辐射探测与防护 第2讲
探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
[解析] 中子轰击铜核的核反应方程为 10n＋6259Cu→6258Ni＋AZX， 则 1＋65＝65＋A， 0＋29＝28＋Z， 得 A＝1，Z＝1，则 X 为11H。 上述方程为10n＋6259Cu→6258Ni＋11H。 同样办法可得镍发生 β 衰变的核衰变方程： 6258Ni→6259Cu＋0－1e。 [答案] 10n＋6259Cu→6258Ni＋11H 6258Ni→6259Cu＋－0 1e
2．气泡室探测射线的特点 控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体 的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体 过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。气泡室在观察 比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧， 可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得 多的机会来摄取所寻找的事件。人们根据照片上记录的情况， 可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况。
2．探测射线的装置 (1)威耳逊云室： ①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体 分子 电离 ， 过饱和 酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结 成雾滴，于是显示出射线的径迹。 ②粒子的径迹
α粒子
β粒子
γ粒子
径迹 直 而粗 比较细 ，且常常 弯曲 一般看不到
(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的 是气泡室里装的是 液体 ，例如液态氢 。
3．盖革—米勒计数器只能计数 这种探测器使用起来方便，根据各种射线的电离本领， 它不能探测γ粒子，因为γ子不带电，几乎无电离能力，不能 使计数器产生放电脉冲，只能探测β射线和α射线。由于射线 进入后形成一次次的电离，在外电路中就产生了一次次的脉 冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来，即可计数， 盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类。 [名师点睛] 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线 的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射 线的种类。
第二讲 辐射防护基础知识
有关电离辐射的几个定义
• • •
电离是指原子由于其中的电子脱离原子核的束缚而成为自 由电子和离子对的过程； 电离辐射是指凡是与物质发生直接或间接相互作用而使物 质原子电离的一切辐射。所关心的主要有α粒子、β粒子、 γ光子、中子形成的辐射场； 电离辐射源是指可以通过发射电离辐射或者释放放射性物 质而引起辐射照射的一切物质或者实体。例如：室内装修 用的花岗岩、放射性同位素、辐照装置、放射诊断和治疗 设备、核电厂、放射性污染物等。
– I类源为极高危险源。没有防护情况下，接触这类源几分种至 – – – –
1小时就可致人死亡。 II类源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至 几天人员可致人死亡。 III类源为危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时就可 对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡。 IV类源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长 时间、近距离接触这些源的人可造成可恢复的临时性损伤。 V类源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。
• • •
从密封放射源、放射源的定义来看，实际上，通常所说的放射源 主要是指密封放射源（密封源）； 非密封放射源是指非永久密封在包壳里或紧密固结在覆盖层里的 放射性物质； 《中华人民共和国放射性污染防治法》中规定射线装置是指X射线 机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。
对放射源需要了解什么？
一、辐射防护的概念
辐射防护的概念与含义
•
实践已证明，由于电离辐射对人体有损伤作用，过量的辐射照射会 引起对人体的危害；由于早期的历史条件和技术水平，人们在研究、应 用核能和电离辐射技术的实践中付出了一定的代价——居里夫人； • 毋庸回避，核能和核技术的广泛应用存在着潜在性的危险，因为过量 的辐射照射的确会对人体产生危害，凡应用核能与核技术和从事电离辐 射研究的单位，必须重视由此带来的辐射防护和安全问题； • 搞好辐射防护与安全工作，是核能、核技术得到广泛应用和发展的有 力保障，这就是“用”和“防”辩证统一的关系；
探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
14 7
N
4 2
He
17 8
O
1 1
H
人工转变——中子的发现
查德威克证实了卢瑟福关于原子核内还存在中子的猜想，
被称为“中子之父”
9 4
Be
4 2
He
162
C
1 0
n
意义：
中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响， 是研究原子核的强有力的“炮弹”。在此以前，可供 研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ 三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更 有效的“炮弹”，人们用它轰击各种原子核，获得了 许多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子 能的利用。
一、核反应：
1、定义： 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的过程-----核反应
2、规律： 在核反应中，质量数和电荷数都守恒
人工转变——质子的发现
卢瑟福用α粒子轰击氮核，从氮核中打出
一种新粒子。这种新粒子带有一个单位的 正电量，质量是电子质量的1800多倍。卢 瑟福把它叫做质子(proton)。质子的符号是 p
γ射线探伤仪
B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关 系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体 的高度等，从而实现自动控制
放射线测厚仪
C、放射性治疗：
用钴60发射的射线照射病变部位，可以杀死病变细胞。
利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以 利用它杀菌、治病等
食品保鲜
被不同剂量γ射线照射后的 马铃薯8个月后的情况，左 上方的马铃薯没经过γ射线 照射，右下方的被γ射线照 射的剂量最大，左下方保 存最好的马铃薯被γ射线照 射的剂量适中。
消除有害静电 消灭害虫 治疗恶性肿瘤
农作物检测 诊断器质性和功能性疾病 生物大分子结构及功能研究
第2讲辐射度学
光视效能与光谱光视效能的关系
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3.1 光视效能与光视效率
3.1.2光视效率
定义：光视效能 公式：
V
与最大光谱光视效能 K m 之比 K
K V Km
光谱光视效率（视在函数） ：
V
K Km
光视效率与光谱光视效率的关系：
1 v d V e d V V d . K m e d e d
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3.2 基本光度量
光通量 光亮度 光照度 发光强度 光出射度 光量
发光效率
返回
用“标准人眼”来评价的光辐射通量
明视觉光通量： 暗视觉光通量：
3.2.1光通量
v Km
780nm
380nm
780nm
V e d
V ' e d
'v K 'm
辐射度学的基本特点。
辐射能的测量误差较大，1%误差已经是很的科学与技术。引入了描述人眼对光敏感程
度的物理量，还考虑人眼视觉机理的生理和感觉印象等心 理因素。光度学的一些概念仅适用于可见光范围。
2.辐射量
2.光谱辐射量 1.基本辐射量
辐射量
3.光子辐射量
红外系统
第2讲 辐射度学
本节内容
1.引言
2.辐射量
基本辐射量 光谱辐射量
光子辐射量
3.光度量
光视效能
基本光度量
1.引言
辐射度学。
是一门研究电磁辐射能测量的科学与技术。在整个电磁波
谱范围内，辐射度学的基本概念和定律都是适用的。
辐射度学的基本假设。
辐射按直线传播； 辐射能是不相干的。
工业射线探伤辐射安全与防护讲义
工业射线探伤辐射安全与防护讲义工业上常用的无损检测技术之一是射线探伤技术，是指使用放射性同位素或X射线来对钢铁、铸铁、铝合金及其它金属材料等进行内部缺陷的检测。
而由于射线探伤中放射性物料的使用，使其存在一定安全隐患，因此进行辐射安全与防护是不可或缺的。
本文将概述工业射线探伤辐射安全与防护的相关知识。
一、射线探伤中的辐射物质射线探伤技术常用的辐射物质有两种，分别是同位素和X射线。
同位素有一定的放射性，产生伽马射线或贝塔射线，常用的有60Co、192Ir、^137Cs等。
而X射线是通过特殊的管道、发射系统产生的。
两种辐射物质的产生方式不同，但在射线探伤的实际操作中，其使用方式基本相同。
二、辐射的危害和防护在射线探伤实验中生产的辐射有可能对人体的健康造成损害。
因此，在进行射线探伤时要严格控制辐射出现的时间、空间和程度，确保操作人员在安全的范围内。
一旦被辐射，人体会产生不同程度的损害，比如夏季的阳光就是一种小量辐射来源。
人体接受的辐射剂量超过一定范围，就会出现胃肠道症状、皮肤症状、消化道症状、血液系统症状等。
甚至严重时会影响人体内部器官的组织结构，到达严重影响生命安全的情况。
因此，在进行射线探伤前，需明确辐射剂量，记录好操作时间和空间，及时确定辐射区域和辐射防护措施。
1. 防护措施在射线探伤过程中，必须严格使用防护措施，以确保操作人员和周围环境的安全。
（1）人员防护：工作人员必须戴上防护服和防护手套，防止辐射物质通过皮肤和黏膜进入身体。
同时要在操作区域配备辐射监测器，及时发现低剂量辐射区域。
（2）区域防护：对辐射工作区域进行标记和具体防护措施。
对于不需要操作但接近辐射区域的人员进行警告，切断非必要的人员进入辐射区域。
2. 辐射剂量辐射剂量是衡量辐射量的指标。
在射线探伤操作中应该控制辐射剂量，以保护操作人员的身体健康。
但是即使在低剂量下，辐射也会对操作人员的健康造成影响。
3. 辐射探测为确保人员的安全，必须配置辐射探测器，对可能存在的辐射进行监测及时发现，准确掌握操作环境的辐射量，及时做出合理处理。
核武器辐射探测与防护基础ppt课件
综合思索防护β射线采用低Z物质，如铝。
二、β射线与物质的相互作用
2.3 β射线的吸收和射程
❖吸收
➢ β射线在经过一定厚度的物质时，电子的数目随 着间隔的添加而逐渐减少，这种景象称为吸收。
❖射程
➢ β射线从进入物质到完全被吸收沿原入射方 向穿过的最大间隔，称为该粒子在物质中的 射程。
❖ 采用高Z物质可以有效阻挠射线，例如铅； ❖ 采用高Z物质可提高探测效率，例如碘化钠； ❖ 总的来说，由于射线不带电、无静止质量，穿透
力较强。
射线与物质的相互作用
五、中子与物质的相互作用
❖弹性碰撞 ❖非弹性碰撞 ❖中子俘获
五、中子与物质的相互作用
5.1 弹性碰撞
➢ 中子与物质中原子核碰撞时把部分能量传给原子 核，带有能量的原子核脱离出原子,此原子核称反 冲核，而中子本身带着较低能量改动运动方向继 续行进，构成散射中子，这种景象称弹性碰撞。 带电荷的反冲核获得能量后，在其运动途中可引 起物质电离和激发。
二、β射线与物质的相互作用
2.1 与原子核外电子的非弹性碰撞
➢ β射线与核外电子发生非弹性碰撞，以使靶物质原子 电离或激发的方式而损失其能量，我们称它为电离损 失。
dx
电离
z2 v2
NZ
z β射线电荷数；v β射线速度；N物质单位体积的原子 数；Z物质原子的原子序数。
用高NZ元素，如铅来阻挠β射线比较有利。
1、与核外电子发生非弹性碰撞 2、与原子核发生非弹性碰撞 1、光电效应 2、康普顿效应 3、电子对效应 1、弹性散射 2、非弹性散射 3、俘获过程
二、β射线与物质的相互作用
2.2 与原子核的非弹性碰撞
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
[解析] (1)因放射性的电离作用，空气中与验电器所带电荷电 性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷消失． (2)α 射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度 1 mm 的铝板，因 而探测器不能探到，γ 射线穿透本领最强，穿透 1 mm 的铝板和 几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨，β 射线也能穿透几毫米厚 的铝板，但厚度不同，穿透后 β 射线中的电子运动状态不同， 探测器容易分辨．
直而粗
②
弯曲
(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡 室里装的是__液__体__，如液态氢． 粒子通过_过__热___液体时，在它的周围产生__气__泡__而形成粒子的
径迹．
(3)盖革—米勒计数器 ①优点：G-M 计数器非常_灵__敏___，使用方便． ②缺点：只能用来_计__数___，不能区分_射__线__的__种__类___．
三、放射性同位素的应用与防护 1．应用射线：利用 γ 射线的_穿__透__本__领___可以测厚度等，还可以 用于放射治疗、照射种子培育优良品种等． 2．示踪原子：一种元素的各种同位素具有_相__同___的化学性质， 用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达 的位置． 3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线 对人体组织_有__破__坏__作__用___．要防止放射性物质对水源、空气、 用具等的污染．
原子的人工核反应和人工转变 1.条件：用 α 粒子、质子、中子，甚至用 γ 光子轰击原子核使原 子核发生转变． 2.实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开， 而是粒子打入原子核内部使核发生了转变． 3.规律 (1)质量数、电荷数守恒． (2)动量守恒．
4.原子核人工转变的三大发现 (1)1919 年卢瑟福发现质子的核反应 147N＋42He→178O＋11H. (2)1932 年查德威克发现中子的核反应 94Be＋42He→126C＋10n. (3)1934 年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素的核反应： 2173Al＋42He→3105P＋10n；1350P→1340Si＋01e. 5．核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接， 只能用单向箭头表示反应方向．
探测射线的方法放射性的应用与防护 课件
追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里去， 是怎样分布的了，我们把用作这种用途的放射性同位素叫 作示踪原子．
例如：利用示踪原子可以检查输油管道上的漏油位 置．在生物学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要 的作用．在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位 素，这样可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥 料．
(4)盖革—米勒计数器：G—M计数器非常灵敏，用 它推测射线十分方便．但不同的射线产生的脉冲现象 ____相__同____ ， 因 此 只 能 用 来 计 数 ， 不 能 区 分 射 线 的 ___种__类___．
2．核反应． 原子核在其他粒子的轰击下生成_新__原__子__核_的过程， 人类第一次实现原子核的人工转变，是卢瑟福用 __α_粒__子___轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，该核 反 应 方 程 为 _147_N_＋__42_H_e_―__→__178_O_＋__11_H_ ， 这 也 使 人 们 发 现 了 ___质__子___．
4．盖革—米勒计数器． (1)构造． 计数器的主要部分是计数管，其结构如下图所示．它是一 支玻璃管，里面有一个铜圆筒(或在管壁上涂有一层导电薄膜)， 这是阴极，穿过圆筒轴心的钨丝是阳极．管内充有低压的惰性 气体，工作时在两极间加上的电压通常略低于管内气体的电离 电压．
(2)原理．
当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离， 产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中 的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这 样，一个粒子进入管中后可以产生大量电子．这些电子到 达阳极，阳离子到达阴极，在电路中就产生一次脉冲放电， 利用电子仪器可以把放电次数记录下来．
2．仪器． 威尔逊云室． (1)构造． 云室的主要结构如下图所示．圆筒形容器的下底是一个可在小范 围活动的活塞；上盖是透明的，通过它可观察云室内发生的现象或进 行照相．放射源可放在室内侧壁附近，也可放在室外侧壁的窗口．
人教版选修(2-3)《射线的探测和防护》教案
人教版选修（2-3）《射线的探测和防护》教案§11.1 引言1895年德国物理学家威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Conrad Roentgen）发现了X射线。
他在做电子放电管的实验期间注意到了：当把涂有氰亚铂酸钡的屏靠近电子放电管时，屏就会发出荧光。
经过进一步研究，他断言这种荧光是由一种看不见的射线引起的，这种射线不仅能穿透玻璃，而且还能穿透不透明的材料。
他还发现，他能够拍摄到物体内部结构的图像。
例如，由于骨骼对X 射线造成的衰减比软组的要大些，所以能够拍出骨骼的构造图像。
让X射线透过物体而得到物体内部构造图像的方法叫做X射线照相术。
这一发现立即轰动了医学界，在几个月内全世界许多地方的医生开始用X 射线帮助诊断，后来这些医生就成了放射学家；如第五章所述，其中的许多人因受辐射的过量照射而死去了。
如今X射线在医学中已经得到了广泛的应用，不只是用于诊断，而且还用于治疗许多种疾病。
此外，X射线在工业和科研工作中也有许多用途。
X射线、γ射线与可见光、无线电波一样，都属于电磁辐射。
它们的静止质量和电荷都为零，它们的波长与能量有关。
X射线和γ射线的区别主要有两个方面：第一，γ射线发自于原子核内，而X射线则来自于电子轨道的改变；第二，给定源发射的γ射线一般具有确定的能量，但X射线通常具有一个能量分布，其最高能量可以达到某个特征极大值。
产生X射线的最主要方法与所谓的轫致辐射过程有关，轫致辐射一词来自德语，以很高速度运动的带电粒子（通常是电子）撞击在靶上而迅速减慢时就会产生轫致X射线。
例如，当放射源的β辐射撞击在屏蔽材料上时就产生轫致辐射，用这种方法产生X射线的效率与靶的原子序数密切相关。
高原子序数材料的X射线产额比低原子序数材料的高很多（这就是用低原子序数材料、如有机玻璃来屏蔽β放射源的原因）。
不论用什么材料做靶，用β粒子来产生X射线对于大多数应用来说其强度都太低。
医学和工业应用中产生射线的方法与伦琴所用的方法相似，只是近代的X射线设备更加安全，效率也高得多。
探测射线的方法放射性的应用与防护PPT培训课件
4 2 4 开展管理评审
2.4根据定期检验制度，编制压力容器检验计划，负责组织贯彻执行。
6
6.4及时纠正违反正确操作规程的充装操作。
（4） 1H + 0n → H1 + γ
1
1
2
二、人工放射性同位素
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里 发现经
过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷
食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）
粮食保存 食品保鲜
棉花育种
（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物
研究等.
棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥， 把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸 收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作 物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分 布情况等，用通常的方法很难研究．
P 30
15
4 2He2 17 3 A l3 10 5 P0 1n
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界
没有天然的
30 15
P
，它是通过核反应生成的
人工放射性同位素。
2、与天然的放射性物质相比，人造放射性 同位素：
➢放射强度容易控制 ➢可以制成各种需要的形状 ➢半衰期更短 ➢放射性废料容易处理
三、放射性同位素的应用
2、规律:质量数和电荷数都守恒
指出下列核反应中的错误并更正：
14 17 9.2 卖方提供的服务的费用应含在货物的合同总价中，买方不再另行支付。
2.1贯彻执行国家和上级有关健康、安全环境管理的方针、政策、法规和制度，对本站员工在生产过程中的健康、安全和环境管理负第
（1） N + α = O + 质子 一责任。
1、推荐青年骨干上生产一线关键岗位， 20． 终止合同 １、新增资料：单击【+】 ，系统会在主窗口中增加一个编辑行，然后在空白编辑框中录入或单击下拉按钮从列表中选择相应的数据
辐射防护复习资料
第一讲 核辐射基础及射线与物质的作用1. 核辐射是指在各种核衰变及核跃迁中从原子核中释放出来的辐射，包括：γ辐射、中子辐射、α和β辐射。
初级辐射：核燃料元素在裂变时和裂变后的裂变产物放出的核辐射。
次级辐射：初级辐射与物质相互作用所产生的核辐射。
2. 原子与原子结构：硬球、汤姆逊葡萄干面包模型、卢瑟福“行星”模型、玻耳原子结构模型3. α粒子轰击金箔产生大角度散射4. 核素就是具有给定原子序数和质量数的原子；核素之间以其不同的原子序数或不同的质量数（或两者都不同）来相互区别5. α粒子能谱是不连续的6.衰变 : 与质子数相比中子数较少的核是不稳定的，这种核要放出正电子，使质子转化成中子，从而变得相对稳定一些。
如放出一个正电子，质子数由8变成7，从而转化为稳定核。
7. 粒子的能谱是连续:在 衰变过程中放出的能量，由 粒子、中微子或反中微子以及反冲核带出。
因反冲核质量较大，反冲运动的能量很小，故放出的能量主要由 、v 及 带出。
又因它们之间可以有任意的能量分配方式，故 粒子的能谱是连续的8. 中微子的质量接近于零，目前正在进行精确测定。
中微子的自旋量子数是1/2。
中微子的质量有一个上限。
小于250MeV 。
9. 衰变规律: 设起始时间t=0时，初始的总放射性核为N(0)，到t 时刻未衰变的核有N(t)个。
某一定时间间隔dt 的衰变率和当时所存在的原子核数N 成正比10. 电离辐射: 凡是与物质直接或间接作用时能使物质电离的一切辐射11. 带电粒子与物质相互作用机理:电离辐射作用于物质，所引起的某些物理、化学变化，或作用于生物体时所产生的生物效应，几乎都是通过带电粒子把能量传递给物质所引起的12. 带电粒子与物质相互作用的主要过程: 带电粒子与物质相互作用的过程是复杂的，主要过程是电离和激发，弹性散射和轫致辐射 带电粒子主要通过电离和激发过程损失能量，其次是通过轫致辐射13. 射程: 带电粒子射入物质后与物质相互作用，不断损失能量，能量损失完后不再作为自由粒子而存在的现象称为吸收。
辐射的探测和防护
挑战：随着辐射探 测与防护技术的广 泛应用，需要解决 不同领域和场景下 的技术难题和应用 问题，以满足不同
用户的需求。
机遇：随着科技 的不断进步和市 场需求的变化， 辐射探测与防护 技术将迎来更多 的发展机遇和空
间。
机遇：随着技术 的不断更新和完 善，辐射探测与 防护技术将为人 类带来更多的安 全保障和福祉。
辐射探测技术在环境监测领域的应 用还包括对核设施退役、核事故应 急响应等方面的监测
添加标题
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案例分析：某核电站周围环境辐射 监测系统，采用辐射探测技术实时 监测环境辐射水平，保障公众安全
案例分析：某核设施退役过程中，采 用辐射探测技术对放射性物质进行定 位和定量分析，确保退役过程的安全 可控
射剂量
闪烁计数法： 通过测量闪烁 体的发光来测
量辐射剂量
半导体探测器 法：利用半导 体材料的能带 结构来测量辐
射剂量
气体电离探测器 闪烁探测器 半导体探测器 热释电探测器
核设施：监测核设施内的辐射水平， 确保安全运行
医疗领域：用于诊断和治疗肿瘤等 疾病，辅助医生制定治疗方案
添加标题
添加标题
添加标题
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
辐射探测器的工作原理 辐射探测技术的分类 辐射探测技术的应用场景 辐射探测技术的发展趋势
直接测量法： 通过测量辐射 场中的粒子数 量或能量来确
定辐射剂量
气体电离法： 利用气体电离 效应来测量辐
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探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件 (2)
4．人工转变核反应与衰变的比较 (1)不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒 子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生， 而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响。 (2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量 数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒。Βιβλιοθήκη 人工放射性同位素的应用与防护
[释疑难·对点练]
1．放射性同位素 (1)放射性同位素的分类： ①天然放射性同位素； ②人工放射性同位素。 (2)人工放射性同位素的优势： ①放射强度容易控制； ②可制成各种所需的形状； ③半衰期短，废料易处理。
2．放射性的应用 (1)放射出的射线的利用： ①利用 γ 射线的贯穿本领：利用 60Co 放出的很强的 γ 射线 来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫 γ 射线探伤。利用 γ 射 线可以检查 30 cm 厚的钢铁部件，利用放射线的贯穿本领，可用 来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自动控 制生产过程； ②利用射线的电离作用：放射线能使空气电离，从而可以消 除静电积累，防止静电产生的危害；
(2)α 射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为 1 mm 的 铝板，因而探测器不能探到；γ 射线穿透本领最强，穿透 1 mm 厚的铝板和几毫米厚铝板在探测器上很难分辨；β 射线也能 穿透几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透铝板后 β 射线中的 电子数目不同，探测器容易分辨。
[答案] (1)B (2)β
A．射线的贯穿作用
() B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用 D．以上三个选项都不是
(2)如图是工厂利用放射线自动控制 铝板厚度的装置示意图，若工厂生产的是 厚度为 1 mm 的铝板，在 α、β、γ 三种射 线中，你认为对铝板的厚度起控制作用的是________射线。
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第二章气体探测器电离室正比计数器盖革-弥勒计数器2-1 气体中电子和离子的运动规律一.气体的电离入射带电粒子通过气体时,会使气体分子电离或激发, 从而在粒子通过的径迹上生成大量的离子对(电子和正离子)。
带电粒子在气体中产生一对离子对所需的平均能量ω称为电离能几种气体电离能ω(eV)和最低电离电位I0(eV)二.电子和离子在气体中的运动(外加电场下)气体分子被电离后, 生成的电离电子和正离子存在下列几种运动情况:1.由于外加电场的加速作用,电子与正离子将被电场拉开而沿电场方向漂移;2.电子和离子因空间分布不均匀而由密度大处向密度小处扩散;3.电子被中性气体分子俘获, 形成负离子;4.正负粒子复合, 形成中性分子。
电子和离子的漂移1.2 电子的漂移电子的漂移速度与约化场强E/P不成正比关系。
下图给出了电子在几种气体中的漂移速度。
与离子的漂移相比，电子的漂移有两点重要差别①电子漂移速度约106cm/s ，比离子大103倍。
这是因为电子的质量比离子小约103倍，而其平均自由程比离子大数倍，因而在平均自由程内电子将获得较大的动能，从而有更大的漂移速度。
②电子的漂移速度对组成气体的成分非常灵敏。
在单原子分子气体中（如Ar ，Xe ，Kr 等）加入少量的多原子分子气体（如CO 2，CH 4，N 2等）时，电子的漂移速度甚至可增大一个数量级。
这是因为多原子分子气体的激发电位很低，因而在单原子分子气体中加入少量后，电子做杂乱运动的程度降低，从而漂移速度相应增大2.电子和离子的扩散粒子的扩散与气体的性质、压强和粒子杂乱运动的速度有关。
由于电子的杂乱速度很大，所以扩散要比离子快得多。
✦在单原子分子气体中加入少量的多原子分子气体，可以减小电子扩散的影响。
3.负离子的形成☐电子在一次碰撞中被中性分子捕获的几率与气体的性质有关。
有些气体捕获的几率特别大，如O 2、水蒸气和卤族气体，称为负电性气体；而惰性气体和N 2、CH 4、H 2等捕获几率却很小。
☐形成负离子的结果使漂移速度大大地减慢，从而增加了复合损失，这将对气体探测器的性能产生不利影响，因此应尽量避免。
为减少负离子的形成，一种办法可通过纯化工作气体的方式实现；另一种办法是在单原子分子气体中加入少量的捕获电子几率小的多原子分子气体，减少粒子的扩散来实现。
4. 正负粒子的复合电子与正离子的复合称为电子复合负离子与正离子的复合称为离子复合†电子或离子的复合率与气体的性质、压强及粒子杂乱运动的速度有关, 还与正负粒子的相对速度有关。
‡由于正、负离子碰撞时的相对速度比电子和正离子碰撞时的相对速度小得多，因此离子复合率比电子复合率大几个量级。
一. 电离室工作原理电离室的基本工作原理在于完全地收集由带电粒子所引起的全部离子。
平行板电离室结构示意图1.只有当正离子在漂移过程中,外回路才有电流讯号I +(t)存在。
一旦正离子到达负极板，电流讯号立即为零；2.正离子从其初始位置漂移到负极板上的整个过程，在外回路流过的电荷总量等于正离子初始时在正极板上的感应电荷q 1，而不是正离子的电荷e 。
正离子初始位置不同，q 1也就不相同。
关于正离子漂移：2-2 电离室☐与正离子在电场中的漂移类似，关于电子在电场作用下的漂移，会产生一个电流讯号I-(t),其流动方向与I+(t)方向相同。
一旦电子到达正极，I-(t)立即等于零。
☐带电粒子穿过电离室时产生的都是离子对，即正离子和电子永远都在同一位置同一时刻产生，所以它们在两个电极上感应电荷的总和为零，对外回路不产生任何影响。
只有在电场作用下，它们做背向漂移运动时，外回路中就有电流讯号出现，显然I(t)= I-(t)+ I+(t)。
当正离子和电子全部到达极板时，电流I(t)立即为零。
一对正负离子对从其初始位置漂移到被上下两个极板收集的整个过程中，在外回路流过的电荷总量等于电荷e，与这对离子对产生的位置无关。
☐如果带电粒子在电离室内产生N0对离子，它们都将在电场作用下漂移，这时它们产生的总电流信号为I(t)= ∑Ii -(t)+ ∑Ii+(t)（∑为对i=0到N求和）。
显然，在这N0对离子对被收集过程中，外回路流过的电量为Ne。
☐实验上可以测量出I(t)，或测量电流I(t)流过负载电阻时形成的电压信号，即可记录入射粒子。
二. 电离室的构造电离室的结构简图❒电离室电极形状大多是平行板和圆拄形的,与记录仪器相连的一个电极叫收集电极，它通过负载电阻接地。
另一个电极则加上数百至数千伏电压，叫高压电压。
电极间用绝缘体隔开,并密闭于充一定气体的容器内。
❒在收集电极和高压电极之间还有一个保护环，其电位和收集电极相同。
保护环与两电极间也是由绝缘体隔开。
保护环的作用是使从高压电极到地的漏电流不通过收集电极，并使收集电极边缘的电场不被畸变而保持均匀。
❒电离室的大小和形状，室壁和电极的材料及所充的气体成分、压强都要根据辐射的性质、实验的要求来确定三.电离室的类型1. 脉冲电离室通过记录单个入射粒子与气体作用产生的电离电荷在收集电极上所引起的电压脉冲来实现的.由于电子漂移引起的脉冲变化率远大于正离子所引起的,所以电子脉冲构成电压脉冲的快成分,而离子脉冲构成电压脉冲的慢成分.但它最后达到的幅度只决定于总电离,而与电离产生的地点无关.脉冲电离室的分类离子脉冲电离室:收集一个入射粒子引起的全部正负离子的电离室,脉冲延续时间比较长(约为10-3s),可用来测定入射粒子的能量;离子脉冲电离室的缺点：脉冲延续时间太长（~ms），当计数率大于102cps时，脉冲就可能发生重叠电子脉冲电离室:只记录电子脉冲的电离室,脉冲延续时间较短(约μs量级),可用作对入射粒子进行快计数,但一般不能用来测定入射粒子能量.怎样使得电子脉冲电离室既能做快计数又能测能量？屏珊电离室和圆柱形电离室(a)屏珊电离室❒屏珊电离室克服了电子脉冲电离室的脉冲幅度与电离产生地点有关的缺点；❒脉冲开始出现时刻（第一个电子到达G的时刻）与电离发生的时刻有一段时延；❒屏珊电离室显然不适用于气态放射源判断下列说法是否正确：1）电离室的外回路脉冲是由电离室内部的电子和离子被收集到电极上以后才形成的。
2）对于离子脉冲电离室，电子脉冲和离子脉冲各贡献了最终脉冲总幅度的一半。
关于脉冲电离室的总结●电离室内电子和正离子的漂移，使两级上感生的电荷发生变化，从而形成电压或电流脉冲。
这种变化（即脉冲）始于离子对生成，终于离子对全部被收集；●脉冲的变化率取决于漂移速度。
电子的漂移速度约比正离子大3个量级，这就决定了t≤T-时间内，脉冲前沿主要是电子脉冲的贡献，它构成脉冲的快成份，但它的电压幅度与电离产生的地点有关。
至于在T-<t<T+时间内，主要是离子脉冲的贡献，这是脉冲的慢成份，但它最终到达的电压脉冲幅度只决定于原电离的离子对总数（即总电离），而与电离产生的地点无关；●负离子的形成使得脉冲快成份受损失。
因此，使用电子脉冲的电离室要注意工作气体的纯度，避免负电性气体杂质。
关于脉冲电离室脉冲电离室所能记录的带电粒子数目不能过大,否则脉冲将重叠,甚至无法分辩。
因此，在大量入射粒子的情况下，只能由平均电离电流或累积的总电荷来测定射线的强度。
这就是电流电离室和累计电离室。
电流电离室电离室的线性范围（标号1至6相应于辐射强度顺次增强情形）电流电离室工作特性的指标主要有：饱和特性。
饱和区有一定斜率，造成斜率的主要原因一是电压升高时，电极边缘的电场增强，使实际的灵敏体积扩大；二是负电性气体杂质的存在。
灵敏度。
指单位强度射线照射下输出的电离电流。
线性范围。
指电离室输出电流与辐射强度保持线性关系的范围。
时间响应特性。
指辐射强度改变时，包括测量系统在内的电离室的反应速度。
四. 电离室的应用1. 脉冲电离室主要用于测量α粒子及其他电离本领较大的粒子,一般是将放射源置于电离室内。
它可用来测能谱（计数率随粒子能量的分布曲线）、入射粒子强度不大时绝对剂量（能谱与强度的综合测量）、射程等量。
例：能谱测量结果❒由于总电离的统计涨落，造成测得的谱线有一定的展宽；❒半宽度（FWHM，或ΔE）：极大值一半处的全宽度。
它反映了电离室对相邻谱线的分辨本领；❒能量分辨率η= ΔE/E0例：多个α粒子源体系的能谱测量结果2. 电流电离室主要用于测量稳定性较好的强X（或γ）射线、β射线剂量。
此外，由于α粒子具有很大的电离本领，因而可用电流电离室测量强度很弱的α放射性。
另外，它还常用于测量宇宙线的强度。
核电厂区域γ放射性测量（一般使用圆柱形电流电离室）主要为以下三个方面：●事故及事故后区域γ进行测量——探测器一般安在反应堆厂房内壁上；●燃料元件操作区域γ放射性测量——分别对反应堆换料和乏燃料水池各设置两个通道，一般情况下，在燃料操作吊车桥架和沿水池的墙壁上各设置一个监测通道；●环境γ剂量率水平的测量——在以反应堆为圆心的半径为3km的圆周内每一个人口密度高的区域设置一个监测通道，并在有相似风向且半径相当的人口密集区设置一个通道。