第1章 电离辐射领域中常用的量和单位 大学课程《辐射与防护概论》课件
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放射防护概论PPT课件
人工电离辐射
人工放射性核素：
2 000多种，如 60Co, 137Cs, 90Sr, 131I, 140Ba等,医用放射性同位素 半衰期10年以上100种
射线装置：X线机、CT、医用加速器
正常情况下，人体接受的电离辐射年平均 剂量
来源
天然辐射 医学诊断 大气层核试验 切尔诺贝利核事故 核电站
年均剂量 （mSv）
医学照射使病人接受的有效剂量（mSv）
医学照射 胸部、口腔、四肢、手足X线诊断
大约剂量 （mSv）
0.01
相当天然本 底暴露时间
几天
颅骨、头部、颈部X射线诊断
0.1
乳腺X射线照相；髋部、脊柱、腹部、骨
1
盆X线诊断；头部CT ；肺部、肾同位素
扫描
肾和膀胱X射线诊断；胃钡餐；钡灌肠 ； 10 腹部CT ；骨同位素扫描
3.个人剂量及危险限值
▪ 个人受到所有有关实践合并产生的照射，应当遵守剂 量限值，或者在潜在照射的情形下遵守对危险的某些 控制。其目的是为了保证个人不会受到从这些实践来 的正常情况下被断定为不可接受的辐射危险。
▪ 不是所有的源都能在源的所在处采取行动施加控制， 所以在选定剂量限值前应先规定哪些源应包括在内作 为有关的源。
2. 防护的最优化
在进行实践的正当性分析之后，确定了要进行 涉及照射的实践，此时要进行防护最优化分析： 对一项实践中的任一特定源，个人剂量的大小， 受照的人数，以及在不是肯定受到照射的情形 下其发生的可能程度，在考虑了经济和社会因 素后，应当全部保持在可以合理做到的尽量低 的程度。
这一程度应当受到限制个人剂量的约束（剂量 约束），对潜在照射则应受到限制个人危险的 约束（危险约束），以便限制内在的经济和社 会判断容易带来的不公平。
常用的辐射量和单位资料课件
剂量当量与其他辐射量的关系
01
02
03
曝光量
描述X射线和γ射线在物质 中产生的电离效应，单位 是伦琴（R）。
照射量
描述带电粒子在物质中的 散射效应，单位是伦琴（ R）。
关系
剂量当量与其他辐射量之 间存在换算关系，可以通 过相应的换算公式进行转 换。
单位之间的换算关系
戈瑞（Gy）与希沃特（Sv）：1 Gy = 1 Sv。
常用的辐射量和单位资料课 件
• 辐射量和单位的基本概念 • 常用的辐射量
01
辐射量和单位的基本概念
辐射量
在此添加您的文本17字
辐射量是描述辐射能量、功率或通量的物理量，用于衡量 辐射对物质的作用程度。
在此添加您的文本16字
常用的辐射量包括：照射量、吸收剂量、比释动能、剂量 当量等。
在此添加您的文本16字
定向剂量当量
总结词
定向剂量当量是指在某一特定方向上受 到的辐射剂量，考虑了人体不同部位对 辐射的敏感度和照射方向的影响。
VS
详细描述
定向剂量当量是指在某一特定方向上受到 的辐射剂量，考虑了人体不同部位对辐射 的敏感度和照射方向的影响。定向剂量当 量的单位也是希沃特（Sv）。在放射生物 学和放射安全中，定向剂量当量是一个重 要的参数，用于评估特定方向的辐射场对 人体的潜在危害。
雷姆的符号是rem。
04
辐射量和单位的换算关系
吸收剂量与剂量当量的关系
吸收剂量
关系
描述物质吸收辐射能量的程度，单位 是戈瑞（Gy）。
在相同的辐射类型和能量下，吸收剂 量和剂量当量成正比，可以通过换算 公式进行转换。
剂量当量
综合考虑辐射类型、能量和生物效应， 用于比较不同辐射的生物效应，单位 是希沃特（Sv）。
[物理]第一章电离辐射领域中常用的量及其单位
![[物理]第一章电离辐射领域中常用的量及其单位](https://img.taocdn.com/s3/m/ef4a4aadbcd126fff6050b51.png)
2.电磁辐射：实质是电磁波，包括无线电波、微波、 可见光、紫外线、X射线和γ 射线等。
9
辐射分类
按与物质的作用方式，辐射又分为两类：
1、电离辐射：能够引起电离的带电粒子和不带电粒子。 *从一个原子中释放出一个价电子需要的能量:4～25eV ； *能量>10eV的光子
2、非电离辐射：<10eV光子，波长>100mm紫外线、可见光、 红外线和射频辐射。
带电粒子与物质相互作用的方式 慢化过程：能量损失和角度偏转。 (a) 电离损失(电子阻止)－带电粒子与靶物质原子中核外电子的 非弹性碰撞过程。 (b) 辐射损失－带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞过程。
(c) 核阻止—带电粒子与靶原子核的弹性碰撞
(d) 带电粒子与核外电子弹性碰撞
从微观上看：
碰撞机制： 与核外电子、原子核碰撞；弹性、非弹性碰撞。
33
3.角分布和辐射度 角分布：描述粒子入射方向的分布。
d / d d 2 N / dad
d sin d d
4
2
d sin d d
0
0 0
辐射度：注量率的角分布 粒子辐射度p：
p= d / d d 3 N / dadtd
单位：m-2.sr-1.s-1
4
2
Pd Psin d d
中期辐射损伤认识时期
时间：1930～1960年代 特点：
医学界把辐射看作是时髦的诊断和治疗手段，却缺乏 对辐射远期效应的认识，病人由于接受高累积剂量而 诱发过多的白血病、骨肿瘤、肝癌等恶性肿瘤。 损伤对象：
接受超剂量辐射照射的病人，较突出的例子有： (1) 1935—1954年，在英国应用X射线局部照射治疗
（2）1896年，Edison和助手Morton自身试验，眼部受照 数小时后，眼痛，结膜炎；
9
辐射分类
按与物质的作用方式，辐射又分为两类：
1、电离辐射：能够引起电离的带电粒子和不带电粒子。 *从一个原子中释放出一个价电子需要的能量:4～25eV ； *能量>10eV的光子
2、非电离辐射：<10eV光子，波长>100mm紫外线、可见光、 红外线和射频辐射。
带电粒子与物质相互作用的方式 慢化过程：能量损失和角度偏转。 (a) 电离损失(电子阻止)－带电粒子与靶物质原子中核外电子的 非弹性碰撞过程。 (b) 辐射损失－带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞过程。
(c) 核阻止—带电粒子与靶原子核的弹性碰撞
(d) 带电粒子与核外电子弹性碰撞
从微观上看：
碰撞机制： 与核外电子、原子核碰撞；弹性、非弹性碰撞。
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3.角分布和辐射度 角分布：描述粒子入射方向的分布。
d / d d 2 N / dad
d sin d d
4
2
d sin d d
0
0 0
辐射度：注量率的角分布 粒子辐射度p：
p= d / d d 3 N / dadtd
单位：m-2.sr-1.s-1
4
2
Pd Psin d d
中期辐射损伤认识时期
时间：1930～1960年代 特点：
医学界把辐射看作是时髦的诊断和治疗手段，却缺乏 对辐射远期效应的认识，病人由于接受高累积剂量而 诱发过多的白血病、骨肿瘤、肝癌等恶性肿瘤。 损伤对象：
接受超剂量辐射照射的病人，较突出的例子有： (1) 1935—1954年，在英国应用X射线局部照射治疗
（2）1896年，Edison和助手Morton自身试验，眼部受照 数小时后，眼痛，结膜炎；
第1章 电离辐射领域中常用的量和单位 大学课程《辐射与防护概论》课件
3
国际单位制的辅助单位
• 平面角，弧度，rad • 立体，角球面度，sr
4
第一节 辐射场的量和单位
一、 核素、同位素及放射性活度 二、 粒子注量 1． 粒子注量 2． 粒子注量率 三、 能量注量 1． 能量注量 2． 能量注量率 3． 能量注量与粒子注量的关系 四、 谱分布
5
第一节 辐射场的量和单位
式中： dN进入小球体的粒子数。 da 小球体截面积，单位m2。
粒子注量，单位m-2。
粒子没有方向性。
9
第一节 辐射场的量和单位
2.
粒子注量率（particle fluence 注量的增量。 粒子注量率，单位m-2s-1。
10
第一节 辐射场的量和单位
12 11 例如： C ( , n ) 6 6C
E >> 137mc2Z-1/3 时：
1 dE K1 E m c2 Z Z 183 2 4 ln 1 / 3 2 dl rad 2M a m c 137 Z 9
MeV cm2 g 1
27
第二节 带电粒子与物质的相互作用
3.总质量阻止本领
1 dE dl S
（1）E<10MeV，主要是电离损失和辐射损失：
S
1 dE 1 dE dl col dl rad
（2）重带电粒子，辐射损失可以忽略
28
第二节 带电粒子与物质的相互作用
d
单位时间能量注量的增量。 能量注量率，单位 Jm-2s-1。
12
第一节 辐射场的量和单位
辐射防护基础知识1PPT课件
当量剂量 (Equivalent dose)
特定种类及能量的电离辐射在人体组织或器官中引起的当 量剂量，就是该辐射在组织或器官的平均吸收剂量乘以该 辐射的辐射权重因子；当多个种类或能量的电离辐射作用 于人体组织或器官时，引起的当量剂量就是个别辐射所致 的当量剂量之和。通常用于描述辐射对人体单一组织或器 官的影响，并用于辐射防护和辐射危险度估计等。
戈瑞 (Gray, Gy)
泄漏射线量率
单位时间内穿透辐射屏蔽防护，泄漏到设备外部的电离辐 射。安检设备上测试是距离设备外壳5CM处
戈瑞 (Gray/h, Gy/h)
6
电离辐射定量描述方法 概念理解
当量剂量 针对某个器官或组织，是平均值； 有效剂量 针对全身而言，取平均值。
7
日常生活中的电离辐射单位
2
什么是电离辐射？
电离辐射认识
电离辐射是指与物质相互 作用时，能够引起物质电 离的辐射。 典型电离辐射包括X射线、 γ射线、α粒子和β粒子。
3
X射线管电压：加与X射线管阳极和阴极之间的电位差。通常，用千伏（KV）表示。 X线是从X射线管球中发出的，X射线管球有阴极侧（灯丝）和
阳极侧（靶面），管电压就是指加载到阴极侧和阳极侧之间的电压，用来 形成高压电场，使灯丝发出的热电子能在高压电场的加速下高速轰击靶面， 激发X射线。
希沃特 (Sievert, Sv)
有效剂量 (Effective dose)
体内所有组织与器官经组织权重因子加权后的当量剂量之 和。通常用于描述辐射对人体整体的影响。
希沃特 (Sievert, Sv)
5
电离辐射常用的量化单位
单次检查吸收剂量 (Absorbed dose)
定义
单位名称
辐射防护知识 ppt课件
α粒子通过物质时, 能量转移(损失)的主要方式是电离和 激发。在射线和物质相互作用时, 电离也是其他各种射线 损失能量的主要方式。
射程非常短, 1个5Mev的α粒子在空气中的射程大约是 3.5cm, 在铝金属中只有23 μm,
因此,一般认为α粒子不会对人体造成外照射的损害. 但 当其进入人体的组织或器官时, 其能量会全部被组织和器 管所吸收,所以内照射的危害是必须考虑的。 :
4n系（钍系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数，A=4n 钍系从Th-232开始，经过连续10次衰变，最后到稳定核素Pb-208。母体
Th-232的半衰期为1.4×1010年。 4n+2系（铀系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数加2，A=4n+2
铀系从U-238开始，经过14次连续衰变，最后到稳定核素Pb-206。母体 U-238的半衰期为4.468×109年。 4n+3系(锕系)：该系核素的质量数A都是4的整倍数加3，A=4n+3
锕系从U-235开始，经过11次连续衰变，最后到稳定核素Pb-207。由于 U-235俗称锕铀，故该系称为锕系。母体U-235的半衰期为7.038×108年。
除了上述3个天然放射系外，还有一个用人工方法获得的人工放射系。 4n+1系（镎系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数加1，A=4n+1
该系中Np-237的半衰期最长，为2.14×106年。
一、辐射简介
1、辐射定义及分类
辐射是指以高速粒子或电磁波的形式向周围空间或物质发 射并在其中传播能量的现象的统称，如热辐射、核辐射等。
依辐射能量的高低或其电离物质的能力，分成电离辐射 和非电离辐射两大类： 电离辐射：凡能与物质作用而引起电离的辐射。
直接电离粒子：对于高速的带电粒子，如α粒子、β粒子和
射程非常短, 1个5Mev的α粒子在空气中的射程大约是 3.5cm, 在铝金属中只有23 μm,
因此,一般认为α粒子不会对人体造成外照射的损害. 但 当其进入人体的组织或器官时, 其能量会全部被组织和器 管所吸收,所以内照射的危害是必须考虑的。 :
4n系（钍系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数，A=4n 钍系从Th-232开始，经过连续10次衰变，最后到稳定核素Pb-208。母体
Th-232的半衰期为1.4×1010年。 4n+2系（铀系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数加2，A=4n+2
铀系从U-238开始，经过14次连续衰变，最后到稳定核素Pb-206。母体 U-238的半衰期为4.468×109年。 4n+3系(锕系)：该系核素的质量数A都是4的整倍数加3，A=4n+3
锕系从U-235开始，经过11次连续衰变，最后到稳定核素Pb-207。由于 U-235俗称锕铀，故该系称为锕系。母体U-235的半衰期为7.038×108年。
除了上述3个天然放射系外，还有一个用人工方法获得的人工放射系。 4n+1系（镎系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数加1，A=4n+1
该系中Np-237的半衰期最长，为2.14×106年。
一、辐射简介
1、辐射定义及分类
辐射是指以高速粒子或电磁波的形式向周围空间或物质发 射并在其中传播能量的现象的统称，如热辐射、核辐射等。
依辐射能量的高低或其电离物质的能力，分成电离辐射 和非电离辐射两大类： 电离辐射：凡能与物质作用而引起电离的辐射。
直接电离粒子：对于高速的带电粒子，如α粒子、β粒子和
第一章 电离辐射领域中常用的量及其单位
1986年事故后的切尔诺贝利核电站
2011年日本福岛核电站事故
辐射防护的基本任务和目的
基本任务： （1）允许可能产生辐射的实践 （2）保护人员、后代、环境 目的： （1）防止有害的确定性效应； （2）限制随机性效应的发生率，把发生率控制在可 以合理做到的较低水平。
27
辐射防护的基本内容
屏蔽技术
辐射分类
按与物质的作用方式，辐射又分为两类：
1、电离辐射：能够引起电离的带电粒子和不带电粒子。 *从一个原子中释放出一个价电子需要的能量:4～25eV ； *能量>10eV的光子 2、非电离辐射：<10eV光子，波长>100mm紫外线、可见光、 红外线和射频辐射。
电离：将一个原子、分子从其束缚状态释放一个或多
个电子的过程。
为什么对辐射进行防护？
电离 激发
辐射 原子、分子
确定性效应 机体损伤 随机性效应
组织、器官
在第三章辐射对人体的影响和防护标准中会具体阐述
电离辐射
物质（作用对象）
生物效应
电离辐射剂量学：研究 电离辐射防护学：研究电 电离辐射能量在物质 离辐射对人体的危害、 中的转移和沉积的规 防止和减少这种危害的 律，（量的定义、测 综合性边缘科学。 量、计算等）的科学。
33
3.角分布和辐射度
角分布：描述粒子入射方向的分布。
d / d d N / dad
2
d sin d d
4
2
0
d
0 0
s in d d
辐射度：注量率的角分布
粒子辐射度p：
p= d / d d 3 N / d a d td 单位：m-2.sr-1.s-1
辐射防护中常用的辐射量和单位PPT课件
1吸）收水剂温量升是把高指每（多单比位热少质4量.能受照量物质传吸收递的辐给射能了量。直接电离粒子的物理量。
5MeV的中子注量为1.
1 J/kg =1Gy（戈瑞）
H：剂量当量，SI单位为焦耳每千克，单位的专门名称为西弗，用符号SV表示。
它反映了吸收剂量不均匀的空间和时间分布等因素。
比释动能就是描述间接电离粒子与物质相互作用时，把多少能量传递给了直接电离粒子的物理量。
3）吸收剂量与注量的关系
2. 比释动能及其应用
进水入温单 度位上截升间面1/积（接小4.球电的电离离辐粒射的子能量在。 物质中能量沉积过程分为两个步骤：
已知能量为14.
间接电离粒子把能量转移给带电粒子；带电粒子通过 电离辐射场：凡电离辐射在其中通过、传播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围。
剂量当量及其单位
❖ 1西弗=1焦耳/千克（J·Kg-1） ❖ 暂时与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem）， ❖ 1西弗=102雷姆（rem） ❖ 由上式可以看出，剂量当量是用适当的修正系数对吸收剂量进行加权，
注意x单位为C/Kg
例题
测得空气中某一点的照射率为100毫伦/小时， 已知光子的能量为0.4兆电子伏。求处于同一 位置小块肌肉和骨骼中的吸收剂量率？
2.2 辐射量和单位
放射性活度
A=dN/dt
单位名称为：[贝可勒尔]（Becquerel)，简称贝可，符号为Bq 每秒一次核衰变，即为1Bq=1 s-1
4）比释动能与吸收剂量的关系
带电粒子平衡：当进入该体
积元的次级带电电离粒子和 带电粒子平衡：当进入该体积元的次级带电电离粒子和离开该体积元的次级带电电离粒子的总能量和谱分布达到平衡，就称该点为中
心的体积元存在着带电粒子平衡。
放射防护常用的辐射量和单位80页PPT
放射防护常用的辐射量和单位
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。 Nhomakorabea 谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。 Nhomakorabea 谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
辐射防护知识ppt课件
来源，约占所有人工辐射照射的95%。
13
人体受到照射的辐射来源
一般场所： 天然本底为 2. 4 mSv/a,
多为内照射 (222Rn, 60%)
14
二1、、电离a辐lp射h与a物粒质的子相互与作用物质的相互作
α粒子：
用
带2个单位正电荷, 质量数为4的氦原子核,
是个带电的粒子, 一般由质量较重的放射 性原子核发射,能量为不连续的, 能量通常为 4—9 Mev。
α粒子通过物质时, 能量转移(损失)的主要 方式是电离和激发。在射线和物质相互作用
时, 电离也是其他各种射线损失能量的主要15 方式。
2、beta粒子与物质的相互作用
β粒子： 高速运动的电子,带有1个负电荷,质量为氢原子质量的1/1840, 当其和物质相互作用时,也会引起物质原子的电离和激发,β粒子的
质量比α粒子的质量要小得多,所以1个与α粒子的能量相同的β粒子, 在 同一种物质中的射程要比α粒子长得多。
例如，1个能量为5 Mev的α粒子, 在空气中的射程只有3.5cm, 而1个能量为5 Mev的β粒子,在空气中的最大射程可达20m。
16
2、beta粒子与物质的相互作用
β粒子： 与α粒子不同,β粒子穿过物质时,有明显的散射现象,其特点是β粒子
保存下来。它们大多具有α放射
性，少数具有β放射性，一般都
伴随有γ辐射，但没有一个具有
10
+
4n系（钍系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数，A=4n 钍系从Th-232开始，经过连续10次衰变，最后到稳定核素Pb-208。母
体Th-232的半衰期为1.4×1010年。 4n+2系（铀系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数加2，A=4n+2
13
人体受到照射的辐射来源
一般场所： 天然本底为 2. 4 mSv/a,
多为内照射 (222Rn, 60%)
14
二1、、电离a辐lp射h与a物粒质的子相互与作用物质的相互作
α粒子：
用
带2个单位正电荷, 质量数为4的氦原子核,
是个带电的粒子, 一般由质量较重的放射 性原子核发射,能量为不连续的, 能量通常为 4—9 Mev。
α粒子通过物质时, 能量转移(损失)的主要 方式是电离和激发。在射线和物质相互作用
时, 电离也是其他各种射线损失能量的主要15 方式。
2、beta粒子与物质的相互作用
β粒子： 高速运动的电子,带有1个负电荷,质量为氢原子质量的1/1840, 当其和物质相互作用时,也会引起物质原子的电离和激发,β粒子的
质量比α粒子的质量要小得多,所以1个与α粒子的能量相同的β粒子, 在 同一种物质中的射程要比α粒子长得多。
例如，1个能量为5 Mev的α粒子, 在空气中的射程只有3.5cm, 而1个能量为5 Mev的β粒子,在空气中的最大射程可达20m。
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2、beta粒子与物质的相互作用
β粒子： 与α粒子不同,β粒子穿过物质时,有明显的散射现象,其特点是β粒子
保存下来。它们大多具有α放射
性，少数具有β放射性，一般都
伴随有γ辐射，但没有一个具有
10
+
4n系（钍系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数，A=4n 钍系从Th-232开始，经过连续10次衰变，最后到稳定核素Pb-208。母
体Th-232的半衰期为1.4×1010年。 4n+2系（铀系）：该系核素的质量数A都是4的整倍数加2，A=4n+2
电离辐射防护与安全基础杨PPT
放射性核素表示方法
原子质量
核素符号
原子序数
❖
226Ra 88
❖
226Ra
或 Ra－226
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
常见射线的种类
+ γ-
α
β
进一步的研究证明：
（1）α射线是高速运动的氦原子核（又称α粒子） 组成的，所以它在磁场中的偏转方向与正离子流相同。 它的电离作用大，贯穿本领小。它在空气中的射程只 有几个厘米。
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变 发生原因：母核中子或质子过多
中微子
+
+ ++
+ +
+
+ +
+ 质子转变成中子，并且 带走一个单位的正电荷
中子转变成质子，并且 带走一个单位的负电荷
－
反中微子
三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能量
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变示例——3H 3He
❖1932年，查德威克发现了中子。 ❖1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象。
❖1942年12月2日，费米（Fermi）在美国芝加哥大学 建造的世界上第一座人工核反应堆，实现链式反应。
❖1945年爆炸了第一颗原子弹。
❖1952年氢弹试验成功。 ❖1954年建成第一座 核电站。
中国的“两弹一星”
世界上第一个制造的人工放射性核素 约里奥.居里夫妇 1934 年
27Al + 4He → 30P + n
βHale Waihona Puke 衰变30Si + e+ +
提供许多种放射性核素,为研究和广 泛应用开辟了广阔前景 例如：超铀元素的发现
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E >> 137mc2Z-1/3 时：
1 dE K1 E m c2 Z Z 183 2 4 ln 1 / 3 2 dl rad 2M a m c 137 Z 9
MeV cm2 g 1
27
第二节 带电粒子与物质的相互作用
第一章
电离辐射领域中常 用的量和单位
1
国际单位制基本单位？
基本单位、导出单位和辅助单位
2
国际单位制的基本单位
• • • • • • • 长度， 米， m 质量， 千克(公斤)， kg 时间， 秒， s 电流， 安［培］ ，A 热力学温度， 开［尔文］， K 物质的量摩，［尔］， Mol 光强度坎，［德拉］， cd
d
单位时间能量注量的增量。 能量注量率，单位 Jm-2s-1。
12
第一节 辐射场的量和单位
3.
能量注量与粒子注量的关系：
13
第一节 辐射场的量和单位
四、谱分布
粒子注量：
能量注量 ：
14
第二节 带电粒子与物质的相互作用
一、带电粒子的种类和物理性质 二、带电粒子与物质相互作用的主要过程 三、带电粒子在物质中的射程
四、比电离
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
一、带电粒子的种类和物理性质
带电粒子种类：
电子：核外电子
带 电 粒 子 β射线：原子核发出的高速电子
质子
α粒子
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
二、带电粒子与物质相互作用的主要过程
电离和激发
主 要 过 程
韧致辐射 核反应
化学变化
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
三、能量注量
1. 能量注量 （energy fluence ) 进入单位截面积的球体内的所有粒子能量之 和（不包括静止能量）
式中：
dEf1 粒子能量之和，单位 J。 能量注量，单位 J/m2。
11
第一节 辐射场的量和单位
2.
能量注量率（energy fluence rate）
式中：
屏蔽计算中，对韧致辐射谱 常取E(平均) 1/3 Eβmax
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
辐射阻止本领
1 dE dl rad
mc2 << E << 137mc2Z-1/3 时：
1 dE K1 E mc2 Z Z 1 2 E mc2 4 2 1 4 ln MeV cm g 2 dl rad 2M a mc2 137 mc 3
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
辐射损失
Z z2/m2
其中：Z 物质的原子序数； z — 带电粒子的电荷数；
m 带电粒子的质量。
在同一物质中，α粒子能量的辐射损失比能量相同 的电子约小107倍。
25
第二节 带电粒子与物质的相互作用
电子能量转变为韧致辐射的份额 单能电子束入射厚靶： F＝5.8×10-4Z E β射线入射厚靶： F3.33×10-4Z Eβmax
： 线碰撞阻止本领除
19
重带电粒子—质量碰撞阻止本领公式：
20
第二节 带电粒子与物质的相互作用
分析： （1）电离损失与重带电粒子的电荷z2成正比；
库仑作用力
（2）电离损失与重带电粒子的能量（速度的平方） 成反 比； 作用时间 （3）电离损失与物质的电子密度成正比；
作用概率
电子密度：
21
电子—质量碰撞阻止本领公式：
3.总质量阻止本领
1 dE dl S
（1）E<10MeV，主要是电离损失和辐射损失：
S
1 dE 1 dE dl col dl rad
（2）重带电粒子，辐射损失可以忽略
28
第二节 带电粒子与物质的相互作用
式中： dN进入小球体的粒子数。 da 小球体截面积Байду номын сангаас单位m2。
粒子注量，单位m-2。
粒子没有方向性。
9
第一节 辐射场的量和单位
2.
粒子注量率（particle fluence rate）
式中：
d 单位时间粒子注量的增量。 粒子注量率，单位m-2s-1。
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第一节 辐射场的量和单位
（1）电离损失与电子的能量（速度）成反比； 作用时间 （2）电离损失与物质的电子密度成正比；
作用概率
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
2.韧致辐射和辐射阻止本领
韧致辐射：带电粒子在原子核库仑场中被减速或加速， 其部分或全部动能，转变为连续谱的电磁 辐射。其能量损失称为辐射损失。
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
1. 电离、激发和碰撞阻止本领
库仑相互作用 带电粒子
轨道电子
电离
激发
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第二节 带电粒子与物质的相互作用
碰撞阻止本领
线碰撞阻止本领
dE dl col
： 带电粒子在介质中每单
位路径长度上电离损失的平均能量。
质量碰撞阻止本领
以密度，消除密度的影响。
1 dE dl col
历史上曾使用过的单位：居里（Ci） 1 Ci=3.71010Bq
7
二 、 粒 子 注 量
第一节 辐射场的量和单位
8
第一节 辐射场的量和单位
1. 粒子注量（particle fluence）
ICRU 定义：辐射场中某一点的注量，是进入以该点 为球心，截面积为da的小球体内的粒子 数dN除以da的商，即
3
国际单位制的辅助单位
• 平面角，弧度，rad • 立体，角球面度，sr
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第一节 辐射场的量和单位
一、 核素、同位素及放射性活度 二、 粒子注量 1． 粒子注量 2． 粒子注量率 三、 能量注量 1． 能量注量 2． 能量注量率 3． 能量注量与粒子注量的关系 四、 谱分布
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第一节 辐射场的量和单位
一、核素、同位素及放射性活度 放射性核素，如：60Co、239Pu
核素：
稳定核素，如：12C、16O
同位素：
质子数相同，中子数不同，如： 氢的同位素包括了1H、2H、3H
6
第一节 辐射场的量和单位
放射性活度A（activity）：
放射性核素的核转变率， （不是原子核数或发出的粒子数）
式中：
A 放射性活度，SI单位：贝克勒尔（Bq）。 1 Bq＝1s－1 dN dt 时间内发生的核转变数。