放防基礎(chǔ)知識(shí)

1、第一節(jié)：原子核基礎(chǔ)一、原子核結(jié)構(gòu)原子由原子核和繞核運(yùn)行的電子組成。原子核由中子、質(zhì)子組成。質(zhì)子帶一個(gè)正電荷、電子帶一個(gè)負(fù)電荷，其電量：1.61019庫(kù)倫原子的質(zhì)量幾乎全集中在原子核上,電子質(zhì)量?jī)H為質(zhì)子的1/1480原子的直徑約為1010米；原子核直徑約為原子直徑的1/10000-1/100000。原子的表達(dá)式：原子質(zhì)量數(shù)化學(xué)符號(hào)原子序數(shù)原子質(zhì)量數(shù)A=質(zhì)子數(shù)Z+中子數(shù)（A-Z）XZA原子中核外電子的排列原子核周圍的每一個(gè)電子都在特定的軌道上繞核旋轉(zhuǎn)，這些軌道組成了一系列原子殼層，一共有七個(gè)殼層，分別叫K、L、M、N、O、P、Q，與之對(duì)應(yīng)的主量子數(shù)n=1-7,每一殼層上的電子數(shù)可以用P=2 n2計(jì)

2、算。每個(gè)殼層電子都具有一定的能量，從內(nèi)到外，遂漸增高。在常態(tài)下不吸收量，亦不放出能量。當(dāng)電子由一層軌道躍遷到其它軌道時(shí)，將吸收或放出多余能量，這時(shí)放出能量將以光子的形式放出。二放射性核素核素質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和能量狀態(tài)完全相同的原子的集合稱為核素。同位素、放射性同位素及穩(wěn)定性同位素凡核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的核素稱之為同位數(shù)。能夠自發(fā)地發(fā)射出核子包括光子，具有這種性質(zhì)的核素稱為放射性同位素。相反能穩(wěn)定存在的，稱為穩(wěn)定性同位素。用人工方法制備的放射性同位素稱為人工放射性同位素。三、放射性與核衰變1、名詞放射性：原子核自發(fā)的放射各種射線的現(xiàn)象稱為放射性。核衰變：一種原子核自發(fā)地發(fā)射出粒子而改變性質(zhì)的

3、過(guò)程叫核衰變。2、 衰變：原子核自發(fā)地放射出粒子而發(fā)生核轉(zhuǎn)變， 稱衰變。衰變：原子核自發(fā)地放射出電子、正電子或俘獲一個(gè)軌道電子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變統(tǒng)稱衰變躍遷： 、 衰變的核往往處于激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)的核不穩(wěn)定，向基態(tài)躍進(jìn)遷，放出射線，稱躍遷。3、衰變規(guī)律服從于指數(shù)衰減規(guī)律。數(shù)學(xué)表達(dá)式：N=N0e t式中： N-t時(shí)刻，核素的量N0- t=0時(shí)核素的量-衰變常數(shù)（幾率）4、放射性活度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)衰變的原子數(shù)。表達(dá)式A=A0e t A-t時(shí)刻，核素的活度A0-t=0時(shí)核素的活度5、半衰期:T1/2,指放射性原子核衰變到原來(lái)的原子核數(shù)的一半所需的時(shí)間。 T1/2與的關(guān)系如下： T1/2=2/ =0.693/

4、第二節(jié)：射線裝置一、X線的產(chǎn)生：高速成運(yùn)動(dòng)的電子在靶物質(zhì)核庫(kù)倫場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，損失的能量以光子的形式發(fā)射出來(lái)。這就是X線。產(chǎn)生X線的條件：1、要有一個(gè)電子源。2、要有一個(gè)能經(jīng)受高速電子沖擊的靶。3、要有高速電子流。（獲得高速電子流應(yīng)具備兩個(gè)條件：一高壓產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)；二真空度較高的空間）能滿足上述條件的就是X線管。 二、X線譜X線由兩部份組成：1）X線連續(xù)譜線2）特征X線連續(xù)譜線光子能量由于電子偏轉(zhuǎn)方向不同，所以光子能量可以從0達(dá)到加速電子的管電壓的最大值。特征X線則視擊脫那個(gè)殼層的電子，如果擊脫的是K層電子則產(chǎn)生的是標(biāo)識(shí)K輻射，如果擊脫的是L層電子則產(chǎn)生的是標(biāo)識(shí)L輻射，以 次類推。三、X

5、線的量與質(zhì)X線的量：表示X線的強(qiáng)度，即光子數(shù)，常以mAs為單位。X線的質(zhì)：通常以加于X線管兩極間的峰值電壓表示X線的質(zhì)。質(zhì)，表示了X線的穿透能力。X線穿透能力的強(qiáng)弱常用（鋁）半價(jià)層表示，半價(jià)層愈大穿插透力愈強(qiáng)。第三節(jié)天然與人工電離輻射一、天然輻射：包括天然本底照射和天然照射兩類。天然本底照射：是指自古以來(lái)就存在的天然輻射源的照射。天然照射：指由于工業(yè)技術(shù)的發(fā)展所變更了的天然照射。目前人類受到的天然本底照射約為2.4mSv/a;內(nèi)外照射比約為2：1 二、工業(yè)技術(shù)發(fā)展變更了的天然照射：1、燃煤發(fā)電廠引起的照射；2、地?zé)崮苌a(chǎn)引起的照射；3、開采磷酸鹽巖引起的照射；4、增加的室內(nèi)照射；5、飛機(jī)、宇航

6、；6、天然氣應(yīng)用；三、人工輻射：主要指消費(fèi)品中的人工輻射1、輻射發(fā)光產(chǎn)品：夜光手表、儀表147Pm、226Ra、3H2、電子和電子器件3、靜電除塵器4、煙霧探測(cè)器226Ra、238Pu、85Kr、241Am5、含鈾、釷的制品（氣燈紗罩、某些光學(xué)透鏡）6、作為廢物處理的摻有放射性物質(zhì)的制品第四節(jié)射線與物質(zhì)的相互作用一、帶電離子與物質(zhì)相互作用：1、主要是電離、激發(fā)。電離、激發(fā)的程度取決于帶電離子的能量、射程、與電荷數(shù)。二、非帶電離子與物質(zhì)的相互作用1、光電效應(yīng)：光子與物質(zhì)內(nèi)層電子發(fā)生作用，打出一個(gè)電子而光子本身被吸收這個(gè)過(guò)程稱光電效應(yīng)。光電效應(yīng)有閾能。光電效應(yīng)幾率：Z4 ;1/(h)3光電效應(yīng)結(jié)果

7、：產(chǎn)生光電子；俄歇電子熒光X線；正離子。2、康普頓效應(yīng)：入射電子與原子軌道電子發(fā)生碰撞將一部份能量傳給電子，自已卻改變了運(yùn)動(dòng)方向，成為散射光子，這個(gè)過(guò)程稱康普頓效應(yīng)。必須指出：光子可在01800的整個(gè)空間內(nèi)散射，而反沖電子飛出的角度則不超過(guò)900。散射光子能量可用下式計(jì)算：h=h/1+(1-cos)式中 = h/mc2傳給反沖電子能量份額：E/ h =(1-cos)/1+(1-cos)3、電子對(duì)效應(yīng)：在原子核場(chǎng)或電子場(chǎng)中一個(gè)入射光子突然消失轉(zhuǎn)化為一對(duì)正負(fù)電子,這就是電子對(duì)效應(yīng)。電子對(duì)產(chǎn)生條件：1）在原子核場(chǎng)中產(chǎn)生電子對(duì)效應(yīng)要求光子能量大于1.02Mev；2）在原子電子場(chǎng)中則要入射光子能量大于2

8、.04Mev；正、負(fù)電子質(zhì)量、電量相等。正電子與電子一樣，在物質(zhì)中由于電離、激發(fā)遂漸耗盡自已動(dòng)能。慢化的正電子在仃止前的一霎那，很快與物質(zhì)中自由電子復(fù)合，隨即向相反方向射出兩個(gè)各為0.51Mev的光子，這個(gè)現(xiàn)象稱湮沒(méi)輻射。需然負(fù)電子在耗盡自已動(dòng)能之前也會(huì)發(fā)生湮沒(méi)輻射，但是發(fā)生的幾率很小。三、中子與物質(zhì)的相互作用：1、彈性散射2、非彈性散射3、吸收1、彈性散射：是中子與原子核發(fā)生碰撞改變了自已運(yùn)動(dòng)方向，但是前、后總動(dòng)能保持不變。彈性散射是中子損失能量的重要方式。2、非彈性散射：只有中子能量大于物質(zhì)的第一激發(fā)能級(jí)時(shí)才可能發(fā)生非彈性散射，在非彈性散射中一部份能量使核受到反沖，另一部份能量變?yōu)椴抛雍说?/p>

9、激發(fā)能。最后處于激發(fā)態(tài)的原子核發(fā)射出光子而回到基態(tài)，中子能量減少。3、吸收:中子射入原子核內(nèi)（俘獲）部形成復(fù)合核,然后發(fā)射出光子或帶電離子，而自已被原子核吸收;也可能發(fā)生（核散裂 ）核裂變。第五節(jié)：輻射量及其單位一、放射性活度：一定量的放射性核素在dt時(shí)間內(nèi)發(fā)生的衰變數(shù)-dN除以dt所得的商，稱為放射性活度。計(jì)算式：A=A0e t二、照射量與照射量率1、照射量（X）：是指X、射線在單位質(zhì)量空氣（dm）中釋放出所有正、負(fù)電子完全被子阻止在空氣中時(shí)，在空氣中產(chǎn)生的同一種符號(hào)的離子的總電荷量（dQ）即：X=dQ/dm（C/kg）1R=258104 C/kg1C/kg=3877103R使用條件：1）只

10、限于X、 射線2、介質(zhì)：空氣3、使用能量范圍10kev - 3Mev，鑒于目前輻射防護(hù)目的所作的測(cè)量可以允許較大誤差，照射量適用能量上限允許擴(kuò)大到8Mev。d2、照射量率：是單位時(shí)間內(nèi)照射量的增量。數(shù)學(xué)表達(dá)式：X=dX/dt單位：C/kgs；Rmin；mR/h；X.三、吸收劑量與吸收劑量率：1、吸收劑量（D）：授與單位物質(zhì)的任何致電離輻射的平均能量稱吸收劑量。數(shù)學(xué)表達(dá)式：D=dE/dm（J/kg或Gy）新舊單位換算：1Gy=100rad2、吸收劑量率：?jiǎn)挝粫r(shí)間，內(nèi)授與物質(zhì)的電離輻射的平均能量。數(shù)學(xué)表達(dá)式：D=dE/dt單位：Gy/s；mGy/min；Gy/h；四、比釋動(dòng)能與比釋動(dòng)能率：1、比釋

11、動(dòng)能：是指非帶電粒子在單位質(zhì)量物質(zhì)中傳遞給次級(jí)帶電離子的動(dòng)能總和。數(shù)學(xué)表達(dá)式：K=dEtr/dm（J/kg或Gy）2、比釋動(dòng)能率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的比釋動(dòng)能。數(shù)學(xué)表表式：K=dK/dt五、照射量、吸收劑量、比釋動(dòng)能之間關(guān)系：1、當(dāng)達(dá)電子平衡時(shí)：D=K2、照射量、吸收劑量關(guān)系：D空氣=873103X六、劑量當(dāng)量與有效劑量當(dāng)量：1、劑量當(dāng)量（H）：考慮不同射線種類對(duì)生物效應(yīng)的引響，引進(jìn)劑量當(dāng)量與以修正。H=DQN（Sv）式中：D吸收劑 量Q品質(zhì)因素N其它修正因子N=1目前我國(guó)規(guī)定的品質(zhì)因素Q射線種類QX線、射線、電子中子質(zhì)子靜止質(zhì)量大于1原子單位的單電荷粒子，在內(nèi)照射中的粒子、電荷數(shù)末知的粒子110202、有效劑量當(dāng)量：為了計(jì)算受到照射的有關(guān)器官或組織帶來(lái)的總危險(xiǎn)度，對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)引進(jìn)了有效劑量當(dāng)量（HE） HE=WTHT（ Sv）WT=組織T接受1 Sv時(shí)的危險(xiǎn)度/全身均勻受