1、主要内容v电离辐射的基本知识与概念v辐射防护中常用的量和单位v电离辐射的生物效应v辐射防护的原则和方法一、电离辐射的基本知识与概念 按辐射作用于物质产生的效应，辐射可分为电离辐射与非电离辐射。电离辐射电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称。包括宇宙射线、X射线和从放射性物质中产生的辐射。其种类很多，高速带电粒子有粒子、粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、射线。包括紫外线，热辐射，无线电波及微波。射线射线射线X射线n中子中微子介子 电离辐射电离辐射 e12ev 紫外线 可见光激光红外线电磁波（射频、工频）非电离辐射非电离辐射 e12ev v电离辐射是广泛存在于宇宙和人类生存环电离辐射是广泛存
2、在于宇宙和人类生存环境中的自然现象。境中的自然现象。v电离辐射存在于我们日常生活之中。电离辐射存在于我们日常生活之中。v电离辐射的特殊性（无色、无味、看不见、电离辐射的特殊性（无色、无味、看不见、摸不着），长久以来人们没有感觉到它的摸不着），长久以来人们没有感觉到它的存在。存在。v电离辐射一经发现，很快便得到了应用。电离辐射一经发现，很快便得到了应用。什么是放射性？什么是放射性？v放射性是自然界存在的一种自然现象，来放射性是自然界存在的一种自然现象，来自于原子核。自于原子核。v大多数物质的原子核是稳定不变的，少数大多数物质的原子核是稳定不变的，少数原子核不稳定。原子核不稳定。v不稳定的原子核会
3、自发的向稳定的状态变不稳定的原子核会自发的向稳定的状态变化（化（衰变衰变），同时会发射各种各样的），同时会发射各种各样的射线射线，这种现象就是这种现象就是 “放射性放射性”。v现在知道，有许多天然的和人工生产的核素都能自发地发射各种射线。v有的发射射线，有的发射射线，有的发射射线，有的在发射射线或射线的同时也发射射线，有的三种射线均发射。v铀发射的射线就是由三种不同成分的射线组成，即、和射线。此外，原子核还有发射正电子、质子、中子、重离子等其它粒子以及自发裂变的情况。由原子核自发的变化而放射出各种射线由原子核自发的变化而放射出各种射线的现象，称为的现象，称为原子核的放射性原子核的放射性。能自发
4、地放。能自发地放射各种射线的核素，叫射各种射线的核素，叫放射性核素放射性核素。实验证明，对放射性核素加温、加压或实验证明，对放射性核素加温、加压或加电磁场，都不能抑制或显著改变其放射性。加电磁场，都不能抑制或显著改变其放射性。除了原子核的放射性，现在已被广泛应除了原子核的放射性，现在已被广泛应用的还有射线装置，它们主要有用的还有射线装置，它们主要有X射线机、粒射线机、粒子加速器、中子发生器等。子加速器、中子发生器等。10 100 keV伽马相机 Gamma Cameras（1）X射线球的制造者和应用X射线的技术人员；时间：1960年代现在等效操作量=实际操作活度毒性组别修正因子/操作性质修正因
5、子(3)19281954年，在一些国家中应用钍造影剂作正电子发射断层摄影术（PET）检查仪并提出了“原子能”的概念。这些转变经常使原子核具有过剩的能量通过射线（一种高能光子）而释放出来。但对活度和能量较高的 源，最好在轻材料屏蔽后面，再添加适当厚度的重物质屏蔽材料，以屏蔽轫致辐射。它具有间接电离作用，贯穿本领很大,在空气中的射程通常为几百米。此外，原子核还有发射正电子、质子、中子、重离子等其它粒子以及自发裂变的情况。有的发射射线，有的发射射线，有的发射射线，有的在发射射线或射线的同时也发射射线，有的三种射线均发射。半衰期 (T1/2)5MeV中子的辐射权重因子20）人体受到照射的辐射来源（1）
6、X射线被发现一个月，X射线的制造者（又称职业性辐射损伤时期）4%的能量转化为轫致辐射。（没有包壳的放射性物质，液态或粉末）操作非密封源的场所叫做非密封放射源工作场所。尽管有许多原子核是稳定的，但绝尽管有许多原子核是稳定的，但绝大部分是不稳定的。原子核的稳定性主大部分是不稳定的。原子核的稳定性主要是由原子核内的质子数与中子数之间要是由原子核内的质子数与中子数之间的平衡决定的。的平衡决定的。较小的稳定核素，质子数与中子数基较小的稳定核素，质子数与中子数基本相等；较大的稳定核素，中子要比质本相等；较大的稳定核素，中子要比质子略多一些。子略多一些。v如果原子核中中子太多，就会通过如果原子核中中子太多，
7、就会通过而使原子核达到稳定结构。这个而使原子核达到稳定结构。这个过程也就是我们已知的过程也就是我们已知的衰变，发射出一衰变，发射出一个带负电的电子，称为个带负电的电子，称为粒子。粒子。v如果原子核中质子数太多，如果原子核中质子数太多，而达到稳定，这是另外一种而达到稳定，这是另外一种衰变衰变，通过发射正电子而减少正电荷。，通过发射正电子而减少正电荷。1500MeV）三种。以可将天然辐射源的照射水平作为基准，用以它在空气中的射程只有几个厘米。此外，原子核还有发射正电子、质子、中子、重离子等其它粒子以及自发裂变的情况。1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功，1967年6月17日我国第一颗氢弹
8、空爆试验成功，1970年4月24日我国第一颗人造卫星发射成功。此项原则要求：效益代价+风险226Ra理论研究中多用衰变常数某一组织或器官T受到R类型辐射的当量 剂量HT.此项原则要求：效益代价+风险包括宇宙射线、X射线和从放射性物质中产生的辐射。（强度随海拔高度呈指数增加）随着放射性核素数量的减少，辐射也相应地减少。除事故外，只能用大群体的或高人年的流行病学的调查方法，才能发现辐射损伤或危害的增加。由原子核自发的变化而放射出各种射线的现象，称为原子核的放射性。由于室内氡浓度较高，人们在室内停留时间比在室外长，因此对室内氡及其子体的水平测量以及它们对健康的影响问题，越来越引起人们的关注。历史上曾
9、使用过的单位：拉德，rad贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获1903年诺贝尔物理学奖。v射线是没有质量、不带电和具有能量的离散粒子。原子核的自发转变就是所谓的放射性，过剩的能量以（电离）辐射的形式发射出来。转变的过程称为，发生变化并发射辐射的原子核就称为v一些重原子核通过释放阿尔法（）粒子而衰变，粒子含有两个中子和两个质子，与氦核相同。粒子的质量比粒子要大的多，带有两个正电荷。伦琴伦琴（Roentgen）世界上第一张世界上第一张X射线照片射线照片v1895,伦琴（伦琴（Roentgen）发现）发现 X 射线射线Nobel Prize in 1901v1896,贝克勒尔（贝克勒尔（Becquer
10、el）Nobel Prize in 1903 1896年，法国物理学家贝克年，法国物理学家贝克勒尔（勒尔（1852-1908）发现只要）发现只要有有铀元素铀元素存在，就有贯穿辐存在，就有贯穿辐射产生射产生证明发射这种射证明发射这种射线是铀原子自身的作用。线是铀原子自身的作用。放射性的发现，引起人放射性的发现，引起人们对原子核内部的研究的深们对原子核内部的研究的深入。入。“进入原子内部进入原子内部”和和“分裂原子分裂原子”成为世纪之交成为世纪之交时期科学领域中最振奋人心时期科学领域中最振奋人心的口号。的口号。1898年，物理学家居里夫人（年，物理学家居里夫人（1867-1934）在寻找比铀）在寻
11、找比铀的放射性更强的物质的过程中，先发现了一种新的放射性的放射性更强的物质的过程中，先发现了一种新的放射性元素，为纪念她的祖国波兰，她将其名命为元素，为纪念她的祖国波兰，她将其名命为“钋钋”。居里夫妇又花了居里夫妇又花了4年时间，发现了镭，并在极端艰苦的年时间，发现了镭，并在极端艰苦的条件下，从几吨沥清铀矿渣中分离出条件下，从几吨沥清铀矿渣中分离出0.12克纯氯化镭，后克纯氯化镭，后又测出其原子量为又测出其原子量为225，其发出的射线比铀强，其发出的射线比铀强200多万倍。多万倍。贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获1903年诺贝尔年诺贝尔物理学奖。另外，居里夫
12、人因此获物理学奖。另外，居里夫人因此获1911年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。物理学家卢瑟福物理学家卢瑟福18991899年发现铀和铀的化合物所发年发现铀和铀的化合物所发出的射线有两种不同类型：出的射线有两种不同类型：一种是极易吸收的，他称之为一种是极易吸收的，他称之为射线射线；另一种有较强的穿透能力，他称之为另一种有较强的穿透能力，他称之为射线射线。19001900年法国化学家维拉尔又发现具有更强穿透本年法国化学家维拉尔又发现具有更强穿透本领的第三种射线领的第三种射线射线射线。19021902年，物理学家卢瑟福与化学年，物理学家卢瑟福与化学家索迪合作在对铀、镭、钍等元素的家索迪合作在对铀、镭
13、、钍等元素的放射性研究中，提出了放射性元素的放射性研究中，提出了放射性元素的衰变理论：衰变理论：放射性原子是不稳定的，放射性原子是不稳定的，它们自发性地放射出射线和能量，而它们自发性地放射出射线和能量，而自身衰变成另一种放射性原子，直至自身衰变成另一种放射性原子，直至成为一种稳定的原子为止。这种特性成为一种稳定的原子为止。这种特性即即放射性放射性。并提出了并提出了“原子能原子能”的概念。的概念。卢瑟福因此获卢瑟福因此获19081908年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖以后，卢瑟福和索迪等人进一步研究放射以后，卢瑟福和索迪等人进一步研究放射性元素递次变化（即衰变链系）的线索，发性元素递次变化（即衰变链
14、系）的线索，发现如下衰变链：现如下衰变链：索迪因此及对同位素起源和性质研究获索迪因此及对同位素起源和性质研究获19211921年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。元素衰变理论打破了自古希腊以来人们相元素衰变理论打破了自古希腊以来人们相信的原子永远是不生不灭的传统观念，而认信的原子永远是不生不灭的传统观念，而认为一种元素的原子可以变成另一种元素的原为一种元素的原子可以变成另一种元素的原子。子。PbPoBiPoRnRaU1000TT2/12/1多年几百万年卢瑟福用镭发射的卢瑟福用镭发射的粒子作粒子作“炮弹炮弹”，研究被轰击的粒子，研究被轰击的粒子的情况。的情况。19191919年，终于观察到氮原子核俘
15、获一个年，终于观察到氮原子核俘获一个粒子后放出粒子后放出一个氢核，同时变成了另一种原子核的结果，一个氢核，同时变成了另一种原子核的结果，1818N N 1717O Op p 。这是人类历史上第一次实现原子核的人工反应，使古代炼这是人类历史上第一次实现原子核的人工反应，使古代炼金术士梦寐以求的把一种元素变成另一种元素的空想变成现实。金术士梦寐以求的把一种元素变成另一种元素的空想变成现实。当时卢瑟福写了一本书就取名为当时卢瑟福写了一本书就取名为新炼金术新炼金术。世界上第一个制造的人工放射性核素世界上第一个制造的人工放射性核素约里奥约里奥.居里夫妇居里夫妇 1934 1934 年年 2727Al+A
16、l+4 4He He 3030P +nP +n3030Si+eSi+e+提供许多种放射性核素提供许多种放射性核素,为研究和广为研究和广泛应用开辟了广阔前景泛应用开辟了广阔前景例如：超铀元素的发现例如：超铀元素的发现 （人工制造）（人工制造）Z=92 93 94 95 96 Z=92 93 94 95 96 114 114+衰变衰变vv1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象。年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象。vv1942年年12月月2日，费米（日，费米（Fermi）在美国芝加哥大学）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。建造的世界上第一座人工核反应堆，实现链式反
17、应。vv1945年爆炸了第一颗原子弹。年爆炸了第一颗原子弹。vv1952年氢弹试验成功。年氢弹试验成功。vv1954年建成第一座年建成第一座核电站。核电站。vv1932年，查德威克发现了中子。年，查德威克发现了中子。中国的“两弹一星”v“两弹一星两弹一星”最初是指原子弹、导弹和最初是指原子弹、导弹和人造卫人造卫星星。“两弹两弹”中的一弹是原子弹，后来演变中的一弹是原子弹，后来演变为原子弹和氢弹的合称；另一弹是指导弹；为原子弹和氢弹的合称；另一弹是指导弹；“一星一星”则是则是人造地球卫星人造地球卫星。1964年年10月月16日我国第一颗原子弹爆炸成功，日我国第一颗原子弹爆炸成功，1967年年6月
18、月17日我国第一颗氢弹空爆试验成功，日我国第一颗氢弹空爆试验成功，1970年年4月月24日我国第一颗人造卫星发射成功。日我国第一颗人造卫星发射成功。中中国国的的“两弹一星两弹一星”，是，是20世纪下半世纪中华世纪下半世纪中华民族创建的辉煌伟业。民族创建的辉煌伟业。HT 为某组织或器官T的当量剂量。白内障 5.(3)19281954年，在一些国家中应用钍造影剂作溃疡 25 Gy定义：单位时间（t）内的吸收剂量。气载物质由乌克兰境内该厂址穿越欧洲而弥散。特点：对辐射可能造成的损伤认识不足密度测量：伽马源(137Cs)推出屏蔽室到源棒末端，并位于被测物质中进行测量。辐射致癌比较肯定的有白血病、甲状腺
19、癌、皮肤癌、肺癌等。放射源应用实践的分类密封源：密封在包壳里的或紧密地固结在覆盖层里并呈固 体形态的放射性物质。距离增加一倍其照射的强度就减少到1/4，距放射源越远，受照剂量就越小。这要求我们在从事放射性工作时，要操作熟练，动作迅速，必要时可进行一些空白操作训练来提高熟练程度，这样在正式操作时可以减少受照时间，如果一个人操作超过剂量限值，就可以数人操作，使每个人所受的剂量减少。(1)19351954年，在英国应用X射线局部照射治疗1 A/D 0.探测器Detector另有209人住院，其中106人被确诊为急性辐射损伤。固定多束远距放射治疗仪（伽玛刀）辐射致癌不是引起“特殊癌”，而是使癌的发生率
20、有所提高。与各种人工辐射源的照射水平相比较。物理学家卢瑟福1899年发现铀和铀的化合物所发出的射线有两种不同类型：基本概念基本概念 同位素同位素：原子序数相同，原子的质量数不同，即原子核内的质：原子序数相同，原子的质量数不同，即原子核内的质子数相同，中子数不同，在元素周期表内占据同一位置的元素。子数相同，中子数不同，在元素周期表内占据同一位置的元素。稳定性同位素稳定性同位素 放射性同位素放射性同位素 一个元素的所有同位素，其化学性质几乎一样。一种元素往往一个元素的所有同位素，其化学性质几乎一样。一种元素往往有有几种几种到到几十种几十种同位素。目前已知的同位素。目前已知的118种元素，同位素共达
21、种元素，同位素共达2000多种。多种。自然界中天然存在的放射性物质较少，自然界中天然存在的放射性物质较少，实际应用中的放射性同实际应用中的放射性同位素，绝大部分是人工制造的放射性同位素。位素，绝大部分是人工制造的放射性同位素。放射性核素表示方法放射性核素表示方法v 226Rav 226Ra 或或 Ra226核素符号核素符号原子质量原子质量原子序数原子序数88-+常见射线的种类常见射线的种类电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律+从母核中射出的4He原子核 粒子得到大部分衰变能238U4He+234Th放射性母核!电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射
22、性衰变及衰变规律电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律+发生原因：母核中子或质子过多发生原因：母核中子或质子过多质子转变成中子，并且带走一个单位的正电荷中子转变成质子，并且带走一个单位的负电荷+中微子反中微子 三种子体分享裂变能因此电子具有连续能量电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律宇生放射性核素：宇宙射线与大气层和地球表面氧、氮等多种元素的原子核相互作用后产生的放射性核素。除事故外，只能用大群体的或高人年的流行病学的调查方法，才能发现辐射损伤或危害的增加。吸收剂量（absorbed dose）专用单位，居里（Ci），1居里是指放射
23、性核素每秒钟发生3.电离辐射所致生物效应的分类自由基的生成：H2O2,H02,H-,OH-乙级和丙级非密封源工作场所的安全管理参照、类放射源。降雨导致放射性核素在某些地区的沉积比其它地区更多。射线、全身照射，在剂量率为10 Gy/h时停留30分钟，则：当辐射场由具有不同WR 值的不同类型的辐射组成时，其当量剂量为：HT=WRDT.1919年，终于观察到氮原子核俘获一个粒子后放出一个氢核，同时变成了另一种原子核的结果，18N 17Op。常用的放射源Cs-137、Ir-192、Co-60等。国际单位:贝可，符号为Bq,1贝可定义为放射性核素每秒钟发生1次衰变。粒子的质量比粒子要大的多，带有两个正电
24、荷。对切尔诺贝利厂址开展了大规模清除工作，涉及人员超过75万人口。辐射致癌比较肯定的有白血病、甲状腺癌、皮肤癌、肺癌等。外部控制源一般采用137Cs。另一种有较强的穿透能力，他称之为射线。衰变示例241Am 237Np事故后约有超过10万人口离开目前为乌克兰和俄联邦的Belarus地区的家园，且由于地面上放射性落下灰的水平较高，许多地区成为“限制区”。电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律强直性脊椎炎的病人；按辐射作用于物质产生的效应，辐射可分为电离辐射与非电离辐射。非密封源工作场所的分级吸收剂量（absorbed dose）影响辐射生物效应的主要因素影响辐射生物
25、效应的主要因素包括宇宙射线、X射线和从放射性物质中产生的辐射。等效操作量=实际操作活度毒性组别修正因子/操作性质修正因子稳定性同位素 放射性同位素电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律幸运的是这些人均恢复健康，在几周或数月后得以出院。实验证明，对放射性核素加温、加压或加电磁场，都不能抑制或显著改变其放射性。安全工作时间110002.电离辐射的发现和利用过程索迪因此及对同位素起源和性质研究获1921年诺贝尔化学奖。（2）氡及其子体内照射引起的肺癌；1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象。（3）皮肤和伤口，通过皮肤或通过污染的伤口进入；（1）X射线球的制造者和应用X射线的技术人员；由于被污染的空
26、气扩散至欧洲甚至欧洲以外的地区，当地气候条件对于核素的沉降起了很大的决定作用。电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律+光子电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律 衰变特点：衰变特点：1 1、从原子核中发射出光子、从原子核中发射出光子2 2、常常在、常常在 或或 衰变后核子从激发态退衰变后核子从激发态退 激时发生激时发生3 3、产生的射线能量不连续、产生的射线能量不连续4 4、可以通过测量光子能量来鉴定核素类别、可以通过测量光子能量来鉴定核素类别电离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律一般只有原子序数一般只有
27、原子序数83的重元素才能释放出的重元素才能释放出射线射线，如，如Rn、Th、Ra与与U,射线射线实际上是实际上是氦原子核氦原子核。举例：举例：Ra-226Rn-222+2He4当原子核内某一个中子转变成质子时，伴随着当原子核内某一个中子转变成质子时，伴随着射线（电子）射线（电子）的产生。的产生。举例：举例：83Bi210 84Po210 +-射线射线与紫外线、可见光、红外线、无线电波等一样，也是一与紫外线、可见光、红外线、无线电波等一样，也是一种种电磁辐射电磁辐射，能量较高，穿透本领强，要比，能量较高，穿透本领强，要比射线大射线大50100倍，倍，比比射线大射线大10,000倍。倍。电离辐射的
28、本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律不同射线的穿透能力不同射线的穿透能力贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获1903年诺贝尔物理学奖。现在知道，有许多天然的和人工生产的核素都能自发地发射各种射线。和 T1/2 两者有一一对应关系四、辐射防护的原则和方法非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量分为甲、乙、丙三级，具体分级标准见电离辐射防护与辐射源安全标准（GB 18871-2002）。探测器Detector辐射不是强的致癌因素；安全工作时间110002.典型采用GBq的137CsWR 是R类型辐射的辐射权重因子。它的电离作用大，贯穿本领小。对中子我们接触很少，所以，我们主
29、要考虑的是X射线、射线和射线的防护问题。照射的剂量与照射条件现在知道，有许多天然的和人工生产的核素都能自发地发射各种射线。时间：1960年代现在事故后约有超过10万人口离开目前为乌克兰和俄联邦的Belarus地区的家园，且由于地面上放射性落下灰的水平较高，许多地区成为“限制区”。生物效应产生的过程和机理（又称放射线诊断、治疗损伤时期）影响辐射生物效应的主要因素辐射致癌比较肯定的有白血病、甲状腺癌、皮肤癌、肺癌等。v常用的放射源有Am-241、Pu-238、Pu-239、Po-210等；v常用的放射源H-3、Ni-63、Fe-55、C-14、Pm-147、Kr-85、Sr-90和Ru-106等；
30、v常用的放射源Cs-137、Ir-192、Co-60等。半衰期半衰期 (T(T1/21/2)定义定义：一定量的某种放射性原子核衰变至原来一定量的某种放射性原子核衰变至原来 的一半所需要的时间。的一半所需要的时间。时间时间 t t (T(T1/21/2)0 01 12 23 34 45 5n n放射性原放射性原子核数目子核数目N N0 0N N0 0/2/2 N N0 0/4/4N N0 0/16/16N N0 0/32/32N N0 0/64/64N N0 0/2/2n n经过经过n n个半衰期后，未发生衰变的放个半衰期后，未发生衰变的放射性原子核数目是原有的射性原子核数目是原有的 1/2n电
31、离辐射的本质电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律放射性衰变及衰变规律v每一种放射性核素有其固有的半衰期，从几分之一秒到几十亿年。I131的半衰期为8天；Cs137为30年；C14为5730年；Pu239为24000年，铀238为4.47亿年。经过多个半衰期后，放射性核素的活度就会衰变为初始活度的1/2，1/4，1/8，以此类推。这也意味着我们可以预测将来任何时候它所剩余的活度。随着放射性核素数量的减少，辐射也相应地减少。放射性衰变基本规律放射性衰变基本规律 1 1 指数衰减规律指数衰减规律 N=NN=N0 0e e-t t N N0:0:（t=0t=0）时放射性原子）时放射性原子 核的数目核的数
32、目N:N:经过经过t t时间后未发生衰变时间后未发生衰变的放射性原子核数目的放射性原子核数目:放射性原子核衰变常数放射性原子核衰变常数 大小只与原子核本身性质大小只与原子核本身性质 有关有关，与外界条件无关，与外界条件无关;数值越大衰变越快数值越大衰变越快N=NN=N0 0e e-t t N=NN=N0 0e e-t t 由半衰期定义由半衰期定义 t=Tt=T1/21/2 ，N=NN=N0 0/2/2 代入计算得到代入计算得到 T T1/2 1/2=ln 2/=ln 2/T T1/2 1/2=0.693/=0.693/和和 T T1/2 1/2 两者有一一对应关系两者有一一对应关系 理论研究中
33、多用衰变常数理论研究中多用衰变常数 实际应用中一般用半衰期实际应用中一般用半衰期半衰期与衰变常数的关系半衰期与衰变常数的关系v医学诊断与治疗；v核能；v工业探伤；v医疗设备的灭菌；v食品辐照保鲜；v灭菌；v科学和医学研究。放射性同位素及射线装置应用放射性同位素及射线装置应用湿式贮源辐照装置全景图湿式贮源辐照装置全景图 干式贮源辐照装置全景图干式贮源辐照装置全景图 辐照装置辐照小麦原冬3号源不离开装置（屏蔽）源不离开装置（屏蔽）伽马探伤装置伽马探伤装置 有快门结构有快门结构 源通过气压装置移到曝光位置源通过气压装置移到曝光位置幸运的是，虽然该病为恶性病，但绝大多数病例为非致死性的。D A /R2
34、（3）铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。238U4He+234Th半衰期 (T1/2)包括宇宙射线、X射线和从放射性物质中产生的辐射。另一种有较强的穿透能力，他称之为射线。贝可的单位较小，通常用kBq（103Bq），MBq(106Bq），GBq(109Bq），TBq(1012Bq）等。在当地人群中显现的其他严重健康效应似乎是由于这次事故使人们紧张和焦虑的结果，包括惧怕辐射。D D/t人类对电离辐射危害的认识经历了三个时期：多为内照射(222Rn,60%)他们的科学估算显示，在事故期间受到照射的儿童中，甲状腺癌有1800例。1986年4月26日切尔诺贝利核电站的一个核反应堆发生爆炸，导致10天
35、内释放了大量的放射性核素。1896年，法国物理学家贝克勒尔（1852-1908）发现只要有铀元素存在，就有贯穿辐射产生证明发射这种射线是铀原子自身的作用。27Al+4He 30P +n湿式贮源辐照装置全景图放射源应用实践的分类辐射防护中常用的量和单位去污工作者被称为“清盘人”，他们中有些人接受了超过ICRP 中规定的50mSv的剂量限值。管道爬行探伤装置管道爬行探伤装置特殊应用：特殊应用：陆陆上管道上管道、海底海底管道管道采用外部辐射采用外部辐射源提供走源提供走/停的停的信息信息外部控制源一外部控制源一般采用般采用137Cs。管道爬行探伤装置管道爬行探伤装置三个主要部件：三个主要部件：X线管线
36、管 控制板控制板 高压电缆高压电缆X射线探伤设备射线探伤设备通过探测器测量穿过被检查物质的射线量。典型采用通过探测器测量穿过被检查物质的射线量。典型采用GBq的的137Cs密度测量仪密度测量仪探测器探测器Detector物质流向物质流向 Material Flow开关控制开关控制Shutter Control屏蔽屏蔽Shielding源源Source关（开）关（开）Shutter(open)密度测量仪密度测量仪核子秤核子秤传送带称重仪器传送带称重仪器 探测器探测器传送带上的物品传送带上的物品 源源核子秤核子秤传送带称重仪器传送带称重仪器通常一个或多个仪器和探测器被用作通常一个或多个仪器和探测器
37、被用作“开开/关关”，用来控制料箱或料斗中物料，用来控制料箱或料斗中物料的位置等，大、厚壁容器可能使用的位置等，大、厚壁容器可能使用GBq的的 60Co。物位测量仪物位测量仪 Level Gauges高位探测器高位探测器低位探测器低位探测器源源料位计料位计厚度测量仪厚度测量仪湿度湿度/密度计密度计n密度测量：密度测量：伽马源伽马源(137Cs)推推出屏蔽室到源棒末端，并位于被出屏蔽室到源棒末端，并位于被测物质中进行测量。测物质中进行测量。湿度测量：湿度测量：仪器里中子仪器里中子源源(通常是通常是 241Am-Be)通过通过中子散射测定湿度。中子散射测定湿度。nn 探测器探测器Detectors
38、电离辐射是广泛存在于宇宙和人类生存环境中的自然现象。宇宙射线：来自太阳和星际空间，主要有中子、质子、电子和各种介子等高速粒子组成，这些粒子具有较强的穿透能力，可辐射到地球，对人体造成外照射。R 是辐射R在组织或器官T中的平均吸收剂量，“两弹”中的一弹是原子弹，后来演变为原子弹和氢弹的合称；（3）铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。实际应用中一般用半衰期T1/2=0.去污工作者被称为“清盘人”，他们中有些人接受了超过ICRP 中规定的50mSv的剂量限值。一种元素往往有几种到几十种同位素。射线是没有质量、不带电和具有能量的离散粒子。电离辐射的发现和利用过程剂量 剂量率 X 时间电离辐射的本质放射
39、性衰变及衰变规律国际单位:贝可，符号为Bq,1贝可定义为放射性核素每秒钟发生1次衰变。湿度测量：仪器里中子源(通常是 241Am-Be)通过中子散射测定湿度。非电离辐射包括紫外线，热辐射，无线电波及微波。白内障 5.如果是在中子辐射场下，安全工作时间要减小（因中子的辐射权重因子比射线要大）。钻井测量钻井测量烟雾探测器烟雾探测器介入放射学透视设备介入放射学透视设备CT诊断装置诊断装置深部深部X射线治疗机射线治疗机伽马远距离治疗装置伽马远距离治疗装置医用直线加速器医用直线加速器类放射源为极高危险源。世界上第一个制造的人工放射性核素3）个人剂量限值细胞膜，核膜渗透性改变等电离辐射的发现和利用过程在事
40、故情形下，这种照射或许是正当的，ICRP建议这种情形下的照射不应超过500mSv.包括人体 等另一种有较强的穿透能力，他称之为射线。电离辐射的本质放射性衰变及衰变规律2107 4109干式贮源辐照装置全景图由原子核自发的变化而放射出各种射线的现象，称为原子核的放射性。对中子我们接触很少，所以，我们主要考虑的是X射线、射线和射线的防护问题。另一种有较强的穿透能力，他称之为射线。有的发射射线，有的发射射线，有的发射射线，有的在发射射线或射线的同时也发射射线，有的三种射线均发射。I131的半衰期为8天；20 mSva-1在切尔诺贝利地区及其它地区还进行了人口学的全面研究，试图发现事故导致的可能的健康
41、效应。全身照射时，组织权重因子1）受到较高的外照射剂量。如果原子核中中子太多，就会通过中子转变成质子而使原子核达到稳定结构。伽马刀伽马刀单光子发射断层摄影单光子发射断层摄影 （SPECT）PET Scanners锝锝99常用的放射性药物常用的放射性药物伽马相机伽马相机 Gamma Cameras碘碘-131-131胶囊胶囊碘碘131常用的放射性药物常用的放射性药物二、辐射防护中常用的量和单位二、辐射防护中常用的量和单位v放射性活度放射性活度Av吸收剂量吸收剂量D和吸收剂量率和吸收剂量率v当量剂量当量剂量HTv有效剂量有效剂量E放射性活度放射性活度 放射性核素在单位时间内发生衰变的原子核数目，称
42、为放射性核素在单位时间内发生衰变的原子核数目，称为放射性活度放射性活度,用用符号符号 A 表示。表示。专用单位，专用单位，居里（居里（Ci），1居里是指放射性核素每秒钟发生居里是指放射性核素每秒钟发生3.7X1010次次衰变。衰变。居里的单位太大，实际工作中常用毫居（居里的单位太大，实际工作中常用毫居（mCi,10-3 Ci)，微居（，微居（Ci,10-6 Ci)，纳居（，纳居（nCi,10-9)，皮居（，皮居（pCi,10-12 Ci)。国际单位国际单位:贝可贝可，符号为，符号为Bq,1贝可定义为放射性核素每秒钟发生贝可定义为放射性核素每秒钟发生1次衰变。次衰变。即：即：1 Bq 1 秒秒1
43、。单位换算：单位换算：1 Ci3.7X1010 Bq 贝可的单位较小，通常用贝可的单位较小，通常用kBq（103Bq），），MBq(106Bq），），GBq(109Bq），），TBq(1012Bq）等。）等。电离辐射授与某一体积元中物质的平均电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以该体积元中物质的质量的商。能量除以该体积元中物质的质量的商。定义：定义：dmdD单位：戈单位：戈瑞瑞 Gy，1 Gy1 J/kg历史上曾使用过的单位：拉德，历史上曾使用过的单位：拉德，rad 1 Gy 100 rad吸收剂量（吸收剂量（absorbed dose）吸收剂量吸收剂量D便是授予某一点处的单位质量的物质便
44、是授予某一点处的单位质量的物质的能量的期望值。的能量的期望值。吸收剂量率吸收剂量率 .定义：单位时间（定义：单位时间（t）内的吸收剂量。符号为）内的吸收剂量。符号为D。.D D/t 单位：单位：SI单位：单位：戈瑞戈瑞/秒秒 （Gy/s）专用单位：专用单位：拉德拉德/秒秒（rad/s）当量剂量当量剂量 当量剂量当量剂量(HT)某一组织或器官某一组织或器官T受到受到R类型辐射的当量类型辐射的当量 剂量剂量HT.R HT.R=WRDT.R 式中：式中：DT.R 是辐射是辐射R在组织或器官在组织或器官T中的平均吸收中的平均吸收剂量，剂量，WR 是是R类型辐射的辐射权重因子。类型辐射的辐射权重因子。单
45、位：单位：希伏特希伏特（Sievert），符号），符号Sv。当辐射场由具有不同当辐射场由具有不同WR 值的不同类型的辐射组成时，其当值的不同类型的辐射组成时，其当量剂量为：量剂量为：HT=WRDT.R下表给出了各种辐射的辐射权重因子。下表给出了各种辐射的辐射权重因子。辐射权重因子辐射权重因子wR 辐射类型辐射类型 能量范围能量范围 辐射权重因子辐射权重因子 R光子，电子，光子，电子，介介子子 所有能量所有能量 1 中子中子 10 keV 20 MeV 5 质子质子 2 MeV 5 中子中子 10 100 keV2-20 MeV 10 中子中子 0.1-2 MeV 20 粒子，裂变碎片粒子，裂变
46、碎片 所有能量所有能量 20辐射防护的辐射防护的量量和单位和单位 有效剂量有效剂量(E)E=WTHT 式中：式中：WT 为某组织或器官为某组织或器官T的组织的组织权重因子权重因子；HT 为某组织或器官为某组织或器官T的的当量剂量当量剂量。单位：单位：希伏特希伏特（Sievert），符号），符号Sv。下表给出了不同组织和器官的组织下表给出了不同组织和器官的组织权重因子权重因子。组织权重因子组织权重因子器官或组织器官或组织组织权重因子组织权重因子wT器官或组织器官或组织组织权重因子组织权重因子wT性腺性腺0.20肝肝0.05红骨髓红骨髓0.12食道食道0.05结肠结肠0.12甲状腺甲状腺0.05肺
47、肺0.12皮肤皮肤0.01胃胃0.12骨表面骨表面0.01膀胱膀胱0.05其余器官其余器官0.05乳腺乳腺0.05 举例举例v射线、全身照射，在剂量率为射线、全身照射，在剂量率为10 Gy/h时停留时停留30分钟，则：分钟，则：有效剂量有效剂量103060115 Sv （对（对射线，辐射权重因子射线，辐射权重因子1；全身照射时，组织；全身照射时，组织权重因子权重因子1）v0.5MeV中子、全身照射，剂量率为中子、全身照射，剂量率为10 Gy/h，停留，停留30分钟，则：分钟，则：有效剂量有效剂量103060120100 Sv （0.5MeV中子的辐射权重因子中子的辐射权重因子20）人体受到照射
48、的辐射来源人体受到照射的辐射来源生活中的辐射来源生活中的辐射来源天然辐射天然辐射人工辐射人工辐射天然辐射天然辐射宇宙射线宇宙射线宇生放射性核素宇生放射性核素原生放射性核素原生放射性核素 一般场所：一般场所：天然本底为天然本底为 2.4 mSv/a,多为内照射多为内照射(222Rn,60%)天然本底照射天然本底照射天然辐射源v宇宙射线：来自太阳和星际空间，主要有中子、质子、电子和各种介子等高速粒子组成，这些粒子具有较强的穿透能力，可辐射到地球，对人体造成外照射。（强度随海拔高度呈指数增加）v宇生放射性核素：宇宙射线与大气层和地球表面氧、氮等多种元素的原子核相互作用后产生的放射性核素。约有20多种
49、，其中H-3、C-14、Be-7和N-22贡献最大。v原生放射性核素：自有地球以来就存在于地壳内的放射性核素。一类是有衰变系列的核素-铀系、锕系和钍系的一些核素，另一类是无衰变系列的核素，如K-40和Rb-87等。生活在高海拔地区或上述高本底地区的居民会生活在高海拔地区或上述高本底地区的居民会 受到较高的外照射剂量。居住在通风不良的室受到较高的外照射剂量。居住在通风不良的室 内居民也会受到较高的内照射剂量，这主要是内居民也会受到较高的内照射剂量，这主要是 氡的贡献。氡的贡献。天然辐射源所引起的全球居民的年集体有效剂天然辐射源所引起的全球居民的年集体有效剂 量的近似值为量的近似值为107人人Sv
50、。天然本底照射的特点是它涉及到世界的全部居天然本底照射的特点是它涉及到世界的全部居 民，并以比较恒定的剂量率为人类所接受。所民，并以比较恒定的剂量率为人类所接受。所 以可将天然辐射源的照射水平作为基准，用以以可将天然辐射源的照射水平作为基准，用以 与各种人工辐射源的照射水平相比较。与各种人工辐射源的照射水平相比较。人们关注室内氡浓度人们关注室内氡浓度 根据根据2000年年UNSCEAR估计，在世界估计，在世界“正常正常”本底地区每年由于吸入氡及其短寿命子体产生本底地区每年由于吸入氡及其短寿命子体产生的辐射剂量约占人类所受全部天然辐射年有效的辐射剂量约占人类所受全部天然辐射年有效剂量的一半（剂量
