第一章放射性基础知识
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放射性基础知识及工业辐射安全防护培训
(四 ) 辐照类型
1.内照射 放射性物质通过食入、吸入、经过皮肤表面深入等途径进入人体内。 2.外照射 体外源的照射。对于X射线、 γ射线，由于其特性，主要考虑外照射所带来的危害。
(五 ) 辐射效应 辐射效应：辐射照射人体后可以引起人体发生某些生物学效应，称之为辐射效应。 分类：分为躯体效应和遗传效应。
*
（六）放射源、射线装置的分类
1.分类原则 由于放射源的应用领域广泛，活度的变化范围很大，高活度源能在短期内对人体产生严重的确定性效应，而低活度源不可能产生这种效应。所以必须有一个放射源分类系统，才能将放射源的安全管理与辐射风险联系在一起，作为与放射源安全和保安等许多相关活动的一个基础。
*
*
放 射 源 分 类 表（常用） 核素名称 I类源 II类源 III类源 IV类源 V类源 （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） Am-241 ≥6×1013 ≥6×1011 ≥6×1010 ≥6×108 ≥1×104 Am-241/Be ≥6×1013 ≥6×1011 ≥6×1010 ≥6×108 ≥1×104 Au-198 ≥2×1014 ≥2×1012 ≥2×1011 ≥2×109 ≥1×106 Ba-133 ≥2×1014 ≥2×1012 ≥2×1011 ≥2×109 ≥1×106 C-14 ≥5×1016 ≥5×1014 ≥5×1013 ≥5×1011 ≥1×107 Cd-109 ≥2×1016 ≥2×1014 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥1×106 Cf-252 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥2×1010 ≥2×108 ≥1×104 Cl-36 ≥2×1016 ≥2×1014 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥1×106 Co-57 ≥7×1014 ≥7×1012 ≥7×1011 ≥7×109 ≥1×106 Co-60 ≥3×1013 ≥3×1011 ≥3×1010 ≥3里 8.11毫居 2.7微居 Cr-51 ≥2×1015 ≥2×1013 ≥2×1012 ≥2×1010 ≥1×107 Cs-134 ≥4×1013 ≥4×1011 ≥4×1010 ≥4×108 ≥1×104
1.内照射 放射性物质通过食入、吸入、经过皮肤表面深入等途径进入人体内。 2.外照射 体外源的照射。对于X射线、 γ射线，由于其特性，主要考虑外照射所带来的危害。
(五 ) 辐射效应 辐射效应：辐射照射人体后可以引起人体发生某些生物学效应，称之为辐射效应。 分类：分为躯体效应和遗传效应。
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（六）放射源、射线装置的分类
1.分类原则 由于放射源的应用领域广泛，活度的变化范围很大，高活度源能在短期内对人体产生严重的确定性效应，而低活度源不可能产生这种效应。所以必须有一个放射源分类系统，才能将放射源的安全管理与辐射风险联系在一起，作为与放射源安全和保安等许多相关活动的一个基础。
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放 射 源 分 类 表（常用） 核素名称 I类源 II类源 III类源 IV类源 V类源 （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） Am-241 ≥6×1013 ≥6×1011 ≥6×1010 ≥6×108 ≥1×104 Am-241/Be ≥6×1013 ≥6×1011 ≥6×1010 ≥6×108 ≥1×104 Au-198 ≥2×1014 ≥2×1012 ≥2×1011 ≥2×109 ≥1×106 Ba-133 ≥2×1014 ≥2×1012 ≥2×1011 ≥2×109 ≥1×106 C-14 ≥5×1016 ≥5×1014 ≥5×1013 ≥5×1011 ≥1×107 Cd-109 ≥2×1016 ≥2×1014 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥1×106 Cf-252 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥2×1010 ≥2×108 ≥1×104 Cl-36 ≥2×1016 ≥2×1014 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥1×106 Co-57 ≥7×1014 ≥7×1012 ≥7×1011 ≥7×109 ≥1×106 Co-60 ≥3×1013 ≥3×1011 ≥3×1010 ≥3里 8.11毫居 2.7微居 Cr-51 ≥2×1015 ≥2×1013 ≥2×1012 ≥2×1010 ≥1×107 Cs-134 ≥4×1013 ≥4×1011 ≥4×1010 ≥4×108 ≥1×104
放射性的基础知识
一、放射性1、放射性核衰变核衰变：有些原子核不稳定，能自发地改变核结构，这种现象称为核衰变；放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即α、β、γ射线，这种现象称为放射性；天然放射性：天然不稳定核素能自发放出射线的特性；人工放射性：通过核反应由人工制造出来的核素的放射性。
2、放射性衰变的类型①α衰变：不稳定重核(一般原子序数大于82)自发放出4He核(α粒子)的过程；α粒子的质量大，速度小，照射物质时易使其原子、分子发生电离或激发，但穿透能力小，只能穿过皮肤的角质层②β衰变：放射性核素放射β粒子（即快速电子）的过程，它是原子核内质子和中子发生互变的结果；负β衰变（β-衰变）：核素中的中子转变为质子并放出一个β-粒子和中微子的过程。
β-粒子实际上是带一个单位负电荷的电子。
β射线电子速度比α射线高10倍以上，其穿透能力较强，在空气中能穿透几米至几十米才被吸收；与物质作用时可使其原子电离，也能灼伤皮肤；正β衰变(β+衰变)：核素中质子转变为中子并发射出正电子和中微子的过程；电子俘获：不稳定的原子核俘获一个核外电子，使核中的质子转变成中子并放出一个中微子的过程。
因靠近原子核的K层电子被俘获的几率大于其他壳层电子，故这种衰变又称为K 电子俘获；③γ衰变：原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态时所发射的电磁辐射；γ射线是一种波长很短的电磁波（约为0.007~0.1nm），穿透能力极强，它与物质作用时产生光电效应、康普顿效应、电子对生成效应等；3、放射性活度和半衰期①放射性活度：单位时间内发生核衰变的数目；A—放射性活度（s-1），活度单位贝可（Bq），其中1Bq=1s-1，1贝可表示1s内发生1次衰变；N—某时刻的核素数；t—时间（s）；λ—衰变常数，放射性核素在单位时间内的衰变几率；②半衰期(T1/2)：放射性核素因衰变而减少到原来的一半所需时间；4、核反应：用快速粒子打击靶核而给出新核(核产物)和另一粒子的过程称为核反应；方法：用快速中子轰击发生核反应；吸收慢中子的核反应；用带电粒子轰击发生核反应；用高能光子照射发生核反应；二、照射量和剂量1、照射量dQ——γ或x射线在空气中完全被阻止时，引起质量为dm的某一体积元的空气电离所产生的带电粒子（正或负）的总电量值（C，库仑）；x——照射量，国际单位制单位：库仑/kg，即C/kg伦琴（R），1R=2.58×10-4C/kg伦琴单位定义：凡1伦琴γ或x射线照射1cm3标准状况下（0℃，101.325kPa）空气，能引起空气电离而产生1静电单位正电荷和1静电单位负电荷的带电粒子；2、吸收剂量：在电离辐射与物质发生相互作用时单位质量的物质吸收电离辐射能量的大小；D——吸收剂量；——电离辐射给予质量为dm的物质的平均能量；吸收剂量D的国际单位为J/kg，专门名称为戈瑞，简称戈，用符号Gy表示：1Gy=1J/kg拉德(rad) 1rad=10-2Gy吸收剂量率（P）：单位时间内的吸收剂量，单位为Gy/s或rad/s3、剂量当量（H）：在生物机体组织内所考虑的一个体积单元上吸收剂量、品质因数和所有修正因素的乘积，H=DQND——吸收剂量（Gy）；Q——品质因数，其值决定于导致电离粒子的初始动能，种类及照射类型；N——所有其他修正因素的乘积，通常取为1；剂量当量(H)的国际单位J/kg，希沃特(Sv)，1Sv=1J/kg雷姆(rem)，1rem=10-2Sv剂量当量率：单位时间内的剂量当量，Sv/s或rem/s；4、第二节环境中的放射性本节要求：了解环境中放射性的来源，放射性核素在土壤、水、大气等环境中的分布，了解放射性核素对人体的危害及内照射概念。
放射性基础知识1
放射性辐射防护
RADIATION AND PROTECTION
放射性基础知识
1、原子核的组成 2、核衰变或核蜕变 3、解放射性衰 变规律 4、放射性的应用
医疗照射问题
X照射 CT SPECT PET MRI 放疗 BNCT
CT
CT（electronic computer Xray tomography technique） 电子计算机X射线断层扫 描技术
99 m
Tc T1/ 2 6h99Tc ( E 0.140MeV )
内转换——137Cs 137Ba
• 注意： γ跃迁只改变核的状态，不改变核的组成，故
又称同质异能跃迁，用符号：I.T.表示。 • 4、每一次蜕变放出的粒子情况有以下三种： 1）、一次蜕变放出某种粒子一个。例如 238U每发生一次蜕变就放出能量为 4.18MeV的α粒子一个。 2）、分支蜕变。每次蜕变或放出这种或放 出那种粒子一个，各占一定的比例，用百 分数表示。如RaC每次蜕变有99.96%的 几率放出β粒子，有0.04%几率放出α粒子。 又如：226Ra每次蜕变有94.3%的几率放 出4.793MeV的α粒子，有5.7%的几率放 出4.612MeV的α粒子。 3）、一次蜕变放出好几个光子。
放疗
加速器（感应加速器、 回旋加速器、直线加速 器） 近距离后装治疗机 伽马刀
BNCT
硼中子俘获治疗（Boron Neutron Capture Therapy,简称BNCT）通过在肿瘤细胞内的 原子核反应来摧毁癌细胞
一、原子核的组成
核子 中子
+ ++
质子
电子
原子模型
原子核的组成
M P 1.0073
原子核自发地发射各种射线的现象，称 为放射性。
RADIATION AND PROTECTION
放射性基础知识
1、原子核的组成 2、核衰变或核蜕变 3、解放射性衰 变规律 4、放射性的应用
医疗照射问题
X照射 CT SPECT PET MRI 放疗 BNCT
CT
CT（electronic computer Xray tomography technique） 电子计算机X射线断层扫 描技术
99 m
Tc T1/ 2 6h99Tc ( E 0.140MeV )
内转换——137Cs 137Ba
• 注意： γ跃迁只改变核的状态，不改变核的组成，故
又称同质异能跃迁，用符号：I.T.表示。 • 4、每一次蜕变放出的粒子情况有以下三种： 1）、一次蜕变放出某种粒子一个。例如 238U每发生一次蜕变就放出能量为 4.18MeV的α粒子一个。 2）、分支蜕变。每次蜕变或放出这种或放 出那种粒子一个，各占一定的比例，用百 分数表示。如RaC每次蜕变有99.96%的 几率放出β粒子，有0.04%几率放出α粒子。 又如：226Ra每次蜕变有94.3%的几率放 出4.793MeV的α粒子，有5.7%的几率放 出4.612MeV的α粒子。 3）、一次蜕变放出好几个光子。
放疗
加速器（感应加速器、 回旋加速器、直线加速 器） 近距离后装治疗机 伽马刀
BNCT
硼中子俘获治疗（Boron Neutron Capture Therapy,简称BNCT）通过在肿瘤细胞内的 原子核反应来摧毁癌细胞
一、原子核的组成
核子 中子
+ ++
质子
电子
原子模型
原子核的组成
M P 1.0073
原子核自发地发射各种射线的现象，称 为放射性。
放射性基础知识
放射性活度旧的专用单位是居里（Ci），它表示放射性 核素在1秒钟发生3.7×1010次核衰变即：
1居里（Ci）＝3.7×1010秒－1（S－1）
活度常用kBq( k＝103）、MBq（M＝106）、GBq（G＝ 109）、TBq（T＝1012）、PBq（P＝1015）和mCi（毫居 里）、Ci（微居里)等由词头和贝可或居里构成的十进 位数或分数单位表示。它们之间的关系：
内容
第一部分：核与辐射技术应用概况 第二部分：放射性基础知识 第三部分：辐射量及其单位
第一部分 核与辐射技术应用概况
应用范围广泛，遍及国民经济各部门。
核电站、医疗卫生、工业探伤、油田测井、地
质勘探、辐照加工、计量仪表(核子秤、料位
计、密度计、水分计等)、辐照育种、同位素
示踪、教育科研等。
一、民用电离辐射源
子核在单位时间内发生衰变的概率。
每一种放射性核素都有其固定的衰变常量， λ值越 大，表示放射性核素衰变的快。
半衰期T½
定义：放射性母体原子核数目衰减至原来数目的一半所需要的时间。
物理意义：表示核衰变快慢的物理量。 各种放射性核素都有一定的半衰期，如碘-131的半衰期是8天， 铯-137是30年，钴-60的半衰期是5.26年，铱-192的半衰期是74.3 天，硒-75的半衰期是118天碳-14是5730年，钚-239是24000年，铀 -238是4 470 000 000年，等等。
三、放射性衰变规律
衰变定律
母体原子核的数目随时间呈指数规律减少 N=N0e-λt 式中：N0是当t=0时刻放射核素母体的原子核数目。 母体总核数N的值随时间t的增加按指数规律衰减；λ为
一比例常数，称为衰变常数。
放射卫生防护知识培训
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something
放射卫生防护培训
主讲人：xxx xx年xx月xx日
主要内容
一、放射性基础知识 1、基础概念 2、射线分类及危害 3、常用的辐射量及单位 二、放射卫生法规
《职业病防治法 》
1、《放射工作人员健康管理规定》 2、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 3、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》 4、《放射事故管理规定》
辐射量用途比较
活度：表示放射源的强度 吸收剂量：物 体吸收的能量
照射量：X、伽瑪射线的量 有效剂量：与 射线种类及危 害相联系
二、放射卫生法规与标准
放射卫生工作的主要法律、法规
职业病防治法 ❖ 与职业病防治法相配套的法规目前有
---《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》 ---《放射事故管理规定》 ---《放射工作人员健康管理规定》
1、《放射工作人员健康管理规定》
（2）职业性放射性疾病的诊断与管理（分两级管理）
国家职业病诊断鉴定委员会放射病诊断鉴定组: ●对全国职业性放射病诊断工作进行技术指导和仲裁； ●受理省级职业性放射病诊断鉴定组提出的疑难病例； ●参与放射事故中受照人员的医学检查与处理。
1、《放射工作人员健康管理规定》
*事故的分类：
一类：人员受超剂量照射事故 二类：放射性物质污染事故 三类：丢失放射性物质事故
3、常用的辐射量及其单位
●有效剂量 (H)
●有效剂量是用适当的修正因数对吸收剂量进行加权， 以便更好地和辐射所引起的有害效应相联系的物理量。 H=DQN
●D，吸收剂量； ●Q，品质因数，是估计辐射效应的因子； ●N ， 其 它 修 正 系 数 的 乘 积 ， I C R P 指 定 为 1 。 ●Q值与射线种类有关
something
放射卫生防护培训
主讲人：xxx xx年xx月xx日
主要内容
一、放射性基础知识 1、基础概念 2、射线分类及危害 3、常用的辐射量及单位 二、放射卫生法规
《职业病防治法 》
1、《放射工作人员健康管理规定》 2、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 3、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》 4、《放射事故管理规定》
辐射量用途比较
活度：表示放射源的强度 吸收剂量：物 体吸收的能量
照射量：X、伽瑪射线的量 有效剂量：与 射线种类及危 害相联系
二、放射卫生法规与标准
放射卫生工作的主要法律、法规
职业病防治法 ❖ 与职业病防治法相配套的法规目前有
---《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》 ---《放射事故管理规定》 ---《放射工作人员健康管理规定》
1、《放射工作人员健康管理规定》
（2）职业性放射性疾病的诊断与管理（分两级管理）
国家职业病诊断鉴定委员会放射病诊断鉴定组: ●对全国职业性放射病诊断工作进行技术指导和仲裁； ●受理省级职业性放射病诊断鉴定组提出的疑难病例； ●参与放射事故中受照人员的医学检查与处理。
1、《放射工作人员健康管理规定》
*事故的分类：
一类：人员受超剂量照射事故 二类：放射性物质污染事故 三类：丢失放射性物质事故
3、常用的辐射量及其单位
●有效剂量 (H)
●有效剂量是用适当的修正因数对吸收剂量进行加权， 以便更好地和辐射所引起的有害效应相联系的物理量。 H=DQN
●D，吸收剂量； ●Q，品质因数，是估计辐射效应的因子； ●N ， 其 它 修 正 系 数 的 乘 积 ， I C R P 指 定 为 1 。 ●Q值与射线种类有关
放射性基础知识ppt课件
放射性基础知识
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1
电离辐射标志
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2
电离辐射警告标志
电离辐射警告标志
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3
放射性（电离辐射）
性质 。具有衰变的性质
。特点 （1）能自发放出射线，与此同时衰变成别 的核素。 （2）有一定的半衰期。 （3）原子核数目服从指数年规律减少。
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4
放射性分类
放射性射线主要有α射线（带正电）、β 射线（带负电）、γ射线（不带电）。
三种射线的穿透能力比较： γ射线（混凝土或铅板）>β射线（铝板）> α射线（纸）
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6
放射性半衰期
原子核数目减少到原来数目一半所需的时 间称为该核素的半衰期。用T1/2表示。不同 的核素半衰期不一样，如：
。氚-3（12.3年）、钴-60 （ 5.27年）、铯-137 （30.2年）、镭-226（1600年）、铀-238（45亿 年）、铱-192（74.2天）、氡-222（3.8天）、碘源自31（8天）完整编辑ppt
17
现场工作注意防护
利用仪器
。利用辐射仪器可判断放射源是否存在。同时， 也能判断辐射剂量的大小。
。注意标志
。放射源的三叶标志，工作场所有警示标志（当 心电离辐射），放射源的包装体或铭牌上有放射 源的标志。
。依靠经验
a.主要根据不同行业使用的放射源的核素种类、活 度大小的不同，采取不同的防护措施。
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12
放射源分类
根据对人的危害程度，分为5类。
Ⅰ类放射源属极危险源。没有防护情况下，接触几分钟到1 小时就可致人死亡。
Ⅱ类放射源属高危险源。没有防护情况下，接触几小时到几 天可致人死亡。
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1
电离辐射标志
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2
电离辐射警告标志
电离辐射警告标志
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3
放射性（电离辐射）
性质 。具有衰变的性质
。特点 （1）能自发放出射线，与此同时衰变成别 的核素。 （2）有一定的半衰期。 （3）原子核数目服从指数年规律减少。
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4
放射性分类
放射性射线主要有α射线（带正电）、β 射线（带负电）、γ射线（不带电）。
三种射线的穿透能力比较： γ射线（混凝土或铅板）>β射线（铝板）> α射线（纸）
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6
放射性半衰期
原子核数目减少到原来数目一半所需的时 间称为该核素的半衰期。用T1/2表示。不同 的核素半衰期不一样，如：
。氚-3（12.3年）、钴-60 （ 5.27年）、铯-137 （30.2年）、镭-226（1600年）、铀-238（45亿 年）、铱-192（74.2天）、氡-222（3.8天）、碘源自31（8天）完整编辑ppt
17
现场工作注意防护
利用仪器
。利用辐射仪器可判断放射源是否存在。同时， 也能判断辐射剂量的大小。
。注意标志
。放射源的三叶标志，工作场所有警示标志（当 心电离辐射），放射源的包装体或铭牌上有放射 源的标志。
。依靠经验
a.主要根据不同行业使用的放射源的核素种类、活 度大小的不同，采取不同的防护措施。
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12
放射源分类
根据对人的危害程度，分为5类。
Ⅰ类放射源属极危险源。没有防护情况下，接触几分钟到1 小时就可致人死亡。
Ⅱ类放射源属高危险源。没有防护情况下，接触几小时到几 天可致人死亡。
放射性基础知识概述.pptx
H1
3 2
He1
C O 14
16
68 88
4).同量异位素（） 质量数A相同，质子数Z不同的核素。
40 18
Ar
K 40
19
95 40
Zr
95 41
Nb
5).同质异能素（）
质子数 Z 和中子数 N 均相同，而能态不同 的核素。
87 38
Sr
87 38
Sr
m
同质异能态：同质异能素所处的能态，是寿命比较长 的激发态。
两种核素，Z同，A、N不同。
60Co 60Com 两种核素，A、Z、N同，能态不同。
2).同位素（）和同位素丰度
1 1
H
2 1
H
3 1
H
氢的三种同位素；
U U 235
238
92
92
铀的二种同位素。
具有相同原子序数但质量数不同的核素称为某元素 的同位素。(即Z相同，N不同，在元素周期表中处于同 一个位置，具有基本相同化学性质。)
87 38
Sr
m
激发态半衰期为2.81hr。
图1-2 核素图（部分）
图1-3 稳定核素分布图
• 稳定核素几乎全落在一条光滑曲 线上或紧靠曲线的两侧，我们把 这条曲线称为β稳定曲线。
• 稳定曲线上方的核素为丰中子核 素，易发生β-衰变。位于稳定 曲线下方的核素为缺中子核素， 易发生β+衰变
原子核的结合能
• 在正常状态下，电子先充满较低的 能级 （P3）
• 受到内在或外来因素的作用时，处 在低能级的电子有可能被激发到较 高的能级上（称为激发过程）；或 电子被电离到原子的壳层之外（称 为电离过程）。
• 特征X射线。
放射性的基础知识
放射性的基础知识一、 放射性衰变不稳定的原子核，能自发放出射线，转变成稳定的原子核，这一转变过程称为放射性衰变。
自然界存在着稳定性核素和放射性核素，放射性衰变是原子核内部的物理现象。
稳定的原子核中，中子和质子数目通常保持一定的比例，当中子数或质子数过多时，原子核便不稳定，形成放射性核素。
放射性核素又分为天然放射性核素（自然界存在的，如U-238, Th-232，Ra-226和K-40等）和人工放射性核素（由人工核反应生产的，如Cs-137，Co-60，I-131等）。
1、 核衰变方式，主要有以下几种：① α衰变，放射性原子核放出α粒子（He 原子核）后生成另一个核的过程。
Z X A →Z-2YA-4+2He 4+Q 它一般发生在原子序数较高的重原子核中,尤其为原子序数大于82的重金属原子核中,如88Ra 226→86Rn 222+2He 4+4.879Mev 92U 238→90Th 234+2He 4+4.15Mev ② β衰变，分β-衰变、β+衰变和电子俘获三种情况。
β-衰变为放出负电子（e -）的衰变，它是由于原子核中中子过多而造成，放出一个负电子后，核内一个中子转变为一个质子，原子序数增加1，衰变式为：Z X A →Z+1Y A +β-+ν+Q由于β-衰变产生的能量在β-粒子和反中微子ν之间分配，因此β-粒子的能量是连续分布，最大为Q ，最小为0，如：55Cs 137→56Ba 137+β-+ ν+Q 27Co 60 →28Ba 60+β-+ ν +Q 同理β+ 衰变是放出正电子（e +）的衰变，它是由于原子核内质子过多而引起的，放出一个正电子后，核内一个质子转变为一个中子，原子序数减少1，其衰变式为：Z X A →Z-1Y A +β++ν+Q 自然界中找不到正电子衰变的核素。
电子俘获又称K 俘获，它是原子核自核外层轨道上（通常在K 层）俘获一个电子，使核里的一个质子转变成一个中子，并放出中微子，衰变式为：Z X A +e +→Z-1Y A +ν+Q 很多放射性同位素会发生电子俘获衰变，如：26Fe 55 +e -→25Mn 55+ν+Q 53I 125 +e -→52Te 125+ν+Q 电子俘获过程中会伴随发生标识χ射线，γ射线和俄歇电子（即外层电子跃迁至K 层时，过剩能量传递给另一个壳层电子发出）。
放射性基础知识
Q
92238U
α（24He）+90234Th
蜕变产物的确定用位移定律确定， 即：蜕变前后总质量数和总电荷数不变。
衰变—— 238U 234Th
+
+
+
++
+
Parent nu+cleus
+ +
4He nucleus emitted
238U4He + 234Th
particle gets the most decay energy
原子核或原子称为核素。
A Z
X
N
C 12 66
12 6
C
12 C
核子数、中子数、质子数和能态只要有一个不同，就 Nhomakorabea不同的核素。
20886Tl 3980Sr
60Co
28028Pb Y 91
39
58Co
两种核素，A同，Z、N不同。 两种核素，N同，A、Z不同。 两种核素，Z同，A、N不同。
60Co 60Com 两种核素，A、Z、N同，能态不同。
A Z
X
e Z A1Y
Q
电子俘获
A proton changes to neutron
Electron
X ray
衰变
+
+ ++
+ +
+
+ +
photon
99mTcT1/2 6h99Tc (E 0.140MeV)
射线特点：
1、光子是从原子核中发射的； 2、常常伴随在 、 衰变之后； 3、单能； 4、 射线的能量与原子核相关。
放射性基础知识和伴生矿防护ppt课件
6
放射性的基本概念
➢ 原子核自发地放射出的射线，主要是α粒子、β粒子和 γ射线。
α射线：是高速运动的氦原子核，能量一般为4-9MeV，速 度接近光速的1/10，穿透能力很小，但是它的电离能力很 强。
β射线：是高速运动的电子，能量连续分布，速度接近光 速，穿透能力比α射线强，可穿过几毫米厚的铝板，电离 作用比α射线弱，但也能使空气电离。
γ射线：是一种波长短、能量大的电磁波，速度为光速， 能量一般在几十KeV至几MeV，穿透能力很强，要比β射线 大50~100倍，比α射线大10,000倍。
8
放射性的基本概念
α衰变：原子核自发的放射出α粒子而发生的转变，叫做α
衰变。
A ZX A Z 4 2Y 4 2H eQ
能够发生α衰变的原子核都为重核，质量数A大于140。
应用
有效剂量
当 眼晶体
量 剂
皮肤
量 四肢
剂量限值
职业照射
连续5年平均，20mSv/a（100mSv) 任何一年中，50mSv/a 孕妇：声明后余下时间内对其腹部 不超过2mSv(胎儿1mSv) 学徒（＜18岁）：6mSv/a
150mSv/a（＜18岁50mSv/a）
公众照射
1mSv/a 特殊情况，5mSv/a
9
放射性的基本概念
β衰变：原子核自发地放射出电子或正电子或俘获一个轨 道电子而发生的转变，统称为β衰变。
A ZX ZA 1Ye- Q
10
放射性的基本概念
γ跃迁：处于较高激发态的原子核要向较低能级跃迁，跃 迁过程中放出γ射线。γ射线的自发发射往往是伴随α或β射 线产生的。
2 67 C 0 o2 68 0 Nie
15mSv/a
500mSv/a （＜18岁150mSv/a）
放射性的基本概念
➢ 原子核自发地放射出的射线，主要是α粒子、β粒子和 γ射线。
α射线：是高速运动的氦原子核，能量一般为4-9MeV，速 度接近光速的1/10，穿透能力很小，但是它的电离能力很 强。
β射线：是高速运动的电子，能量连续分布，速度接近光 速，穿透能力比α射线强，可穿过几毫米厚的铝板，电离 作用比α射线弱，但也能使空气电离。
γ射线：是一种波长短、能量大的电磁波，速度为光速， 能量一般在几十KeV至几MeV，穿透能力很强，要比β射线 大50~100倍，比α射线大10,000倍。
8
放射性的基本概念
α衰变：原子核自发的放射出α粒子而发生的转变，叫做α
衰变。
A ZX A Z 4 2Y 4 2H eQ
能够发生α衰变的原子核都为重核，质量数A大于140。
应用
有效剂量
当 眼晶体
量 剂
皮肤
量 四肢
剂量限值
职业照射
连续5年平均，20mSv/a（100mSv) 任何一年中，50mSv/a 孕妇：声明后余下时间内对其腹部 不超过2mSv(胎儿1mSv) 学徒（＜18岁）：6mSv/a
150mSv/a（＜18岁50mSv/a）
公众照射
1mSv/a 特殊情况，5mSv/a
9
放射性的基本概念
β衰变：原子核自发地放射出电子或正电子或俘获一个轨 道电子而发生的转变，统称为β衰变。
A ZX ZA 1Ye- Q
10
放射性的基本概念
γ跃迁：处于较高激发态的原子核要向较低能级跃迁，跃 迁过程中放出γ射线。γ射线的自发发射往往是伴随α或β射 线产生的。
2 67 C 0 o2 68 0 Nie
15mSv/a
500mSv/a （＜18岁150mSv/a）
放射性基础知识
都是电子的质量。约为α 粒子1/7300。能量是连续分布的，从最低能
到最高能都有。1MeV的β粒子 速度接近光速，能穿透几毫米厚的铝 板，电离比α 粒子弱，但也能使空气电离。
8
γ射线：是一种波长短、能量大的电磁波。它从原子核里面发出来， 不带电，以光速运动。 γ射线能量一般在几十KeV至几MeV，穿透力 很强。 放射性核素的放射性与核素的温度、压力以及所处的环境（如电磁场） 等都无关。 除了上述的三种射线外，还有X射线，中子等。 X射线主要来源于原子核外电子从高能级到低能级的跃迁（称为特
放射性基础知识
1
什么是辐射？
辐射指的是能量以电磁波或粒子的形式向外扩散。
1. 非电离辐射：指能量低、无法导致电中性物质发生电
离的辐射,如太阳光、灯光、红外线、微波、无线电波、 雷达波等。能量小于10eV 2. 电离辐射：指能量高、能使物质发生电离作用的辐射。 能量大于10eV 电离辐射分为： 粒子辐射，如α、β、中子等； 波的辐射， 如x、γ射线等。
16
α衰变：
原子核自发地放射出α粒子而转变成另外一种原子核的过程，叫做α衰 变。经过α衰变以后，子核的质量数比母核减少4，原子序数减少2，其衰变 式如下：
A Z
其中：X为母核，Y为子核，A为质量数，Z为原子序数，Q为衰变能，源于子核的质量亏损。
X
A－4 Z－2
4 Y He2 Q
实验发现，能够发生α衰变的与原子核都为重核，质量数A小于140的原子核 不具有α放射性。
原子质量单位等于一 个碳－ 12 核素原子质 量的1/12，记为u。 1u=1.6605655 × 10 -27 kg。
质子和中子质量几乎 一样，分别为：
A Z
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。
整理ppt
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
整理ppt
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
整理ppt
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。
整理ppt
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。
整理ppt
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。
放射性基础知识
第一讲 放射性基础知识
物质的微观结构 放射性 放射性核素的衰变 放射性强弱的表示- 放射性强弱的表示-放射性活度 辐射源 辐射危害
1.物质的微观结构
所有的物质都是由分子 所有的物质都是由分子构成的 分子构成的 分子是由原子 分子是由原子构成的组成元素的基本单位 原子构成的 原子是由原子核 电子构成的 原子是由原子核和电子构成的 原子核和 原子核由质子 中子构成的 原子核由 质子 和 中子 构成的 , 构成 质子和 构成的, 原子核的质子和中子统称为核子. 原子核的质子和中子统称为核子.
X射线的发现:1895年冬,伦琴在德国维尔茨堡大 射线的发现:1895年冬 年冬,
学的实验室里做阴极射线管辉光实验. 学的实验室里做阴极射线管辉光实验 . 伦琴用高压 电场轰击阴极射线管内的两个金属电极, 电场轰击阴极射线管内的两个金属电极 , 把电子从 金属原子中打出来,此即"阴极射线" 金属原子中打出来,此即"阴极射线" .
玻尔的原子模型 1913年尼尔斯 玻尔对" 年尼尔斯 1913年尼尔斯玻尔对"小太阳系 原子模型"进行了完善, 原子模型"进行了完善,提出了 玻尔模型. 玻尔模型. 1.原子核外的电子只能在一些特定的轨道上运 不连续的, 运动轨道是不连续的 动,运动轨道是不连续的,每个确定的轨道 都具有与其相关的确定能量.电子运动轨道 离原子核越远,相对应的原子的能量越高, 离原子核越远,相对应的原子的能量越高, 这些不连续的能量值组成了原子的不同的 能级" "能级". 2.原子从较高的激发态向较低的激发态或基态 跃迁的过程是辐射能量的过程, 跃迁的过程是辐射能量的过程,该能量以光 子的形式( 辐射出去, 子的形式(波)辐射出去,辐射的能量等于 这两个能级的差值. 这两个能级的差值.
放射性基本知识课件
什么是放射源？
放射源是指用放射性物质制成的能产生辐射照射 的物质或实体，放射源按其密封状况可分密封源 和非密封源。密封源是密封在包壳或紧密覆盖层 里的放射性物质，如料位计、探伤机等使用的都 是密封源，常用的密封源有钴－60、铯－137、 铱-192等。非密封源是指没有包壳的放射性物质， 也称开放源或开放型放射源，医院核医学中使用 的放射性示跟踪剂属于非密封源，如碘-131、碘125、锝-99m等。
放射性基本知识
什么是放射性？
放射性是自然界存在的一种自然现象。世界上一 切物质都是由原子构成的，每个原子的中心有一 个原子核。大多数物质的原子核是稳定不变的， 但有些物质的原子核不稳定，会自发地发生某些 变化，这些不稳定的原子核在发生变化的同时会 发射出特有的射线，这种性质就是人们常说的放 射性。 有的放射性物质在地球诞生时就存在了，如 铀、钍、镭等，它们叫做天然放射性物质。另一 方面，人类出于不同的目的制造了一些具有放射 性的物质，这种物质叫人工放射性物质。
什么是放射性半衰期？
在放射源使用过程中，常常用半衰期来表示放射 性变化的快慢。所谓半衰期，就是放射性核素衰 变掉一半所需要的时间。每经过一个半衰期，放 射源的活度就只剩原来活度的一半了。半衰期越 长，表明这个放射源的活度变化得越慢，半衰期 越短，表明这个放射源的活度变化得越快。每种 放射性核素都有一个特有的半衰期，其范围从几 百万分之一秒到几十亿年。根据半衰期的长短， 我们可以更合理地选用合适的放射源开展工作。
就是单位时间内的照射量常用 伦/小时，毫伦/小时或微伦/秒表示
辐射量与单位
吸收剂量D : 吸收剂量定义为单位质量被照物质平均吸收的辐射能量。 专用单位是拉德 rad,国际单位专用名称 戈瑞 Gy 1 Gy = 100 rad 1 rad = 0.01Gy 空气的吸收剂量D与照射量X的关系为：D空气=33.7X (Gy)，这里照 射量X的单位是采用国际单位库仑/千克。如果照射量X的单位是采 用伦琴，则关系式变为：D空气=8.69x10-3X (Gy)。因此，只要知道 辐照场中某点的照射量，就可以按照此关系式计算该点的吸收剂量 吸收剂量率： 是单位时间内物质吸收剂量 的增量。 表示方式： Gy/h, mGy/h,u Gy/s等
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中子对人体电离效应严重 伤害也严重
电离辐射和非电离辐射
电离辐射 直接或间接使介质发生电离 效应的带电或不带电的射线 或粒子 (能量 ﹥keV ) α、β、γ、 x、 n、p、 裂变碎片 介子等
来源 1)放射性物质 (人造 天然） 2)加速器 3)反应堆 4)宇宙射线 5等 这些粒子虽能够同物质发 生作用但都不能使物质发 生电离效应
电视机 高压15 kV 电子束能量15 keV x 射线能量 0 -15 keV
原子核
应注意玻璃含有40K U Th
4 正电子湮灭
γ
正电子与负电子相遇发生湮
灭，产生两个 0.511 MeV
的 γ光子。
γ
e+ + e- → γ + γ
me+ + me - = 0.511 + 0.511 MeV 质量转化为能量 转化效率 (100 %）
1 指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变 的放射性原子核数目
:放射性原子核衰变常数 大小只与原子核本身性质 有关，与外界条件无关; 数值越大衰变越快
N = N0e-t
衰变规律:
N N0et
核辐射与物质的基本作用
物 质：气体 液体 固体 包括人体 等
中微子
- 原子轨道电子被俘获
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
基本衰变——衰变（动画）
Radiocarbon Formation and Exchange
Cosmic rays
n
14N proton
14CO2
14C CO2
衰变——3H 3He
思辩球
2） 1803道耳顿原子—科学概念球 科学概念球
人类认识物质“基本砖块”历程
公元前4世纪 德寞克利特
1913 玻耳
100
60多年
1803 道尔顿
1911 卢瑟福
1932海森堡
1964夸克
？
1990年代
电子“轻基子本砖块”12
夸克
36
媒介子 13
希格斯粒子 1
合计
62
其中 2个粒子尚 未发现：引力子 和希格斯粒子。
+-++--+-
+ -- -
-
α + 靶原子 → 正离子 + 电子 + α
4He + Ar → Ar+ + e- + 4He
α 射线与β射线电离效应比较
α 射线 β 射线 径迹 粗 直 细 弯
实验结果
电离作用 Z1Z2 /v2
Z1 入射粒子原子序数 Z1 靶粒子原子序数 v 入射粒子速度
α 电离作用强
延迟的中子发射过程产物 -------------缓发中子
裂变中子中有0.6 %的缓发中子使得热中子反应堆可控！
正衰变——11C 11B
电子俘获
质子变成中子
X射线
电子俘获——7Be 7Li
基本衰变类型: 衰变
+
+ ++
+ +
+
+ +
光子
－
中微子
3） 衰变
137 Cs
137 Ba* （激发态）
第一章放射性基础知识
世界上第一张X光照片
In 1895, William Roentgen, a chemist in Germany, had been studying light from a Crookes tube (now called X-ray tubes) and noticed that it exposed some photographic film that was nearby, thus providing the first evidence that rays other than visible light could expose photographic plates. He named these invisible rays a “X-rays” because “X” represents the unknown in physics. That same year he made the first radiographic image, shown in left figure. In 1901 he received the Nobel Prize in physics for his work.
原子结构
原子核
中子
++
+
质子
电子 (电子云)
一 基本衰变类型:
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
衰变——241Am 237Np
基本衰变类型: 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
衰变:
特点： 1、从原子核中发射出光子 2、常常在 或 衰变后核子从激发态退激
时发生 3、产生的射线能量离散 4、可以通过测量光子能量来区分母体的核素
类别
衰变——3He 3He
α 衰变 β+ 衰变
β- 衰变 衰变
二 衰变规律 半衰期(half-live)
1.3.3 放射性衰变基本规律
受激原子
作用机制
光子同(整个)原子作用把自己的全部能量传递给原子,
壳层中某一电子获得动能克服原子束缚跑出来,成为
自由电子，光子本身消失了。
γ + A A* + e- （光电子）
原子
A + X 射线
• 电子对效应
能量≥1.02 MeV 的γ射线 与原子核作用可能产生一对 正-负电子。
能量转化成 质量
M = E /C2
M ＋ γ → M + e+ + e- → γ1 + γ2
1.02 MeV
me
me
0.511MeV 0.511MeV
基本条件： γ射线能量 Eγ 1.02 MeV 为什麽？
3 轫致辐射
电子打在荧光屏上 产生X射线
电视机显像管
产生机制
特征: x 射线能量连续 0 – EMax(电子能量)
母核 -衰变
衰变
137 Ba + 射线（661.7 keV）
子核（基态） （0.0）
光子是什麽？（学生举例说明光子的来源和分类） 射线就是高能量的光子 ：几百keV-MeV 量级 衰变发生由于原子核能量态高，从高能态向低能态跃 迁 ，在这个过程中发射 射线，原子核能态降低。
射线是高能量的电磁辐射—— 光子
相互作用系数
质量减弱系数
k （ X）射线：光普 电顿 效效 应应 、、 康电
质量能量转移系数
tr p a a ka （剔除向光子） 转移部分
质量能量吸收系数
entr1g g:带电粒子的韧致额 辐射份
相互作用系数
碰撞阻止本领
Sco l 1ddE lcol 带电粒子与介 用质 ：原 电子 离作 、 辐射阻止本领
～ eV 量级
移动电话 800-1800 MHz
﹤0.01 eV
(没有电离作用）
谢谢观看
共同学习相互提高
电离作用严重 产生离子对数目多
α粒子径迹是一条直线 5.3 MeVα粒子在空气中 的射程3.83 cm
电子径迹是折线
γ射线对物质的电离作用:两步过程
γ射线
第1 步 初级作用
三种作用效应
光电效应 康普顿效应 电子对效应
产生次级电子
第2 步 次级作用
电离效应
次级电子使 物质原子电离
光电效应
自由电子 原子
。。。。。。
。。。。。。
αβ γn
。。。。。。 。。。原子。。。
微观粒子间碰撞有动量和能量的传递 库仑作用 1 电离作用 2 电离效应
二 带电粒子通过物质
物质中原子被电离，在 粒子通过的路径上形成 许多离子对：
库仑作用
e+
正离子和自由电子
自由电子 正离子
++
++ -+ -
+ ++-++-+-++--++--++--+-++----
S
ra
d
1
dE dlrad
带电粒子在介质原 作子 用核 ：韧致辐
总阻止本领
SScolSrad
ddE lradddE lcol8E0Z01,EEcri
五 中子与物质的作用
中子不带电不能直接使原子电离 但中子容易进入原子核内 同原子核发生作用引起核反应 n
1）与 H 原子核的弹性碰撞
n
传递能量 质子跑出来 中子被慢化
X-ray tubes
贝克勒尔与 居里夫妇
居里夫妇
第一章 原子核与放射性物理基础
1) “原子” 概念的提出 古希腊时代 哲学思辩
• 泰勒斯: 万物源于水 自然现象归于自然物质