辐射防护基础知识 2

1、辐射防护基础知识 2011.8.26,原子核物理基础知识,1 物质的结构 世界上形形色色的物质都是由原子构成的。 原子由原子核和核外电子组成。原子核内有质子和中子，它们统称为核子。质子带有一个电子电荷的正电荷，而中子不带电。不同核素的原子核里含有不同数量的质子和中子。 1 电子电荷（e） = 1.602 x 10-19 C 原子核外的电子分布在不同的壳层上，这些壳层由里向外依次称为K、L、M、N、等壳层，每个壳层最多可容纳 2n2个电子。,原子核的结构模型,原子核,太阳系,原子结构,原子的直径大约10-10m，原子核的直径不足原子直径的10-4。核外电子数与原子核内部的质子数相等，所以整个原子

2、呈中性。,原子核的符号：,原子核的质量数：A称为原子核的质量数，A = Z + N 原子序数：原子核内的质子数Z又称为原子序数，它决定了该 核素在元素周期表里的位置,原子的几种表示方法： ZXN 例如：92U143 ZX 例如：92U AX 例如：235U X-A 例如：U-235,A,A,235,235,同位素：具有相同原子序数但不同质量数的核素。 如氢（1H)、氘 (2H) 和氚(3H)都是氢的同位素。 同质异能素：具有相同的质量数和原子序数但 处于不同能态的核素称为同质异能素。 如Sb-124和Sb-124m。 同质异位素：具有相同质量数A但不同原子序数的核 素。如Sr(锶)-90和Y（

3、钇）-90。,质量单位： 质子质量：1.007276 u 中子质量：1.008665 u 电子质量：1/1836 u 原子质量：ma Zmp + Nmn + Zme Z + N = A,原子质量,2 放射性和辐射 不稳定的原子核自发地放射出某种粒子或射线的现象，称 为放射性。 原子核的这种转变的行为叫做衰变。 放射性衰变放出的多余的能量形成了辐射（电离辐射）。 能够自发衰变并发射辐射的核素称为放射性核素。 原子核的放射性性质和衰变规律不受外界物理、化学、机械等环境条件的影响，是原子核的内在特征所决定的。,放射性的发现,1896年贝可勒尔（H.Bequerel） 发现铀矿能发射出穿透力很强的不可

4、见射线，并使照相底片感光。,贝克勒尔是法国物理学家，与居里夫妇共同获得1903年物理学诺贝尔奖。,3 放射性核素的活度 放射性核素的活度是放射性核素多少的量度，一定量的某放射性核素的活度是该放射性核素的原子核在单位时间内自发放射性衰变的平均数。单位为秒的倒数（S-1），专用名称是贝可（Bq） 放射性活度的老单位是居里 1 Ci = 3.7 x 1010 Bq（1g Ra-226的活度）,4 放射性核素的半衰期(T1/2)和衰变常数() 放射性核素的原子核的数量衰变为原来的一半所需要的时间称为该种放射性核素的半衰期，记为T1/2 。 Nt = N0 e-t 衰变常数 = 0.693/ T1/2

5、每种放射性核素的半衰期是固定不变的。如：碘-131的半衰期是8天，铯-137是30年，碳-14是5730年，钚-239是24000年，铀-238是4.47109年等等。 原子核的平均寿命 = 1/ = T1/2 / 0.693,5 辐射的类型 辐射 是氦核，有2个质子和2个中子，质量数为4 ， 带正电。来自较大原子核的衰变。 粒子的穿透能力很弱，在空气中的射程只有 几个厘米，用纸张或皮肤就可以完全把它们挡 住。 只有当粒子进入人体内部的时候才能对人造 成危害。,射线,238U234Th+4He,射线种类, 辐射 是不稳定核发射的电子，带负电荷。 粒子比粒子小很多，穿透能力也比粒子 大得多，可以

6、用玻璃板或金属板把它们完 全挡住。 粒子可以射入人们的皮肤，但也就是到达皮肤 的顶层，不会穿透很深，如果遭受大剂量的高能 粒子照射，可能引起皮肤的烧伤（烧伤）。 如果放射性核素进入人的体内（吸入或食入）， 可能对人的组织或器官造成危害。,射线,射线种类, 辐射 由不稳定原子核发射的高能光子（电磁辐射的一种 形式，光是另一种形式的电磁辐射） 辐射的穿透能力比和辐射大很多，只有足够厚的致密物质（例如铁、铅等）才能对 辐射进行有效的屏蔽。 即使不进入体内，辐射也能对人的内部器官造 成剂量。,射线种类,射线,射线防护,射线来源,来源：裂变产生、腐蚀产物和活化产物 通常有 衰变 和衰变均会伴随 放出射线

7、 危害：贯穿能力较强。主要是外照射,来源：裂变产生、腐蚀产物和活化产物 大多数放射性核素均 具有放射性。 危害：内外照射均有,射线,射线,射线,来源：燃料芯块内，原子量大于140的重核元素 核电厂一般不会受到照射。只有发生燃料泄漏时才可能吸入产生内照射 危害：主要是内照射，破坏细胞,来源：初级中子源和运行时堆本体 危害：贯穿能力非常强。主要是外照射,射线,中子,常用的辐射相关单位,物质的放射性活度 单位：贝可(Bq) 意义：表征放射性物质衰变的速率。 1Bq=1次衰变/秒,照射量 单位：伦琴（R） 意义 ：表征辐射场的强度。 1R2.5810-4Ckg-1,吸收剂量 单位:戈瑞（Gy）Jkg-

8、1 意义：反映介质吸收的辐射能量。 当量剂量 单位：希伏（Sv） Jkg-1 意义：表征不同种类的辐射射线产生的平均吸收剂量。 当量剂量=吸收剂量x辐射权重因子 有效剂量 单位：希伏（Sv） Jkg-1 意义：表征不同器官吸收的辐射能量。 有效剂量=当量剂量x组织权重因子,辐射的来源,环境中的辐射,人受到的辐射,辐射对人体危害,生活中的辐射,生活中的辐射,每年0.0002mSv,每小时0.005mSv,每年约0.03mSv,每年约0.038-0.075mSv,每次0.50-2.0mSv,每年50mSv,每年天然辐射总和约2-4mSv,4000mSv,可以引起血液的变化，但无严重伤害,血球发生变

9、化且有一些损害，但无疲劳感,身体有损伤，而且可能感到全身无力,有损伤，全身无力，体弱者可能死亡,辐射对人体危害,掉头发，血液发生严重病变，50%的人2 至 6 周内死亡,2000-4000mSv,1000-2000mSv,500-1000mSv,250-500mSv,0-250mSv,没有显著的伤害,辐射如何影响人体,辐射防护基础知识,反应堆释放的主要放射性物质,气体，能量很低，半衰期为12年,半衰期为30年。通过食物和水将其摄入，或类似灰尘被人吸入。与其接触，会增加癌症的患病率,迅速转变为稳定的氧,半衰期29.1年。在化学性质上它与钙相似，容易进入人的骨骼和牙齿。通过食物和水进入人体,半衰期

10、是八天，颗粒状放射性化学物质。极易沉积在人体的甲状腺,反应堆,这些放射性物质以气体和微粒为主，主要通过风向外部传播,放射性物质进入人体途径,放射性微尘自然沉降在建筑物等,外照射,内照射,放射性微尘自然沉降在衣物或体表,放射性微尘通过降水沉降建筑物、道路等,吸入放射性气体和微尘,食入被放射性物质污染的食物,体外创伤被放射性物质沾污,外照射防护措施,累积剂量与受照时间成正比。,剂量率与距离的平方成反比,时间,距离,具体防护措施 ： 充分准备，减少受照时间； 加强培训和操练； 有危险时及时撤离。,具体防护措施 ： 使用工具远距离操作 任何源不能直接用手操作； 尽量远离辐射源,屏蔽,具体防护措施 ：

11、及时进入建筑物内，关闭门窗和通风系统 避开门窗等屏蔽差的部位隐蔽,屏蔽使射线 强度减弱,食入,吸入,皮肤（完好的或伤口）,内照射防护措施,放射性物质进入人体内的途径,稀释,将空气中或水中放射性物质浓度降低到容许水平以下,防护方法,隔离,把操作人员与放射性物质隔离开。避免食入或者吸入被放射性物质污染的食物和水源,常用防护手段,佩戴个人呼吸保护器具；通风、过滤以降低空气中放射性,通用防护措施,可能受到放射性污染的人应立即洗澡，用冲淋浴的方式清除污染。,及时进入建筑物内，关闭门窗和通风系统，避开门窗等地。应留在室内密闭的空间中,用毛巾等捂住口鼻。外出可戴上口罩、帽子、手套等，减少放射性物质的污染。撤离到安全区内，应将受污染的衣物及时清洗,立即淋浴,避免外出,避免身体暴露,距离防护是第一位。要尽量远离放射源，避免在污染地区逗留,躲避为先,一旦发生泄漏，应在医生指导下服用。,服用稳定性碘,仅适用放射性