变：PE N轨道电子俘获的过程可以表示为：轨道电子俘获过程中释放的能量，其中I是电子的轨

13、道结合能。一些放射性核素可以满足衰变、衰变和电子俘获的条件，因此它们可以经历三个过程：产生、衰变和轨道电子俘获。轨道电子俘获、电子俘获、电子俘获7Be 7Li将产生特征x射线或俄歇电子。当一些核素经历，-，或电子传导衰变时，当被激发的子核跃迁到基态时，多余的能量以光子或射线的形式发射，这被称为衰变。(3)衰变，衰变，99mtc 99tc (e0.140mev)，t1/2=6h，1。光子从原子核中发射出来；2、往往伴随着腐烂之后；3.单一能源；4.射线的能量与原子核有关。，射线特征，衰变3He 3He，有时当原子核跃迁时，它并不发射光子，而是把额外的能量给予在原子核外盘旋的电子(主要是K层电子)

14、，使它从原子核的束缚中释放出来。这种现象被称为内部转换，电子的能量是固定的，这类似于光子的能量。发射内部转换电子后，原子的一个轨道上会留下一个洞，这个洞通常会被外轨道电子跃迁填满。由于电子在不同轨道上的结合能不同，在电子跃迁过程中会发射出特征性的x光。因为内部转换的电子的结合能是独特的，并且同时发射特征性的x光，所以它不会与衰变产生的电子相混淆。衰变中的转化。放射性衰变定律，实验结果，N0是t=0时的氡核数，n是t时的氡核数。衰变定律：衰变有一定的规律，放射性衰变是由原子核的内部运动规律决定的，与物理化学性质无关，与外部温度、压力和机械运动无关；统计定律：对于特定的放射性核素，衰变的确切时间无

15、法预测；然而，足够的放射性核素的收集遵循量子力学的统计规律；满足质能转换关系，满足能量和动量守恒。(1)放射性衰变定律，放射性衰变的统计定律，由于微观世界的统计性质，不可能预测某个原子核的衰变时间，但减少放射源中放射性原子核总数的定律可以通过统计得到；具体到每个放射性核的衰变，它是一个随机事件，按照一定的规律衰变，可以用衰变概率来表示。单个放射性的负指数衰减规律，以及，222Rn的衰减曲线。实验表明，释放粒子的放射性核素数量每四天减少一半。(2)放射性衰变规律，放射性核素的核衰变服从负指数规律。任何放射性核素，不管它发射什么辐射或衰变得多快，都遵循负指数定律，这是一个普遍规律。A=Aoe- t

16、公式：当Ao在t时，它是原始放射性核素的活度，bq；a在时间t，核衰变后放射性核素的剩余活性，q；放射性核素的衰变常数，1/s；经过的时间，秒.1Bq=1s-1，这意味着每秒钟衰减一次是1贝克勒尔。放射性的国际单位(SI)是s-1，称为贝克勒尔，简称贝克勒尔，用符号Bq表示。放射性随时间的变化，51，半衰期T1/2:原子核数目减少一半的时间，衰变特性，放射性是衰变的数目，而不是发射的射线的数目；(137铯):)历史上使用的单位：居里(ci)；1Ci相当于1克镭的放射性，有些地方应该注意，放射性核素的放射性在过去也被称为放射性。它是表征放射性核素特征的物理量之一。(3)半衰期T1/2。半衰期：放射性核衰变一半所需的时间，记录为T1/2。即，维是：t，例如，s，h，d，a，a