第1讲课程概论

4 课程知识脉络
放射性物质 放射性发生装置
放射性
放射性粒子 →射线
α射线、β射线(电子束)、γ/X射线、n(中子)
会在所有作用物质中产生能量沉积
对于有生命的物质如动植物、人类则会产生很大的危害！！
辐射剂量学
辐射防护学
5 课程知识体系组成
研究电离辐射能量在物质中的转移 和沉积的规律，给出各种描述量的 定义、测量、计算等的科学。
❖ 2）稳定的原子核是构成我们见到的现实世界的 主要部分；
3 放射性、射线的起源
❖ 不稳定的原子核会随着时间发生变化，会自发的 或在外界影响下从某种核素(元素)变化到另一种 核素(元素)，与此同时会释放出各种类型的粒子， 如常见的α(氦(He)原子核)、β(电子)、γ(光子)、 n(中子)等，同时释放出不同的能量，这种现象称 为放射性。上述粒子携带大量能量高速运动，形 成射线；
❖ 必要的原子物理知识 ▪ 微观尺度、原子和原子核物理
❖ 必要的计算机编程技术 ▪ 至少一门编程语言（Matlab, C, Fortran）
❖ 必要的英语 ▪ 普通英语、专业英语
建议阅读的书籍
❖ 辐射剂量学 ❖ICRP 60号出版物 ❖ICRP 2007 新建议书 ❖NCRP 51号报告 ❖ Matlab/C/Fortran程序设计
＊ 1897年，奥地利医生费兰德(L.Freund) 试用X射线治疗小 儿背部的长毛痣，治疗后不久，这些患者的皮肤出现了红 斑和脱毛，结果发生了严重的皮炎和溃疡。
＊1896年，贝克勒尔(Becquerel)发现了铀(Uranium)具有天 然放射性(Nobel prize in 1903)。贝克勒尔只知道铀能使底 片感光，但不知道是什么东西使底片感光。
4 放射性物质、放射源
❖ 带放射性的物质称为放射性物质； ❖ 出于各种需要，对放射性物质富集并针对不同需
要进行机械加工，便形成了相关行业需要的各种 放射源。
例外：X射线装置
❖ 常见的例外 的情况是X 射线，医用、 工业用X射 线是由核外 电子能态变 化引起；
X射线
5 放射性应用类型列举
❖ 1）核能利用 ▪ 发电，如核电站,以及未来的核聚变堆(人造太 阳)，具备清洁、安全、高效，能源丰富等主 要优点； ▪ 核动力，如舰艇用反应堆； ▪ 核电池；
6 放射性与生产生活的关系
❖ 1）放射性已经深深地嵌入到了日常生产生活中，与 人类的维持与发展正日益紧密；
❖ 2）任何事物总是有其两面性，放射性在给人类带
来各种难以代替的好处的同时，如果与射线直接接触， 对人体带来的潜在危害也十分巨大；
事 物 的 两 面 性
7 课程的目的与定位
❖1）采取各种方法、手段，有效地避免放射性 对人体的损害便是我们这门课程的目的！
＊1935~1954年，在英国应用X射线局部照射治疗强 直性脊椎炎的病人。
＊1944~1951年，在德国应用镭-224注射治疗强直性 脊椎炎、关节炎及结核病的病人。
＊1928~1954年，在一些国家中应用钍造影剂进行X 射线造影的病人。
❖ 第三阶段：近期辐射损伤认识时期（又称流行病学调查 所见的辐射损伤时期）（1960~现在）
这一阶段损伤的对象主要是:1)X射线机的制造者和应 用X射线的技术人员。2)从事放射性物质研究的科学家。3) 铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。
❖ 第二阶段：中期辐射损伤认识时期（又称放射线 诊断、治疗损伤时期）（1930~1960）
特点：医学界把辐射看作是时髦的诊断和治疗手 段，却缺乏对辐射的远期效应的认识，病人由于 接受高累积剂量而诱发过多的白血病、骨肿瘤、 肝癌等恶性肿癌。
特点：早期的职业性急性辐射损伤，除事故外，已极为罕 见了。中期所见到的高发生率的恶性肿瘤，得以避免。 除事故外，只能用大群体的流行病学的调查方法，才能 发现辐射损伤或危害的增加。
重点调查对象包括: ❖ 职业性受照射群体的流行病学调查; ❖ 放射事故受害者调查; ❖ 出生前受X射线诊断照射的群体的流行病学调查; ❖ 高辐射本底地区居住者的流行病学调查; ❖ 原子弹、切尔诺贝利事故受害者跟踪调查。
＊ 1898年，玛丽·居里ie sklodowska Curie)和皮埃尔·居里 (Pierre Curie)夫妇发现了放射性核素镭(Radium)和钋 (Polonium)( Nobel prize in 1903 and 1911)。于次年4月， 法国物理学家贝可勒尔从居里夫妇那里借来少量镭盐，将 放有镭盐的小瓶装在衬衣口袋里走了几小时回自己的实验 室，几天后在口袋后面的腹部皮肤出现了类似烧伤，事后 他说:我爱镭，但也恨它。
❖ 积极利用学校电子图书馆资源，中文、外文文献 数据库
五、课程考核
❖ 学位课，共60学时，理论50学时，实验10学时 ❖ 考核： ❖ 理论课程考核：平时成绩（出勤+作业）+考试
成绩 ❖ 实验课程：预习报告+出勤+实验报告
5 放射性应用类型列举Βιβλιοθήκη Baidu续）
❖ 2）与农业联系，如辐射育种，食品保鲜； ❖ 3）与工业联系，如工业探伤、核子秤、液位计 (料
位计)、海关物品检查、静电消除、火灾报警等等， 非常多；
❖ 4）与医学联系，如X射线透视、γ刀、中子刀、 I-131甲状腺治疗；
❖ 5）食品、药品及物品的辐射灭菌等； ❖ 6）与地质相联系，如γ探井等；
调查结论:迄今为止的流行病学调查资料证明:
❖ 在低剂量下，唯一潜在的辐射危害是致癌。非特 异性(不是不同寻常的)寿命缩短未见发生。遗传 危害也未见增加。
❖ 低于职业性剂量限值的辐射水平的长期慢性照射， 是否会增加恶性肿瘤尚不明确。
❖ 出生前诊断性X的照射量，是否能增加出生后小 儿癌症的发病率尚有争议。
7 教材说明
❖ 参考书推荐： 1）田志恒编写的《辐射剂量学》 2）方杰编写的《辐射防护导论》 3）魏志勇编写的《辐射剂量学》
课程概论
❖ 一、学科定位 ❖ 二、学科性质 ❖ 三、学科发展历史 ❖ 四、学科发展规律
四、学科发展的螺旋规律
呈螺旋式发展、上升
预测、修正、修改
生产生活 产生需求
集中观察、
❖1 辐射危害效应的发现 ❖2 放射性应用带来的问题 ❖3 需求带来的研究驱动 ❖4 课程知识脉络 ❖5 课程知识体系组成 ❖6 课程知识支撑层次 ❖7 教材说明
1 辐射危害效应的发现
❖ 第一阶段：早期辐射损伤认识时期（1895-1930） 特点：对辐射可能造成的损伤认识不足。
＊1895年，伦琴发现了X射线。 ＊1896年1月末，美国的格鲁柏（Grubbe）在制造射线 管并进行射线实验时,在他的手上发生了皮炎,直至晚年作了 手和手指的一部分切除手术。 ＊1896年3月，美国的埃迪森(T.Edison)在改进X射线管 和制造X射线荧光透视装置时，他说数小时后感到眼痛，继 而发生了结膜炎。 ＊1896年4月，美国的丹尼尔(J.Daniel)在用X射线确定 头颅中异物位置时，发现了X射线对头发有脱毛作用。
总结、归纳、
试验 试验现象、试
演绎
验结果
理论模型 经验公式
指导、规定
法律法规
依托
成熟、完善
学科、领域
综合、集成
定义、规则 模型、定律
四、学科发展的闭合规律
生产生活 需求
试验现象 试验结果
法律法规
学科发展 规律
理论模型 经验公式
学科、领域 定义、规则 模型、定律
知识储备要求
❖ 必要的高等数学知识 ▪ 微积分、微分方程、数值计算、解析几何
1 物质组成
❖ 1）从当前人类的实用认识水平，认为世界万物 由原子组成；
❖2）原子可以分为 原子核和核外电子 2部分，其 中原子核又由 中子、质子 组成；
现代原子结构
++ +
原子核
中子
质子 电子 (电子云)
2 从原子核的稳定性对原子分类
❖ 1）从稳定性考虑，原子核(原子)可以分为稳定 的 和 不稳定 的2大类；
由以上典型事例可看出早期辐射损伤认识时期，辐射损
伤的特点：
（1）外照射引起的急性体表损伤; （2）氡及其子体内照射引起的肺癌
氡气(Rn-222)，是α放射性核素，采矿中它从地壳中 扩散到大气中，并生成放射性子体产物，以气溶胶形式悬 浮在大气中，能通过呼吸进入人体，构成内照射) (3) 镭的照射引起骨肿瘤。
研究防止和减少电离辐射对人体的危害的科 学，结合辐射剂量学，研究辐射防护技术以 及制定各种辐射防护标准。
辐射剂量学
基础概念 仪器测量 理论计算
外照射 内照射
辐射防护学
防护工程设计和计算 各种防护标准 法律法规
6 课程知识支撑层次
法律 法规
工程建设, 日常检测
仪器实践测量 + 理论计算
电离辐射领域常用的量及其单位
❖ 高本底地区居民流行病学的调查，均未证实遗传 危害的增加或恶性肿瘤较对照群体有过多的发生。
2 放射性应用带来的问题
❖ 放射性的发现及应用极大地促进了科学的发展并 提高了人类的生活水平，但这同时意味着与放射 性接触的机会大大增加；
❖ 任何新的事物，带来的不仅仅是有益的一方面， 与放射性物质的频频接触带来了各类损伤甚至危 机；
＊ 1907年，报道了用X射线治疗小儿胸腺肥大症引 起了甲状腺癌病例。
＊ 1911年，有人搜集了94例由辐射引起的皮肤癌和 其它恶性疾患，也有辐射致死的报道。
＊ 1922年，Ledoux-Lebard计算约有100名放射性工 作者死于恶性疾病。
＊ 1925年，Martland报告说美国新泽西州夜光涂料 厂标度盘绘制女工发生了职业性镭中毒，以至后 来有超过50人得了骨癌。
❖2）可以说，凡是存在放射性应用的地方，则 必然伴随着辐射防护工作，辐射防护工作任 重而道远！！！
课程概论
❖一 学科定位 ❖二 学科性质 ❖三 学科发展历史 ❖四 学科发展规律
二 学科性质
❖ 辐射剂量与防护起源于电离辐射现象的研究过程 中对人体的防护需要，发展并兴起于核技术在生 产生活中的广泛应用特别是放射性物质的生产、 运输、使用以及核能的利用过程中产生的各类射 线剂量计算以及辐射防护需求。
辐射剂量与防护
课程概论
❖ 一、学科定位 ❖ 二、学科性质 ❖ 三、学科发展历史 ❖ 四、学科发展规律 ❖ 五、考核情况
一 学科定位
❖1 物质组成 ❖2 从原子核的稳定性对原子分类 ❖3 放射性、射线的起源 ❖4 放射性物质、放射源 ❖5 放射性应用类型列举 ❖6 放射性与生产生活的关系 ❖7 课程的目的与定位
3 问题需求带来的研究驱动
❖ 出于防卫自身的潜意识以及现实需要，人们开始重 视起电离辐射的损伤效应，进而吸引人们进行概念， 理论，实验等各个方面的研究。
❖ 目前辐射剂量与防护相关概念的提出，标准的制定， 防护方法的建议等工作由国际放射防护委员会 (ICRP)、国际辐射单位和测量委员会(ICRU)、 国际原子能机构(IAEA)等负责。
二 学科性质（续）
❖ 辐射剂量与防护现已成为原子能科学技术中的一 个重要分支，是研究人类免受或少受电离辐射危 害的一门综合性学科，适用于所有从事带有放射 性工作性质的人员，应用的范围覆盖了整个放射 性领域。
课程概论
❖一 学科定位 ❖二 学科性质 ❖三 学科发展历史 ❖四 学科发展规律
三 学科发展历史