辐射防护与环境保护1(new)PPT课件

离子注入技术是研究半导体物理和制备 半导体器件的重要手段。离子束已经广泛 地应用于材料科学和固体物理的研究工作。 离子束也是用来进行无损、快速、痕量分 析的重要手段。
在原子核物理学诞生、壮大和巩固的 全过程中，通过核技术的应用，核物理和 其他学科及生产、医疗、军事等部分建立 了广泛的联系，取得了有力的支持。
X和γ辐射
Ｘ和γ射线都是电磁波（光子）。唯一的 区别是来源：γ射线是属于原子核发射出来的辐 射；Ｘ射线指的是在原子核外部产生的辐射。
它们和物质的相互作用主要是三种过程：光 电效应、康普顿散射和电子对的产生。三种过 程都产生电子。它们又电离或激发物质中的其 它原子。
Ｘ和γ辐射穿透性强。对人体外照射伤害大， 一般情况下需要屏蔽。而且它的反散射问题严 重。但内照射的危害却要小得多。
பைடு நூலகம்
1895年伦琴发现X射线。 1896 年，贝可勒尔发现天然放射性，这 是人们第一次观察到的核变化。现 在通常就把这一重大发现看成是核 物理学的开端。其后不久居里夫人 发现镭。放射性元素能发射出能量 很大的射线，这为探索原子和原子 核提供了一种前所未有的武器。
1911年，卢瑟福等人利用α射线轰击 各种原子，观测α射线所发生的偏折，从 而确立了原子的核结构，提出了原子结构 的行星模型，这一成就为原子结构的研究 奠定了基础。1919年，卢瑟福等又发现 用α粒子轰击氮核会放出质子，这是首次 用人工实现的核蜕变(核反应)。此后用射 线轰击原子核来引起核反应的方法逐渐成 为研究原子核的主要手段。
辐射防护 与环境保护
“辐射防护与环境保护” 是国家一级学科 “核科学 与技术”下的四个二级学科 之一。本讲座是为非辐射防 护与环境保护专业的研究生 所作的。
第一章
基础知识
核物理学的发展历史
核物理学又称原子核物理学，是20世 纪新建立的一个物理学分支。它研究原 子核的结构和变化规律；射线束的产生、 探测和分析技术；以及同核能、核技术 应用有关的物理问题。它是一门既有深 刻理论意义，又有重大实践意义的学科。
中子
与上述三种辐射不同，中子不可能是天 然衰变的产物，它主要是由核反应产生的。 中子依据能量不同而分为热中子、中能中 子、快中子和相对论性的中子。不同种类 的中子和介质作用的机理很不相同。
中子屏蔽困难，对机体伤害大，还能产 生感生放射性，是辐射防护中要认真对付 的辐射。但它几乎不存在内照射的危险。
β粒子
β辐射的概念已经扩大到正电子辐射，β粒子是正电子 和电子。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相反。
与α粒子不同，β粒子展示出一个连续能谱。核素表中 查到的是β能谱的最大值。
电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射（轫致辐 射产生X射线）。电子在介质中衰减过程基本符合指数规 律。
β粒子可以构成外部伤害，深度和β粒子能量有关，高 能β粒子还要考虑它通过轫致辐射产生的X射线的危害， 而它的内照射危害却比α粒子小得多。
辐射危害
各种辐射照射对人类的健康危害是在人类不 断利用各种电离辐射源的过程中被认识的。今天， 随着辐射源与核能的广泛和平利用，在给人类带 来莫大利益的同时，也使人类接触各类辐射的机 会显著增加。其中包括：在从事某种职业的过程 中受到的职业性照射，因接受医学诊断和治疗而 受到的医学照射，以及一般居民从所有其它辐射 源受到的公众照射。因此，人类应该在最大限度 利用电离辐射源和核能的同时加强辐射防护，尽 量避免和减少电离辐射可能引起的健康危害。
核物理研究受到人们的重视得到社会的 大力支持，是和它具有广泛而重要的应用 价值密切相关的。
核技术主要为核能源的开发服务，核 电成为火电、水电后的第三大能源，正在 研究开发的核聚变工程将为今后的能源提 供新的途径。同位素的应用是核技术应用 最广泛的领域，同位素示踪已应用于各个 科学技术领域；同位素药剂应用于某些疾 病的诊断或治疗；同位素仪表在各工业部 门用作生产自动线监测或质量控制装置。
加速器及同位素辐射源已应用于工业 的辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、 辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等方面。 由于中子束在物质结构、固体物理、高分 子物理等方面的广泛应用，人们建立了专 用的高中子通量的反应堆来提供强中子束。 中子束也应用于辐照、分析、测井及探矿 等方面。中子的生物效应是一个重要的研 究方向，快中子治癌已取得一定的疗效。
第一节
电离辐射和辐射危害
电离辐射
电离辐射是由能引起物质电离的带电粒子或 不带电粒子构成的辐射，简称辐射。
具有一定能量的带电粒子例如α和β粒子可以 与原子中的电子直接碰撞后将其击出，形成一 个离子对，称为直接电离。不带电粒子例如γ射 线、X射线和中子引起的电离是它们与物质相互 作用后产生的次级带电粒子引起的，称为次级 电离。机体受到各种电离辐射的作用称为辐射 照射，或简称照射。人类受到的照射可来自体 外，成为外照射，也可来自进入体内的放射性 核素，称为内照射。
在初期的核反应研究中，最主要的成果 是1932年中子的发现和1934年人工放射 性核素的合成。30年代初，静电、直线和 回旋等类型的加速器已具雏形，利用加速 器可以获得束流更强、能量更高和种类更 多的射线束，从而大大扩展了核反应的研 究工作。此后，加速器逐渐成为研究原子 核和应用技术的必要设备。在核物理发展 的过程中人们很快就发现了放射性射线对 某些疾病的治疗作用。直到今天，核医学 仍然是核技术应用的一个重要领域。
α粒子
α粒子是一个氦核，由两个质子和两个中 子组成。它是由α发射体以某一不连续的能量 和特有的半衰期而发射出来的。它具有下列性 质：绝大多数在介质中具有相同的射程（布拉 格峰）；沿直线径迹运动；α粒子只是偶尔发 生散射并且散射大多发生在靠近α粒子射程的 末端。
α粒子射程很短，可以认为不存在外照射 危害，但其内照射危害却极其严重。自然界中 氡是造成α内照射危险的最重要的元素。
人类接受辐射照射后出现的健康危 害来源于各种射线通过电离作用引起 组织细胞中原子、分子的变化。危害 的性质和程度因辐射的物理学特性和 机体的生物学背景而有所不同。它可 以是发生在受照者本人的躯体性效应， 也可是因生殖细胞受到照射引起的发 生在受照者后裔的遗传性效应；可以 是超过一定水平照射后必然出现的必 然性效应，也可以使受照水平虽低也 不能完全避免的随机性效应。