放射性基本知識

1、放射性基本知識,,什么是放射性？,放射性是自然界存在的一種自然現(xiàn)象。世界上一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的，每個原子的中心有一個原子核。大多數(shù)物質(zhì)的原子核是穩(wěn)定不變的，但有些物質(zhì)的原子核不穩(wěn)定，會自發(fā)地發(fā)生某些變化，這些不穩(wěn)定的原子核在發(fā)生變化的同時會發(fā)射出特有的射線，這種性質(zhì)就是人們常說的放射性?！　∮械姆派湫晕镔|(zhì)在地球誕生時就存在了，如鈾、釷、鐳等，它們叫做天然放射性物質(zhì)。另一方面，人類出于不同的目的制造了一些具有放射性的物質(zhì)，這種物質(zhì)叫

2、人工放射性物質(zhì)。,什么是輻射？,輻射是指以波或粒子的形式向周圍空間或物質(zhì)發(fā)射并在其中傳播的能量（如聲輻射、熱輻射、電磁輻射、粒子輻射等）的統(tǒng)稱。例如物體受熱向周圍發(fā)射熱量叫做熱輻射；受激原子退激時發(fā)射的紫外線或X射線叫做原子輻射；不穩(wěn)定的原子核衰變時發(fā)射出的粒子或γ射線叫做原子核輻射，簡稱核輻射。　　輻射可分為非電離輻射和電離輻射兩大類。非電離輻射通常又稱電磁輻射，如無線電波、紅外輻射、可見光、微波、紫外線等，波的頻率和能量較低，不足

3、以使原子中的電子游離而產(chǎn)生帶電的離子；電離輻射通常又稱放射性，如α、β、γ射線有足夠的能量使受照射物質(zhì)的原子電離，這種電離過程具有雙重性，即受照輻射量過大，會對生物體構(gòu)成損傷，而有控制的輻照則可達(dá)到滿足生產(chǎn)生活和治療疾病的目的。,輻射來源與種類,（一）天然輻射源     1  宇宙射線    2  環(huán)境中的放射性（二）人工輻射源

4、60;          1 工業(yè)用源     2 農(nóng)業(yè)用源     3 醫(yī)療照射     4 大型輻照裝置     5 核電站、核試驗(yàn)    &#

5、160; 6 日常用品中的放射性 （三）幾種常見的放射線         1 α射線         2 β射線          3 γ射線    

6、;      4  X射線          5  中子,,輻射一覽表,電磁波譜中的各種波,無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，不過它們的產(chǎn)生方式不盡相同，波長也不 同，把它們按波長（或頻率）順序排列就構(gòu)成了電磁波譜。 電磁波譜 - 分類依照波長的長短

7、以及波源的不同，電磁波譜可大致分為：（1）無線電波——波長從幾千米到0.3米左右，一般的電視和無線電廣播的波段就是用這種波；（2）微波——波長從0.3米到10-3米，這些波多用在雷達(dá)或其它通訊系統(tǒng)；（3）紅外線——波長從10-3米到7.8×10-7米；（4）可見光——這是人們所能感光的極狹窄的一個波段。波長從（78～3.8）×10-6厘米。光是原子或分子內(nèi)的電子運(yùn)動狀態(tài)改變時所發(fā)出的電磁波。由于它是我們

8、能夠直接感受而察覺的電磁波極少的那一部分,電磁波譜中的各種波,（5）紫外線——波長從3×10-7米到6×10-10米。這些波產(chǎn)生的原因和光波類似，常常在放電時發(fā)出。由于它的能量和一般化學(xué)反應(yīng)所牽涉的能量大小相當(dāng)，因此紫外光的化學(xué)效應(yīng)最強(qiáng)；（6）倫琴射線——這部分電磁波譜，波長從2×10-9米到6×10-12米。倫琴射線（X射線）是電原子的內(nèi)層電子由一個能態(tài)跳至另一個能態(tài)時或電子在原子核電場內(nèi)減速

9、時所發(fā)出的；（7）γ射線——是波長從10-10～10-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內(nèi)發(fā)出來的，放射性物質(zhì)或原子核反應(yīng)中常有這種輻射伴隨著發(fā)出。γ射線的穿透力很強(qiáng)，對生物的破壞力很大。,電離過程,什么是同位素和核素,在中子和質(zhì)子組成的原子核內(nèi)，質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的這一類原子稱為同位素。會發(fā)生放射性衰變的同位素稱為放射性同位素,現(xiàn)在已經(jīng)知道的107種元素的1900多種同位素中，大約有300種是穩(wěn)定核素；其余1600種是

10、放射性核素，其中的大約60種是天然放射性核素，其它是人工制造的。 例如，氫同位素有三種核素：1H、2H、3H，元素符號的左上角標(biāo)出原子質(zhì)量數(shù)，他們分別被取名為氫、氘（音刀）、氚（音川）。其中，3H具有放射性，稱為放射性同位素。在自然界里，1H、2H同位素天然含量的原子數(shù)百分比分別為99.9852％、0.0148％，3H幾乎為零。,什么是放射源？,放射源是指用放射性物質(zhì)制成的能產(chǎn)生輻射照射的物質(zhì)或?qū)嶓w，放射源按其密封狀況可分密封源和非密封

11、源。密封源是密封在包殼或緊密覆蓋層里的放射性物質(zhì)，如料位計、探傷機(jī)等使用的都是密封源，常用的密封源有鈷－60、銫－137、銥-192等。非密封源是指沒有包殼的放射性物質(zhì)，也稱開放源或開放型放射源，醫(yī)院核醫(yī)學(xué)中使用的放射性示跟蹤劑屬于非密封源，如碘-131、碘-125、锝-99m等。,如何衡量放射源源強(qiáng)度的大?。?一個放射源強(qiáng)度的大小通常不用體積或質(zhì)量的大小來衡量，而使用放射性活度來表示。一個放射源在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)稱為它的放

12、射性活度。1975年召開的國際計量大會規(guī)定了放射性活度的國際單位是秒的倒數(shù)（s-1），叫貝可勒爾（Becquerel），簡稱貝可，符號是Bq，1Bq就是放射性物質(zhì)在1秒鐘內(nèi)有1個原子核發(fā)生衰變。歷史上曾用居里（Ci）表示放射性活度的大小，它與貝可的關(guān)系為1Ci＝3.7×1010Bq。放射源質(zhì)量或體積一般都不大，但它們所含有的放射性物質(zhì)的活度卻可以很大。,為了衡量物質(zhì)中放射性的多少，我們用單位質(zhì)量物質(zhì)中的放射性活度來衡量，稱為活

13、度濃度。對于固體，其單位為每千克貝可（Bq/kg）；對于液體或氣體，其單位為每升貝可或每立方米貝可（Bq/L或Bq/m3）。與放射源不同，人們周圍的水、空氣、房屋、土壤與巖石等物質(zhì)，其中存在的天然放射性物質(zhì)活度濃度都很小。對于這些天然存在于我們周圍環(huán)境中的放射性，我們稱它為天然本底水平。為了控制人為活動（如核設(shè)施、核技術(shù)利用、伴生放射性礦開發(fā)利用等）對環(huán)境造成放射性污染，國家對排放環(huán)境的放射性物質(zhì)都有明確的嚴(yán)格限制。,放射性活度,什么是

14、放射性半衰期？,在放射源使用過程中，常常用半衰期來表示放射性變化的快慢。所謂半衰期，就是放射性核素衰變掉一半所需要的時間。每經(jīng)過一個半衰期，放射源的活度就只剩原來活度的一半了。半衰期越長，表明這個放射源的活度變化得越慢，半衰期越短，表明這個放射源的活度變化得越快。每種放射性核素都有一個特有的半衰期，其范圍從幾百萬分之一秒到幾十億年。根據(jù)半衰期的長短，我們可以更合理地選用合適的放射源開展工作。,半價層,什么是半價層（HVL)？定義：半價

15、層是指放射線在物質(zhì)中強(qiáng)度被吸收為初始的一半時的物質(zhì)厚度。不同的物質(zhì)有不同的半價層，半價層越厚表示物質(zhì)的吸收能力越小。 Lead（11.34kg/m3） Iron(7.85kg/m3) Concrete(3.01～3.15g/cm3) Ir-1925.5 mm14 mm 43 mmCo-6011 mm20 mm 63 mmXR(200 kV) 4 mm

16、 26 mm,如何判定放射性對人體健康影響的大小？,放射性無聲、無色、無臭、無味，人體是無法感覺到它們的存在的，只有用專業(yè)儀表才能探測到。人們利用射線與物質(zhì)相互作用并把能量消耗在物質(zhì)中的原理，用儀器測量出某種射線在這個過程中由物質(zhì)吸收的能量，就可以知道射線輻射場的強(qiáng)弱，也就是說，物質(zhì)吸收的能量越多，射線輻射場越強(qiáng)，對人體健康的影響就越大。單位物質(zhì)吸收的能量稱為吸收劑量，單位為戈瑞（Gy），定義為每千克物質(zhì)中吸收1焦耳的

17、能量（J/kg）。物質(zhì)在單位時間內(nèi)的吸收劑量稱為吸收劑量率，單位為戈瑞/小時（Gy/h）或戈瑞/秒（Gy/s）。通過選用專門的儀器，測量各種射線在空氣中的吸收劑量或吸收劑量率，我們就能夠知道它們的存在和大小，從而判斷出它們對我們的影響。,輻射量與單位,照射量X :      照射量是輻射場的一種量度。表征了X和射線在空氣介質(zhì)中的電離能力,定義是：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1立方厘米的空氣中

18、產(chǎn)生1靜電單位電荷（正離子或電子）的輻射量,單位為倫琴,用符號R表示。在國際單位制中，照射量的單位是C/kg。C為以庫侖為單位的電量，Kg為質(zhì)量單位千克。由1靜電單位電量為0.333×10-9C，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1立方厘米空氣的質(zhì)量為0.001293克。所以得1R=2.58×10-4C/kg國際單位照射量是輻射場強(qiáng)弱的標(biāo)志。一般測量輻射場強(qiáng)弱的輻射儀常以mR或mR/h為單位來刻度。照射量率X:就是單位時間內(nèi)的照射

19、量常用   倫/小時，毫倫/小時或微倫/秒表示,輻射量與單位,吸收劑量D :       吸收劑量定義為單位質(zhì)量被照物質(zhì)平均吸收的輻射能量。專用單位是拉德  rad,國際單位專用名稱 戈瑞 Gy           1 Gy = 100 r

20、ad            1 rad = 0.01Gy 空氣的吸收劑量D與照射量X的關(guān)系為：D空氣=33.7X (Gy)，這里照射量X的單位是采用國際單位庫侖/千克。如果照射量X的單位是采用倫琴，則關(guān)系式變?yōu)椋篋空氣=8.69x10-3X (Gy)。因此，只要知道輻照場中某點(diǎn)的照射量，就可以按照此關(guān)系式計算該點(diǎn)的吸收劑量

21、 吸收劑量率：是單位時間內(nèi)物質(zhì)吸收劑量  的增量。表示方式： Gy/h, mGy/h,u Gy/s等,輻射量與單位,劑量當(dāng)量H:實(shí)踐證明：某一吸收劑量的生物效應(yīng)是與輻射種類和照射條件有關(guān)的，僅知道人體接受的吸收劑量還不能說明人體受到多大的損害，因此用劑量當(dāng)量這一概念來修正這些因素。            H

22、= D·N·Q  （其中H＝劑量當(dāng)量，Q=品質(zhì)因子，D=吸收劑量，N＝修正因子）      專用名:希沃特（sv)      1 Sv = 100 rem=1J/kg    1 rem = 0.01 Sv       

23、60;  2,劑量當(dāng)量率：單位時間劑量當(dāng)量稱為劑量當(dāng)量率表示：希/小時，毫希/小時，   微希/秒,輻射生物效應(yīng),輻射作用于生物體時能造成電離輻射，這種電離作用能造成生物體的細(xì)胞、組織、器官等損傷，引起病理反應(yīng)，稱為輻射生物效應(yīng)。輻射對生物體的作用是一個非常復(fù)雜的過程，生物體從吸收輻射能量開始到產(chǎn)生輻射生物效應(yīng)，要經(jīng)歷許多不同性質(zhì)的變化，一般認(rèn)為將經(jīng)歷四個階段的變化： ①物理變化階段：持續(xù)約10-16秒，