辐射防护常用知识简易版
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20XX年XX月XX日
辐射防护常用知识简易版
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一、原子核与原子(核)能
自然界的物质由各种各样的元素组成,比
如,水由氢元素和氧元素组成,食盐由钠元素
和氯元素组成。元素通常被叫做原子(严格地
说,把核电荷数相同的一类原子叫做一种元
素),所以,可以说,物质是由各种各样的原
子组成的。
原子由原子核与电子组成。原子核位于
“中心”地位,几乎集中了原子全部质量,带
正电荷;电子带负电荷,围绕“核心”运动。
原子的质量数取决于原子核,其电子质量数忽
略不计。每种原子都有一个“原子核心”和多
个电子,电子一圈一圈“守规矩”排列并且运动。不同的原子其电子数也不同,比如,炭原子6个电子,氢原子1个电子。不同原子,其原子核具有的正电荷数目就不同;原子核的正电荷数目,正是它在元素周期表中排列的序号。
原子核由质子和中子组成,“姐妹”俩统称“核子”。不过,中子不带电荷。只有质子带正电荷,与对应的电子(负电荷)形成“稳定局面”。比如,原子序号都为1的氢有3种,“正宗”的氢只有1个质子,即带1个正电荷,另两种分别叫重氢和超重氢。重氢又叫氘(音“刀”),其原子核中有1个质子,还有1个中子;超重氢又叫氚(音“川”),1个质子,2个中子。它们的质量分别是“正宗”氢
的2倍和3倍。氢、氘、氚具有相同的化学性质,原子序数都是1,科学家把它们叫做“氢的3种同位素”,也可以叫做3种不同的核素,分别写作11H、12D、13T 。左下角数字表示“原子序数”,左上角数字表示其质量数。
原子核中的质子带有的正电荷数目,同电子(带负电荷)数目是相等的,正是它在元素周期表中排列的序号,科学家称之为“原子序数”。又比如氦原子,写作 24 He,原子序数为2,其质量数是4,显然,其原子核中有2个质子和2个中子。
质子和中子之间,中子和中子之间,质子和质子之间,总而言之,核子之间,存在着很强的吸引力——核力,或者说结合能、原子能。在一般情况下,核力使所有核子结合成一
个紧密的稳定结构。要想分裂一个原子核,就必须从外部供给能量,克服这种结合能。
研究表明,质量不同的原子核,其结合能是不同的。中等质量的原子核,其结合能较大;“重量级”质量的原子核,其结合能较小。当“重量级”原子核分裂成中等质量的原子核时,要放出能量,这就叫“核裂变能”。
又知道,“轻量级”原子核的结合能也比中等级质量的原子核结合能要小,两个“轻量级”原子核聚合成一个中等级质量的原子核时,也有能量放出,这就是“核聚变能”。
它们都叫核能。核电站就是利用“核裂变能”原理进行发电。
二、放射性
1、放射性现象的发现
1896年,法国物理学家贝可勒尔在研究物质的荧光时发现,某些铀盐可以放射一种人的眼睛看不见的射线,这种射线能穿过黑纸、玻璃、金属箔使照像底片感光;而且还观测到,靠近铀盐的空气被“电离”了,验电器可以检验出来。
1898年,居里夫人和施密特各自观测到,钍的化合物也能放出类似的射线。居里夫人把这种“原子现象”称为放射性。不久,她又发现了放射性更强的镭。铅可以有效地阻挡射线。
1899年,有科学家将镭源放入铅制造的容器中,容器开有一小孔,让镭的射线射出。然后在射线的垂直方向施以磁场力,奇迹出现了,射线在磁场力作用下,分解为3束,科学
家把它们分别命名为α、β、γ射线。后来证明,偏转角度不大的α射线或者说α粒子就是氦原子核(带正电荷);偏转角度大的那束命名β,是电子束(带负电荷);中间不偏转的命名γ,是电磁波,无电荷。
2、放射性核素
核素可以分为两大类,一类是稳定的,另一类是不稳定的。不稳定核素可以自发地蜕变为另外元素的核素,这个过程叫做放射性衰变。在放射性衰变过程中,会从核内放出α粒子、β粒子、γ光子以及其它射线。这种不稳定核素放出射线的特性叫放射性。例如,考古鉴定文物年代使用的碳-14(写作14C),它就衰变成氮-14(写作 14N)。氮-14是稳定核素。现在已经知道的107种元素的1900多种同
位素中,大约有300种是稳定核素;其余1600种是放射性核素,其中的大约60种是天然放射性核素,其它是人工制造的。放射性核素又叫放射源。
3、放射性活度和单位
据《中国环境报》权威资料,全国现有放射源用户上万家,“密封放射源”大约5万枚,总活度约1350万居里。那么,什么叫放射性活度?所谓放射性活度是指一定量的放射性核素在单位时间内的衰变数;单位是“贝可勒尔”,简称贝可,符号为Bq ;1Bq =1个衰变/秒。所谓居里(符号Ci ),是以前用的或者说习惯用的单位,居里与贝可的关系是:1居里=3.7×1010贝可。
4、电离辐射
α粒子、β粒子、质子等带电荷,可以直接引起物质电离;X射线、γ光子和中子等不带电荷,但是在与物质作用时产生“次级粒子”从而使物质电离。所有这些现象,统称电离辐射,习惯简称辐射。另外,红外线、紫外线、微波、激光等也称辐射,但不是“电离辐射”。
5、电离辐射剂量和单位
电离辐射作用于人体,会引起人体的某些变化。人们为了研究这种影响,借用了医药中“剂量”一词,称电离辐射剂量,用以度量电离辐射的程度。随着辐射防护科学的发展,“剂量”一词的含义语来愈丰富。这里介绍几种常用的概念。
1)、照射(剂)量,指X射线、γ射线