核辐射物理学基础知识
核物理学重点知识总结(期末复习必备)
核物理学重点知识总结(期末复习必备)
核物理学重点知识总结(期末复必备)
1. 核物理基础知识
- 核物理的定义:研究原子核内部结构、核反应以及与核有关
的现象和性质的学科。
- 原子核的组成:由质子和中子组成,质子带正电,中子无电荷。
- 质子数(原子序数):表示原子核中质子的数量,决定了元
素的化学性质。
- 质子数与中子数的关系:同位素是指质子数相同、中子数不
同的原子核。
2. 核反应与放射性
- 核反应定义:原子核发生的转变,包括衰变和核碰撞产生新核。
- 放射性定义:原子核不稳定,通过放射射线(α、β、γ射线)变为稳定核的过程。
- 放射性衰变:α衰变、β衰变和γ衰变。
3. 核能与核能应用
- 核能的释放:核反应过程中,原子核质量的变化引发能量的
释放。
- 核能的应用:核电站、核武器、核医学、核技术等领域。
- 核电站工作原理:核反应堆中的核裂变产生的能量转换为热能,再通过蒸汽发电机转换为电能。
4. 核裂变与核聚变
- 核裂变:重核(如铀)被中子轰击后裂变成两个或更多轻核
的过程,释放大量能量。
- 核聚变:两个轻核融合成一个较重的核的过程,释放更大的
能量。
- 核裂变与核聚变的区别:核裂变需要中子的引发,核聚变则
需要高温和高密度条件。
5. 核辐射与辐射防护
- 核辐射:核反应释放的射线,包括α射线、β射线、γ射线等。
- 辐射防护:采取合理的防护措施,减少人体暴露在核辐射下
的危害。
以上是对核物理学的一些重点知识进行的总结。
在期末复习中,希望这些内容能对你有所帮助!。
核物理基础知识
核基础知识:一、电磁辐射(Electromagnetic Radiation)电磁辐射:带净电荷的粒子被加速时,所发出的辐射称为电磁辐射(又称为电磁波)。
电磁辐射:能量以电磁波形式从辐射源发射到空间的现象。
电磁频谱中射频部分是指:频率约由3千赫(KHZ)至300吉赫(GHZ)的辐射。
包括形形色色的电磁辐射,从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。
两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。
电磁辐射有近区场和远区场之分,它是按一个波长的距离来划分的。
近区场的电磁场强度远大于远区场,因此是监测和防护的重点。
电磁污染:分为天然电磁辐射和人为电磁辐射两种。
大自然引起的如雷、电一类的电磁辐射属于天然电磁辐射类,而人为电磁辐射污染则主要包括脉冲放电、工频交变磁场、微波、射频电磁辐射等。
电磁辐射危害人体的机理,电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。
1、热效应:人体70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。
2、非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体也会遭受损伤。
3、累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前,再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态,危及生命。
电磁辐射作用:(1)医学应用:微波理疗活血,治疗肿瘤等(2)传递信息:通信、广播、电视等(3)目标探测:雷达、导航、遥感等(4)感应加热:电磁炉、高频淬火、高频熔炼、高频焊接、高频切割等(5)介质加热:微波炉、微波干燥机、塑料热合机等(6)军事应用:电子战、电磁武器等《电磁辐射防护规定》具体标准如下:职业照射:在每天8小时工作期间内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率(SAR)小于0.1W/kg。
公众照射:在一天24小时内,任意连续6分钟按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02W/kg。
核辐射的基本知识与分类
核辐射的基本知识与分类核辐射是指由放射性核素放射出的粒子或电磁波在空气中传播的过程。
它是一种常见的自然现象,也是人们日常生活中经常接触到的一种辐射形式。
了解核辐射的基本知识和分类对于我们正确应对辐射的风险具有重要意义。
一、核辐射的基本知识核辐射主要包括三种类型:α射线、β射线和γ射线。
α射线是由α粒子组成的,它们是由两个质子和两个中子组成的带正电的粒子。
α射线的穿透能力较弱,一般只能穿透几厘米的空气或一层薄纸。
β射线是由高速电子组成的,它们带负电荷,穿透能力比α射线强,可以穿透几米的空气或数毫米的金属。
γ射线是电磁波的一种,没有电荷和质量,穿透能力最强,可以穿透数厘米的铅或数米的混凝土。
核辐射的强度通常用剂量率来表示,单位是西弗(Sv)或戈瑞(Gy)。
剂量率是指单位时间内辐射能量对单位质量的吸收量。
人们每天都会接受到一定剂量的自然辐射,如地壳中的放射性元素产生的辐射。
而核事故或核辐射泄漏则会导致剂量率增加,给人体健康带来潜在风险。
二、核辐射的分类核辐射可以根据其来源和性质进行分类。
根据来源,核辐射可以分为自然辐射和人工辐射。
自然辐射是指地球和宇宙中存在的自然放射性物质所产生的辐射,如地壳中的铀、钍和钾元素。
人工辐射则是人类活动产生的辐射,如核电站、核武器试验和医疗放射等。
根据性质,核辐射可以分为离子辐射和非离子辐射。
离子辐射是指核辐射与物质相互作用时能够将物质电离的辐射,如α射线、β射线和X射线。
非离子辐射则是指核辐射与物质相互作用时不能将物质电离的辐射,如γ射线和中子射线。
不同类型的核辐射对人体的影响也不同。
α射线在空气中传播时能量损失快,对人体的穿透能力较弱,但如果被吸入或摄入体内,会对身体内部的组织造成较大的伤害。
β射线在空气中传播时能量损失较慢,对人体的穿透能力较强,但能量较低,对人体的伤害相对较小。
γ射线的穿透能力最强,能够穿透人体的各种组织,对人体的伤害最大。
三、正确应对核辐射的风险正确应对核辐射的风险是保护人体健康的重要措施。
中考物理核能与核辐射的基本知识总结
中考物理核能与核辐射的基本知识总结核能与核辐射是物理学中的重要概念,对于学生来说,在中考物理考试中对核能与核辐射的基本知识的掌握是非常重要的。
下面将对中考物理中与核能与核辐射相关的基本知识进行总结。
一、核能的概念及特点核能是指原子核中储存的能量。
核能的特点有以下几点:1. 储能量大:核能是原子核内部强大的结合力所储存的能量,比化学反应所产生的能量大得多。
2. 能源集中:核能的储能量集中于原子核内部,同样的质量的核燃料所产生的能量远远超过化石燃料。
3. 灵活多样:核能既可以用于发电、提供热能,也可以用于医学、工业等领域。
二、核能的利用与应用核能的利用及应用可以分为以下几个方面:1. 核裂变发电:通过控制中子的速度,发生核裂变反应来产生大量的能量,以供发电。
2. 核聚变研究:核聚变是模拟太阳能源的源头,用于为人类提供无限清洁的能源。
3. 核医学应用:核能在医学领域具有广泛的应用,例如放射性同位素用于医学诊断、治疗等。
4. 工业应用:核能在工业生产上有多种应用,例如激光切割、核辐照杀菌等。
三、核辐射的种类及特点核辐射主要分为三种类型:α粒子、β粒子和γ射线。
它们的特点如下:1. α粒子:由两个质子和两个中子组成的带电粒子,具有较大的质量和电荷,穿透力较弱,能够被一层纸或几厘米厚的空气阻挡。
2. β粒子:高能电子或带电物质的粒子,轻质且带电,能够被金属屏蔽。
3. γ射线:高能电磁辐射,无质量无电荷,穿透力强,能够被厚铅屏蔽。
四、核辐射对人类的影响核辐射对人类和环境有一定的辐射危害,但合理利用和科学管理可以最大程度地减少辐射对人类的影响。
辐射对人体的影响主要体现在以下几个方面:1. 细胞损伤:核辐射对人体细胞的DNA和其他生物分子造成损伤,引起细胞变异、组织损伤以及生理功能障碍等。
2. 放射性疾病:长期接受大量辐射可能引发放射性疾病,如白血病、肺癌等。
3. 遗传影响:大剂量的核辐射可能会对遗传物质产生损害,导致后代遗传信息发生变异。
核辐射物理基础07
z着重研究射线穿过物质时经受的能量损失、角度偏转和 在物质中的吸收
重带电粒子与物质的相互作用 电子与物质的相互作用 γ射线与物质的相互作用
7-1 重带电粒子与物质的相互作用
一.重带电粒子与靶物质原子碰撞时的几种主要效应 1.电离
原电离,产生的自由电子叫次级电子 次电离,产生的次级电子称为δ电子 原电离和次电离之和为总电离
m
=
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1 . 48 Eβ max
其中,μm的单位为cm2/g,Eβmax单位是MeV。上式适用的能量范围是0.15MeV<Eβmax<3.5MeV
使β射线的强度减弱一半(即I/I0=1/2)的吸收层厚度,称为半衰减层厚度或半吸收厚 度,记作d1/2。d1/2和μm的关系为:d1/2=0.693/μm
¾ 光电效应截面
hν<<mec2时,K层的光电截面为:
σK
1 2/7 ~Z ( ) hv
5
光子在L、M壳层上的光电效应相对于K壳层,几率较 小。若用σph表示光电效应总截面,则有:
σ
Ph
5 = σ 4
K
光电效应截面随光子能量增大而减小,随Z的增大而增大。
2.康普顿散射
在康普顿效应中,γ光子与原子的核外电子发生非弹性碰撞, 一部分能量转移给电子,使它脱离原子成为反冲电子,而散射 光子的能量和运动方向发生变化。 光子的能量是否全部损失 康普顿效应与光电效应不同 被作用电子所在壳层不同
通常采用铅对γ射线进行防护或屏蔽
思考:
1. 如何屏蔽X射线?
2. 采取何种措施能对中子进行有效防护或屏蔽? 答:利用中子易与轻核作用发射带电粒子的反应,因而
可采用含16O、10B、6Li丰富的轻物质(采用轻物质是利 用中子与轻核间通过弹性散射能很快损失能量) ,然后 还要做好γ防护(因为生成核通常是不稳定的)。这就 是反应堆的防护层是由水、混凝土组成的原因。
核物理与辐射防护基本知识课件
继发作用
由于生物活性大分子的损伤,继而发生的组织细胞代谢的变化、 功能和结构的破坏等作用。
继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可以被机体的再生和代偿 能力修复,但有时或有的个体在修复后可在DNA中发生基因突变, 这是导致遗传效应和远期癌变的重要原因。
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2.电离辐射的生物学效应分类
随机性效应剂量效应曲线特征
频率
10
8
6
4
2
0
0
2
4
剂量
严 重 程 度
剂量
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• 1968年8月,美国某医疗单位进行诊断时, 为一名病人静脉注射198Au。按要求本应注 入7.4MBq,但却错误地注入了7400MBq。 估算结果表明,患者不同组织器官受到了 大剂量辐射的照射,肝脏和脾脏分别达73 Gy,肠6Gy,红骨髓为4.4Gy。临床表现为 肝、脾缩小,持续性血小板减少,间歇性 血尿及结膜下出血等。入院后68d突然出 现头晕,剧烈头疼,感觉迟钝等。后来 症 状不断加重,意识未能恢复,导致死亡。
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想一想
解释一下
为什么人造放射性同位 素应用比天然放射性物质应 用广泛呢?
和天然放射性物质相比,人造放射性同位素 的放射强度容易控制,还可以制成各种所需的形 状。特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多, 因此放射性废料容易处理。
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① 农业技术
用放射性同位素制成肥料和农药,利用探测 器可以了解农作物对肥料和农药的吸收部位、吸 收过程、吸收效率以及在做物体体内的分布。
第一章 核物理与辐射防护基本知识
1
2
3
4
5
6
7
核辐射物理知识点总结
核辐射物理知识点总结核辐射物理是一门研究核能放射性衰变、核反应、离子辐射和电磁辐射等现象的学科,涉及核物理、粒子物理、原子物理、化学物理等多个学科知识。
核辐射物理对于我们了解宇宙的起源和演化、研究原子核结构和核反应、应用核技术等方面都有着重要的意义。
本文将介绍核辐射物理的基本概念、辐射种类、辐射防护、核裂变和核聚变等方面的知识点,希望能为读者提供一些参考。
一、核辐射的基本概念1.1 核辐射的定义核辐射是指原子核发生自发性变化时放出的一种高能射线。
这种高能射线能够穿透物质,使物质产生电离、激发和损伤等作用,因此具有很强的穿透能力和生物学危害性。
1.2 核辐射的种类核辐射主要包括α射线、β射线、γ射线和中子射线四种。
其中,α射线是一种带正电荷的粒子束,由氦原子组成,其穿透能力相对较弱;β射线是高速电子束,其质子数变化,穿透能力大于α射线;γ射线是一种电磁波,其能量较高,能够穿透物质达数厘米,具有很强的穿透能力;中子射线是由中子组成的射线,穿透能力最强,很难被阻挡。
1.3 核辐射的单位核辐射的单位有居里(Ci)、贝克勒尔(Bq)、辐(rad)、格雷(Gy)等。
其中,居里是衡量放射性核素活度的单位,1居里等于1秒内放出2.7×10^10次核变化;贝克勒尔是国际单位制中用于衡量放射性衰变速率的单位,1贝克勒尔等于1秒内有1个核衰变事件发生;辐是国际单位制中用于衡量辐射吸收剂量的单位,1辐等于1克组织吸收1爱因斯坦能量;格雷是国际单位制中用于衡量辐射吸收剂量的单位,1格雷等于1焦尔/千克。
1.4 核辐射的生物学危害核辐射对人体的生物学危害主要表现在辐射照射后会对细胞和组织产生电离、激发和损伤,导致遗传变异和癌症等疾病。
因此,正确了解核辐射的危害性并采取适当的防护措施是非常重要的。
二、核辐射的辐射防护2.1 核辐射的防护原则核辐射的防护原则包括时间原则、距离原则、屏蔽原则和个人防护原则。
在实际工作中,人们可以通过缩短接触辐射源的时间、增加与辐射源的距离、使用屏蔽材料和配备防护设备等方式来降低辐射的危害。
核辐射基础知识
ϒ辐照装置的防护与平安
十一、控制台上紧急止动装置 在控制台上应安装紧急止动装置,可在任何时刻阻止、
迅速中断或终止辐照装置的操作,并将源降到平安位。
放射源的标识
旧标识〔现在还在延用〕
新标识〔即将推广〕
放射性标识设置地点
设备、场所、运输工具应当设置明显的放射性标识和中文警 示说明。〔放污法第十六条〕
法国FR,德国DE,英国GB
核素代码
第5-6位:为核素代码。2005年1月1日前出厂的放射源 且不清楚核素的,填写NN。
半衰期在60天以下的放射源不编码,如:P-32,Mo-99, Pd103,I-125, I-131,Au-198, 只登记备案即可。
核素 代码 核素 代码
Co-60 Cs-137 Am-241 Ni-63 Kr-85
个人剂量监测档案应当包括:〔一〕常规监测的方法和结果等相 关资料;〔二〕应急或者事故中受到照射的剂量和调查报告等相 关资料。放射工作单位应当将个人剂量监测结果及时记录在?放 射工作人员证?中。〔卫生部55号令第十二条〕
放射工作单位应当按照本方法和国家有关标准、标准的要求,安 排本单位的放射工作人员承受个人剂量监测,并遵守以下规定 〔一〕建立并终生保存个人剂量监测档案;〔二〕允许放射工作 人员查阅、复印本人的个人剂量监测档案。〔卫生部55号令第十 一条〕
放射工作人员职业安康检查、职业性放射性疾病的诊断、鉴定、医疗 救治和医学随访观察的费用,由其所在单位承担
50mSv
辐射的防护
防护的措施是时间、距离、屏蔽 时间防护:提高操作熟练程度,缩短受照时间。 距离防护:在不影响工作的情况下,尽可能远离辐射源。 屏蔽防护:设置防护屏蔽。
不同的辐射有不同的穿透能力,所以采取不同的材料来屏蔽 X和ϒ射线:均用铅、水和混凝土等来屏蔽 β射线:用铝、有机玻璃等来屏蔽 中子:用石蜡、硼酸等来屏蔽 α射线:穿透性较弱,无需防护外照射,但它进入体 内危害比较大。
第一章核辐射基本知识08
第一章:核辐射的基本知识第一节放射性现象放射性现象对于我们早已不陌生,岩石里、食物内、空气中,到处都存在放射性。
放射性现象就是不稳定的核素自发地放出粒子或γ射线,或在轨道电子俘获后放出X射线,或产生自发裂变的过程。
我们知道,原子由原子核和其外围绕的电子组成,原子核由质子及中子组成,质子与电子的数目相等,使原子呈中性。
通常用A Z X表示核素,X为元素的化学符号;A为质量数,等于质子和中子质量的总和,Z为原子序数,等于质子的数目。
例如氢有三个核素:氢、氖、氖,分别记作11H,21H,31H,它们是同位素。
同位素是质子数相同,而中子数不相同的核素。
从构成万物的一百多种元素来看,已经发现了2000多种核素,其中280多种核素是稳定的。
在不稳定的核素中有60多种是天然放射性核素,其中主要在Z>83的元素里,而余下的为人工放射性核素。
天然放射性核素发生核衰变时,会放出α、β、γ射线,人工放射性核素还可以辐射出质子或中子等。
天然放射性核素自发地衰变,一般不受温度、压力的影响,并且按指数规律变化,若某时刻t时的放射性原子核数目为N(t),则其与初始N0时具有的放射性原子核数目N。
之间有下面的关系:N(t)= N0e-λt(1-1)λ称为衰变常数,和原子核的性质有关,不同的原子核有不同的λ,衰变常数的物理意义是单位时间内一个原子核发生衰变的概率。
它反映的是衰变的速度,λ愈大,则衰变率愈大,衰变速度愈快。
通常用半衰期T1/2来表示衰变的速度或元素的寿命。
半衰期就是放射性元素原有的原子衰变一半所需要的时间。
例如238U的半衰期T1/2= 4.51*109a,从若原有1000万个原子,则经过4.51*109a后将剩下一半,约 500万个,再经过4.51*109a又剩下一半.约为 250万个;而不是经过一个半衰期剩下了一半,再经过一个半衰期的时间另一半就衰变完了。
实际上,历时10个半衰期,原有的原子还剩下于分之一左右。
核辐射物理学
•巴斯德说: 在观察的领域中机 遇只偏爱那种有准备的头脑。 •爱因斯坦说:想象力比知识 更重要,因为知识是有限的, 而想象力概括着世界上的一切, 推动着进步,并且是知识进化 的源泉。严格地说,想象力是 科学研究中的实在因动量量子化假设
h n 轨道角动量 L mvr n 2π n 1,2,3... h 约化普朗克常数 2
一般来说,轻元素发射俄歇电子 的几率较大,重元素发射X射线的 几率较大。
电子电荷:e=1.60217733(49)×10-19库仑
电子的质量:me= 9.1093897(54) ×10-31千克
二、原子结构模型 1、汤姆逊的原子模型 汤姆逊于1904年提出的“电子浸浮于均匀正电球”中的 模型。他设想,原子中正电荷以均匀的密度连续地分布在整个原 子中,原子中的电子则在正电荷与电子间的作用力以及电子与电 子间的斥力的作用下浮游在球内。这种模型被俗称为“葡萄干布 丁模型”。汤姆逊的原子模型很快地被进一步的实验所否定,它 不能解释α 射线的大角度散射现象。 2、卢瑟福核模型 卢瑟福(Ernest Rutherford, 1871—1937)英国 物理学家。1919年接替退休的汤姆孙,担任 卡文迪许实验室主任。1925年当选为英国皇 家学会主席。1931年受封为纳尔逊男爵, 1937年10月19日因病在剑桥逝世,与牛顿和 法拉第并排安葬。
电压的单位是伏特, 波长的单位是纳米
B、特征辐射
特征光谱产生: 碰撞→跃迁↑(高) →空穴→跃迁↓(低) 特征谱线的频率:
不同元素具有自己的特征谱线
5、俄歇电子 原子受X射线照射或受高能电子撞 击,原子内壳层中电子会激发出 去,产生空穴。外层电子会跃迁 到内层的空穴上,外层电子的能 量可以X射线的形式放出。或者可 传递给其他外层电子,使其激发 出去,成为自由电子,这就是所 谓俄歇电子发射(Auger Electron Emission)。
辐射物理学知识点总结
辐射物理学知识点总结辐射物理学是研究辐射现象和辐射与物质相互作用的物理学分支。
辐射物理学涵盖了很多领域,包括核能、医学、天文学等,广泛应用于生产和科研领域。
本文将对辐射物理学的基本知识点进行总结,希望能够为读者对该领域有一个全面的了解。
一、辐射的定义辐射是指由物质释放出的能量或粒子,通过空间传播的过程。
其形式包括电磁波辐射和粒子辐射。
电磁波辐射包括了光波、微波、射线等,而粒子辐射包括了α射线、β射线、中子等。
辐射物理学主要研究辐射的产生、传播和相互作用规律。
二、辐射的产生辐射的产生主要包括了自然辐射和人工辐射两种形式。
自然辐射是指地球和宇宙空间中存在的自然放射性物质释放出来的辐射,如地壳放射、宇宙射线等;而人工辐射是指由人类活动引起的辐射,如医疗放射、工业放射等。
辐射的产生源头有很多,其中包括了核反应堆、医学放射源、射线装置等。
三、辐射的传播辐射的传播是指辐射能量和粒子在空间中的传播过程,其中包括了辐射的传播路径、传播速度和传播规律。
辐射的传播途径有很多,包括了空气传播、物质传播、真空传播等。
而辐射的传播速度一般遵循光速,但也会受到介质的影响。
辐射的传播规律包括了辐射的衰减、散射和吸收等。
四、辐射与物质的相互作用辐射与物质相互作用是指辐射与物质之间的相互影响和相互作用过程。
辐射与物质的相互作用包括了辐射的散射、吸收、衰减等。
辐射与物质的相互作用规律及其影响是辐射物理学的核心内容之一。
五、辐射的测量和防护辐射测量是指对辐射强度、能量分布和剂量进行测量,以便评估辐射对人体和环境的影响。
辐射防护是指采取措施,减少辐射对人体和环境的危害。
辐射测量和防护是辐射应用的基础,对核能、医学和工业等领域具有重要意义。
六、核辐射核辐射包括了α射线、β射线和γ射线等,这些射线是由原子核放射性衰变产生的。
核辐射的性质和作用机制对核物理和核工程有重要意义,常用于医学诊断、治疗和工业检测等领域。
七、辐射治疗辐射治疗是指利用辐射对癌细胞进行杀伤和控制的治疗方法,是肿瘤学中的重要治疗手段之一。
核辐射的基本知识与分类
核辐射的基本知识与分类核辐射是指放射性物质自发地释放出的能量或粒子,对人体和环境都具有一定的危害性。
了解核辐射的基本知识和分类对于我们保护自己和环境的安全至关重要。
一、核辐射的基本知识核辐射主要包括三种类型:α粒子、β粒子和γ射线。
α粒子是由两个质子和两个中子组成的带正电荷的粒子,它的穿透能力相对较弱,一般只能穿透几厘米的空气或者一层纸张。
β粒子是带负电荷的高速电子,它的穿透能力比α粒子强,可以穿透几米厚的空气或者数毫米的金属。
γ射线是具有高能量的电磁波,它的穿透能力最强,可以穿透几米厚的混凝土或者数厘米的铅。
核辐射的强度可通过剂量率来衡量,单位为希沃特(Sievert)。
剂量率是指单位时间内受到的辐射剂量。
不同的核辐射类型对人体的伤害程度也不同,α粒子的伤害最大,γ射线的伤害相对较小。
二、核辐射的分类核辐射可以根据其来源和特性进行分类。
以下是几种常见的核辐射分类:1. 自然辐射:自然界中存在一些放射性元素,如铀、钍和钾等,它们会自发地释放出核辐射。
这种核辐射在我们日常生活中普遍存在,但由于剂量较低,对人体的危害较小。
2. 人工辐射:人类活动产生的核辐射称为人工辐射。
人工辐射主要来自核能发电厂、医疗设备和工业应用等。
这些活动会产生大量的核辐射,如果不加控制和防护,就会对人体和环境造成严重的危害。
3. 辐射事故:核事故是指核设施发生泄漏或爆炸等事故,导致大量核辐射泄露到环境中。
著名的核事故包括切尔诺贝利核事故和福岛核事故。
这些事故造成了严重的人员伤亡和环境污染,对人类的生存和发展造成了巨大的威胁。
4. 核武器爆炸:核武器爆炸是指核弹头引爆释放出的巨大能量和核辐射。
核武器爆炸会产生巨大的破坏力和辐射污染,对人类和环境造成极大的威胁。
三、核辐射的防护措施为了保护人体和环境免受核辐射的危害,我们可以采取一些防护措施:1. 防护装备:在处理放射性物质或进入辐射区域时,应佩戴适当的防护装备,如防护服、手套和面罩等。
辐射物理学中的核辐射与电磁辐射
辐射物理学中的核辐射与电磁辐射核辐射与电磁辐射是辐射物理学中两个重要的概念。
核辐射是指原子核放出的粒子或电磁辐射,而电磁辐射则是指由电场和磁场相互作用而产生的能量传播波动。
本文将从不同角度探讨核辐射与电磁辐射的一些基本知识以及其在辐射物理学中的应用。
首先,我们来看看核辐射。
核辐射主要包括α粒子、β粒子和γ射线。
α粒子由两个质子和两个中子组成,带有正电荷,质量相对较大。
β粒子可以分为β+粒子(正电子)和β-粒子(负电子),分别带有正电荷和负电荷。
γ射线是一种电磁波,没有电荷和质量。
核辐射会对物质产生不同程度的穿透力,例如α粒子较弱,可被一层纸或者几公分的空气阻挡;β粒子较强,可穿过几毫米的铝板;而γ射线穿透力最强,可以穿透大部分物质。
核辐射在医学诊断和治疗中起着重要作用。
例如,放射性同位素可以用于肿瘤的治疗和放射性标记物的制备。
在医学影像学中,放射性核素可以被注入体内,通过摄影或扫描的方式观察内脏器官的形态和功能,从而帮助医生进行准确的诊断。
此外,核辐射还可以用于放射性同位素的制备,这些同位素在医学上有广泛的应用,如用于治疗癌症。
而电磁辐射则广泛存在于我们周围的环境中。
电磁辐射包括可见光、紫外线、红外线、微波和射频辐射等。
其中,可见光是我们能够肉眼直接观察到的电磁波,而其他辐射则需要通过仪器进行检测。
电磁辐射在通信、电力、医疗等方面有广泛的应用。
例如,无线电波用于无线通信,微波用于加热食物,红外线用于红外热像仪和红外测温,紫外线用于杀菌消毒等。
然而,过度暴露于电磁辐射可能对人体健康产生潜在风险。
长期暴露于强烈的电磁辐射可能引发癌症和其他疾病。
因此,为了保护人体健康,许多国家和组织制定了电磁辐射的安全标准。
这些标准包括限制电磁辐射的强度和频率,以及规定电磁辐射源与人体的最小距离。
在日常生活中,我们还可以采取一些简单的预防措施来减少电磁辐射的暴露。
例如,尽量减少使用手机和电脑的时间,远离高压输电线路和辐射源,合理使用电器设备等。
第一章 核辐射基础知识
化学生物与材料科学学院
彭道锋
+ 怎样区分
Rn-222; Rn-220 ?
化学生物与材料科学学院
彭道锋
2.放射性平衡 与1克铀平衡时镭是多少?
N Ra
U NU Ra
226 N Ra 23 6.023 10 U NU 226 23 6.023 10 Ra Ra 4.91 10 226 23 6.023 10 1.37 1011 3.4 107 克
18 23 6 . 023 10
238
彭道锋
化学生物与材料科学学院
活度
单位时间内的衰变次数,是放射性物质“量”的单位。它表示物 质的放射性强度。 贝可(Bq):每秒发生一次衰变的放射性物质的活度。 曾用单位:居里。 1Ci = 3.7×1010 Bq 质量(W)与活度(A)的关系: A=λ N N=WNA/M W=NM/NA=AM/λ NA=AMT1/2/0.693 NA N为原子核数,NA阿佛加德罗常数, M为原子量 1 mCi 的短寿 32P 3.510-9g 14.282d 1 mCi 的长寿 238U 3 kg 4.468109 a
Y
55 26
Fe e Mn
55 25
化学生物与材料科学学院
彭道锋
3. K俘获 例:
K-capture
40 19 ↙ ↘
K
↘ β ↘
1.26 * 109 年 1.32 MeV 89 % ↘
e 11 %
↙
↙ ↓γ 1.461 MeV ↓ 基态
基态
40 20
40 18
Ar
Ca
彭道锋
化学生物与材料科学学院
化学生物与材料科学学院 彭道锋
辐射防护基础知识
• 射线:高速运动的电子,电荷 量-1,质量9.1x10-31kg.
• 射线:光子,也是电磁波,无 静止质量,能量=h 。
• 比较几种射线, 射线是重粒
子流,就单个粒子而言,其作
用效果最大。
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N
15
α、β、γ射线特征
ɑ射线是高速运动的氦原子核或氦离子
(2+2He),带两个正电荷。由于其质量大, 在空气中的射程很短,在固体或生物组 织中只有30~130微米。它的电离能力大, 穿透能力很弱。
辐射防护基础知识
一、放射性基础知识 二、核技术应用 三、环境中的电离辐射源及其防护
原则与标准 四、放射性污染的特点、来源 五、辐射监测
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1
一、放射性基础知识
1、核物理基础知识 2、重要的概念和量
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2
(一)核物理基础知识
• 放射性的发现无论对科学思想本 身,还是对宇宙的认识都产生了 一场革命(核物理、天体物理、放 射化学、放射生物学、放射医学等)。
射。
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20
衰变 、母体、子体
• 核素在衰变时放出粒子的衰变— 衰变
• 衰变时,原子核的质量和电荷都会发生变化,即核 素发生变化(见图)。
• 原子核在衰变前称为母体,衰变后称为子体。
• 衰变前后,M母>M子+M , E = MC2,以光的形式 发射。
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21
衰变
镝
• 核素在衰变时放出 粒子的衰变— 衰变
7
元素、同位素
凡是原子序数相同而质量数不同的一组核素,即同属一种元 素的一组核素,在元素周期表中占据同一位置,称为该元素的同 位素。
如2815P、2915P、3015P、3115P、3215P、3315P、3415P都是磷的同位 素。
核辐射物理基础02
[
]
因为λ1-λ2<0,即λ2-λ1>0,则经过足够长时间,因而有:
N2 =
N
λ 2 − λ1
λ1
N 10 e − λ1t =
λ
λ 2 − λ1
N1
所以
2 = 1 N λ 2 − λ1 1
2 1 =
A A
λ 2 N 2 λ1 N 1
=
λ 2 − λ1
λ 2
即暂时平衡子体的核数目N2和放射性活度A2也是按母体的半衰期T1衰减。 暂时平衡下,母子体的总放射性活度为:
及
T τ = 1 / 2 = 1 . 44 T1 / 2 0 . 693
放射性核素的特征量
λ、T1/2、τ这三个量不是各自独立的,只要知道其中 一个,即可求得其余两个。因此,这三个量都是放射性 核素的特征量
表:我国放射性废物分类
类别 气载废物 级别 名称 I II I 液体废物 II III 低放 中放 低放 中放 高放 放射性浓度Av,Bq/m3 排放限值<Av≤4×107 Av>4×107 放射性浓度Av,Bq/L 排放限值<Av≤4×106 4×106<Av≤4×1010 Av>4×1010 放射性比活度Am,Bq/kg T1/2≤60d I 固体废物 低放
! 核衰变规律是一个统计性的规律,它适用于大量原子核的
衰变,对少数原子核的衰变行为只能给出几率描写。
例: 放射性核素氡的原子核数N随时间t的变化曲线
2. 放射性活度A
定义:在单位时间内有多少核发生衰变,即放射性核素的衰变率
N = N 0 e− λt
两边同时对时间t求导,可得到:dN
dt
= − λ N
2.放射性平衡
核物理基础
主要参考教材
石油测井中的核物理基础,郭余峰,石油工 业出版社,1990年。
放射性测井原理,黄隆基,石油工业出版社, 1985年 。
核测井原理,黄隆基,石油大学出版社, 2000年。
核物理基础,庞巨丰,石油工业出版社, 2005年。
第一章 原子核物理的一些基本概念和基本知识
主要介绍一些原子核物理的基本概念,放射性和 放射性射线,放射性衰变及衰变规律.
宇宙射线 宇生天然放射性核素 原生天然放射性核素
宇宙射线:连接地球与宇宙的无形纽带
初级宇宙射线: 从宇宙空间进入地球大气层的高能粒子如质子,α
粒子和高能电子等,能谱宽,1-1014MeV; 次级宇宙射线: 初级宇宙射线与大气层中N、O等原子核作用产生,
成分有电子、光子、质子、中子和π介子等。 宇宙射线强度随海拔高度、纬度有关。
E.Fermi(费米),意大利物 理 学 家 (1901-1954) , 1938 年 获得诺贝尔奖。发明了热中 子链式反应堆。
R.L.Mossbauer(穆斯堡尔), 德 国 物 理 学 家 (1929-1976) 。 1961年因为对γ辐射的共振吸 收的研究和发现的Mossbauer 效应获诺贝尔物理学奖。
确定地层中元素的含量等,如自然伽马能谱、地 球化学元素测井;
求取地层的各种参数,如孔隙度、储层流体饱和 度等,如DEN、中子测井;
井眼流体性质及含量的确定,如氧活化水流速度 测井等;
检查套管和水泥环状况等,如伽马测井。
5、核辐射测井的独特优势:
能在含有各种井内流体的裸眼井、套管井中,对 不同类型的储层进行测量,这是其他测井方法所 不具备的;
3、核辐射测井的整体概况
现有四十多种测井方法,居各种测井方法之首;
核辐射科普知识
核辐射科普知识核辐射目录一、辐射定义二、辐射单位三、天然辐射四、人工辐射五、辐射防护六、核辐射效应七、辐射环境八、核辐射对人体的危害九、核电站事故一览十、预防核辐射一、辐射定义放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射,核爆炸和核事故都有核辐射。
核辐射主要是α、β、γ三种射线:α辐射是一个氦核,可以用一张纸挡住,但吸入体内有害;β射线是电子流,照射皮肤后烧伤明显。
这两种射线由于穿透力小,影响距离比较近,只要辐射源不进入体内,影响不会太大;γ射线的穿透力很强,这是一种波长很短的电磁波。
γ辐射与X射线类似,能穿透人体和建筑物,危害距离远。
宇宙和自然界中可以产生许多放射性物质,但危害并不太大。
只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质才能造成大规模人员伤亡。
电磁波是一种非常常见的辐射,其对人体的影响主要取决于功率(与场强有关)和频率。
用于通信的无线电波是频率较低的电磁波。
如果按从低频到高频(波长从长到短)的顺序排列,电磁波可分为:长波、中波、短波、超短波、微波、远红外、红外、可见光、紫外线、X射线γ辐射、宇宙线。
以可见光为边界,频率低于(长于)can1可见光的电磁波主要对人体产生热效应,频率高于可见光的射线主要对人体产生化学效应。
二、辐射单位公共辐射单元:核电站新旧物理量单位之间的换算关系活度居里(ci)贝可[勒尔](bq)1ci=3.7×1010bq照射量伦琴(r)库仑/千克(c/kg)1r =2.58×10-4c/kg吸收剂量拉德(rad)戈[瑞](gy)1gy=100rad剂量当量雷姆(rem)希[沃特](sv)1sv=100rem三、自然辐射天然辐射主要有三种来源:宇宙射线、陆地辐射源和体内放射性物质。
据有关资料统计,天然辐射造成的公众平均年剂量值如下表所列。
照射成分年有效剂量(毫希)宇宙线0.382.0和宇宙放射性核素0.010.01在正常背景区域暴露增加的区域天然辐射地面辐射:外部照射0.464.3陆地辐射:内照射(氡除外)0.230.6陆地辐射:氡及其衰变物的内照射二吸入222rn1.210吸入220rn0.070.1食入222rn0.0050.1总计2.4四、人工辐射人工辐射源包括放射性诊断和治疗辐射源、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸产生的灰尘,以及核反应堆和加速器的辐射。
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不同核素的T1/2值差别很大,例如232Th的半衰期 为1.39×1010年,而212PO的半衰期只有3.0×10-7秒。
几种常用放射性核素的半衰期是:
24Na的T1/2 =15.6小时 32P 的T1/2 =14.3天 60Co的T1/2 =5.3年 14C 的T1/2 =5720年
α衰变:
放射性原子核自发地放射出α粒子而变为另 一种原子核的过程称为α衰变
+ +
+
放射性++ 母核++!!
从母核中射出 的4He原子核
238U4He + 234Th
+ +
粒子得到大部分衰变能
二、β衰变(beta decay) 当一个原子核电荷数改变±1,而质量数保持不
变时,这种核衰变叫β衰变。 1、β-衰变 2、β 但对足够多的放射性核的集合,其衰变规律是确
定的,并服从量子力学的统计规律。
1、指数规律 放射性核素的衰变与周围环境的温度、压力
和温度等无关,它遵循指数衰减规律。即每秒内 衰变的原子数与现存的放射性原子数量呈比例。 例如,某种放射性核素最初共有No个原子,经过 时间t以后,只剩下N个,则N和No之间的关系为
131I的T1/2 =8.1天; 59Fe的T1/2 =47.1天; 3H的T1/2 =12.4年;
238U T1/2 =4.5109a
放射性活度(Activity)
放射性物质在单位时间内发生衰变的原子核数为该物质 的放射性活度,用A标记。
A= N = N0 e - t = A0 e - t 放射性活度单位
2、β +衰变 β+衰变是指从核内放射出一β+粒子的过程。
这里子核的质量数与母核质量数相同,只是生成的 子核增加了一个中子。所以,原子序数减少1,即在 元素周期表中前移一位。由原子核发射的叫做β+粒 子。可用下式表示:
β+射线实际上就是高速运动的正电子流。正电子 是一种质量和电子质量相等带有一个单位正电荷的粒子。
N(t)=Noe-λt 其中,λ为衰变常数,表示各核素衰变的 相对速度,即每秒衰变的核数为原有放射性核数 的几分之几。
代表一个原子核在单位时间内发生衰变的几率 半衰期(half life)放射性原子核数因衰变而减少到 原来的一半所需要的时间称为半衰期(T1/2)。
t = T1/2 时,N=1/2 N0 N0 /2 = N0e- t
1977年,国际辐射单位和测量委员会(ICRU)规定活 度的国际单位制单位为贝可勒尔,简称贝克(Bq)。 其定义为
1贝可=1衰变秒-1 (1Bq=1s-1) 它表示每秒钟有一次核衰变。
X 射线
X射线的发现 X射线的产生 X射线的本质 X射线的能谱 X射线的应用
“偶然”的大发现--X射线 1895年10月,德国波恩的物理学教授伦琴,
子核的过程--------衰变。
在这种转变过程中,常伴随着带电粒子和 γ射线发射出来,其本身变成另一种核素,该 过程称放射性衰变,这种现象称放射性现象, 这类物质称放射性物质。
衰变过程与物质所处的物理和化学状态无 关。
衰变的种类: 根据在衰变过程中放出射线的种类可将衰变
分为: α 衰变 β 衰变 γ 衰变
γ光子有很强的贯穿本领。它是波长很短的电磁 波,波长小于10nm。
γ跃迁有两种方式: 1)放出γ射线。波长极短(1Å以下)的电磁辐射。 2)内转换即:原子核把激发能直接交给核外电子, 使电子离开原子的过程。
放射性核素的衰变规律 一、衰变规律 原子核是一个量子体系,核衰变是一个量子跃
迁过程。 对一个特定的放射性核,其衰变的精确时间是
1、β-衰变
β-衰变是指从核内放射出一个β-粒子的过程。 这里子核的质量数与母核质量数相同,只是生 成的子核增加了一个质子。所以,原子序数增 加1,即在元素周期表中后移一位(右移法则)。 由原子核发射的粒子叫做β-粒子。
对β-射线进行荷质比的测量可以断定它就是高速 运动的电子流,被物质阻止后就成为自由电子,和其它 一般的电子没有什么差别。
条件: (1)电子-------灯丝 (2)加速-------高压 (3)靶面-------阳极 (4)真空
X射线的本质
X射线的本质是电磁波,与可见光完全相 同,仅是波长不同而已,具有波粒二像性。
波动性 粒子性
波动性
1906年,英国物理学家巴克拉显示了X射线的偏振现 象,首次用实验证明了X射线的波动性。1912年,德国物 理学家冯·劳厄提出设想,认为X射线是波长很短的电磁 波,晶体中各原子有规则的排列可以使X射线发生衍射。 冯·劳厄的建议很快为实验所证实,从而有力地证明了X 射线的波动性,并首次测量了X射线的波长。
在实验室内装起了阴极射线管,开始研究阴极射 线。有一包用黑纸包着的照相底片全部感了光。 11月8日晚上,他把阴极射线管用厚的黑纸包了起 来,在黑夜却看见一块涂有铂氰酸钡的荧光屏发 出绿光。他把手伸到荧光屏和阴极射线管之间, 看见了自己的手骨骼。
X射线的产生
当在真空中,高速运动的电子轰击金属靶时, 靶就放出X射线。
3、轨道电子俘获 EC
它是原子核俘获核外某一层电子,使核发生跃 迁的过程。由于K壳层电子离原子核最近,故俘获K 壳层电子(常称K俘获)的几率最大。电子俘获过程同 样也可以看做是核内一个质子转变为一个中子并放 出中微子的过程。
三、γ衰变
不稳定原子核从高激发态向低激发态或基态跃 迁,称为γ跃迁。γ跃迁可发射γ光子,也可以发 射内转换电子。γ跃迁常常伴随着α、β衰变发生。 因此,γ光子的能量对应于能级差,也就是说是具 有分立的、不连续的值。常见的γ光子能量在keV10MeV量级。
核辐射物理学
核物理基础知识
一、 物质的组成 二、 原子核的组成 三、原子核的稳定性 四、衰变及衰变规律 五、放射性 六、相关概念
半衰期 、衰变常数、放射性活度、 单位意义
一 物质的组成
物质的组成: 分子和原子 原子的组成: 原子核、核外电子 原子核分类: 稳定性原子核
不稳定性原子核
放射性: 不稳定的原子核通过自发转变为另一种原