放射性及放射源基本知识

放射性同位素的衰变及其主要特征常数
1、半衰期（T 1/2）：一定数量的某放射性核素的原子数目，
衰减到它初始值的一半所需要的时间，称为该放射性核素的半衰 期。这是放射性核素的一个特征常数，不随外界条件和元素的物 理、化学状态的不同而改变。
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为区别不同的同位素，用 以下符号表示
原子核由中子和质子组成，中子不带电，
质质子量带数单位A正电荷。中子和质元子素质符量相号当X，分
别约等于一个原子质量单位。核中中子和质子
统称为核子，数目以A表示，A称为核子数或
A 质量数，核中质子数记为Z，中子数记为N。
X 常用如下形式表示一个原子核：
Z N 质子数Z
中子数N
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同位素
同位素的质子数相同，中 子数不同
相同元素的同位素具有相 同的化学性质
具有放射性的叫 放射性同位素
不具有放射性的叫 稳定同位素
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放射性基本特性和射线种类
有些元素的原子核，内部能量状态是稳定的，不向外发 出射线，属于稳定核素或稳定同位素。
有些元素的原子核，内部能量状态不稳定，会向外以发 出射线的形式改变能量状态。发出的射线叫核辐射或放 射性射线。它们属于放射性核素或放射性同位素。
原子核自发地放射出某种粒子或射线的性质，称为放射 性。
无论是温度、压力，还是酸、碱等物理化学变化都只能 改变物质的物理化学性质。而无法改变放射性的性质或 强度。因为放射性是在原子核内部发生的。
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电离辐射及主要射线类别
由于放射性射线会使其它原子发生电离，所以又 被称为电离辐射 常见的电离辐射有如下表所示
主要内容
放射性与我们的生活息息相关 放射性的发现 放射性（电离辐射）的基本性质和射线种类 描述放射性的主要量和单位 对放射性危害的科学认识过程 放射性的主要应用及其事故 辐射效应、防护原理及主要标准
1
一、放射性与我们的生活息息相关
2
3
人们在生活中受到的电离辐射照射
宇宙射线
1、天然辐射
宇生放射性核素
❖1939年，哈恩（Hahn）和斯特拉斯曼（Strassmann）
发
❖现19了4核2年裂1变2月现2象日。，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 ❖ 1951年 第一次核能发电在美国实现 ❖1952年氢弹试验成功
❖1954年建成第一座核电站 ❖1959年核动力船下水
在一支阴极用钨丝制成，阳极（就称靶
极）用高熔点金属制成（一般用钨等金属 材料）构成的真空管内，阴极通电后可发 射热电子，用几万伏至几十万伏的高压加 速电子，形成高速电子束，电子束轰击靶 极，靶极即可发出X射线。产生 X射线的 真空管成为X射线管，许多X射线管被制成 球形，一般称为X 球管。 特点是：必需在通电加压时才产生X射线， 否则没有任何射线产生。
A=Z+N 门捷列夫根据核中质子数的不同而将不同元素的原子排列成 “元素周期表”，核内的质子数Z就是原子序数。如原子核中 质子数Z=82的铅被称为82号元素，Z=92的元素则是铀，Z=1 的元素是氢等。但相同质子数的原子核的中子数N却可以不同。 如质子数Z=1的氢元素，其中子数N可以是1，也可以是2或3， 因此氢有三种同位素，它们分别被称为氢、氢-2或氢-3（氘或 氚）。
❖1898年, 卢瑟福（Rutherford） 发现了α、β粒子。
❖法国化学家维拉尔发现 射线
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❖1903年，卢瑟福（E.Rutherford）证实了α 射线是带正电荷的氦原子，β射线是电子。 ❖1914年，卢瑟福发现了质子。
❖1932, 查德威克（Chadwick） 发现中子。
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❖ 1934年，法国约里奥•居里夫妇发现了第一个人 工放射性核素。
世界上第一张X射线照片
9
❖1896, 贝克勒尔（Becquerel）
发现了铀（Uranium） 的天然放射性
Nobel Prize in 1903
❖1897年，英国科学家汤 姆逊发现阴极射线实际 上是从物质原子中出来 的带负电的电子。
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❖1898年，居里夫妇（P.＆.M.Curie）发现钋
（ Polonium） 和镭（ Radium） Nobel Prize in 1903 and 1911
原生放射性核素
一般场所： 天然本底为 2. 4 mSv/y, 多为内照射 (222Rn, 60%)
4
5
Leabharlann Baidu
医疗辐射
放射诊断 放射治疗 核医学
2、人工辐射照射
核试验 核电站 核工业和核技术应用 核事故和辐射事故
6
7
8
二、放射性的发现
放射性（电离辐射）的发现
❖1895, 伦琴（ Roentgen ）发现 X 射线
❖ 1972年 X 射线计算机断层扫描装置（CT）
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三、放射性（电离辐射）的基本性质和射线种类
原子是保持物质化学性质的最小粒子
我们今天所认识的整个宇宙，大到银河系、小到病毒分子， 所有物质都是由各种分子组成。而分子又是由原子组成。
在经典物理学概念中，分子是组成物质的最小单位。就是说： 一旦组成物质的分子被破坏或改变，该物质原有的基本物理性 质（如：熔点、密度、气味等）也就随之改变。组成这些成千 上万种物质分子的则只有门捷列夫元素周期表中的一百多种原 子（或元素），而原子是组成这些元素的最小单位。就是说： 分子是保持物质物理性质的最小粒子（单元）；原子则是保持 物质化学性质的最小粒子（单元）。至今为止，人类发现的元 素为109种。
α射线 β射线 γ射线和X射线 中子 重离子
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电离辐射主要射线的特点
辐射
组成
2 质子＋2 中子
质量 相对较重
电荷 2＋
速度 慢
电子
相对较轻
1－
< 3 x 108 m/s
n
中子
中等
不带电
不定
P
质子
中等
1＋
不定
高能光子
无
不带电 3 x 108 m/s
X
高能光子
无
不带电 3 x 108 m/s
21
22
14
原子与原子核
右图是原子模型图 中心是原子核，由质
子和中子组成。
核外有多层高速旋转
的电子
核外电子：符号：e；电性：-
；电荷数：1
质子：符号：Z；电性：+；
电荷数：1
中子：符号：N；不带电
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原子核及其结构
原子核的半径约10-13厘米，由外部绕核旋转的电子和核内的质 子及中子组成，组成原子核的质子和中子数不同，就形成了不 同的元素原子。原子核内的质子数用Z表示、中子数用N表示、 核内的总核子数用A表示，即：