电离辐射防护与安全基础--陈栋梁
电离辐射防护与安全基础的学习总结
电离辐射防护与安全基础的学习总结姓名：杨承翰学号：0812110127 学院：物理科学与工程技术专业：物理学班级：物理081 班通过本学期对《电离辐射防护与安全基础》的学习，现在做该学期该课程的学习总结。
在该课程的授课管老师学习指导下，我们学习了电离辐射防护与安全基础的七章内容，它们分别是第一章原子核与放射性、第二章放射性与物质的相互作用、第三章辐射剂量学基础、第四章核辐射探测方法、第五章辐射来源及其影响、第六章辐射防护、第七章辐射安全与辐射事故应急。
由于考虑到该课程是院选且学分仅为2 个学分而该课程的内容有十分庞大，于是该学期该课程的考核为管老师定下的前六章内容，以开卷考试形式考核相应知识。
下面对该课程的学习做具体总结及学习所得。
【1】首先要讲到的是第一章知识。
第一章原子核与放射性，里面我们学习了什么是原子、如何求原子质量、原子核的定义、原子核的结合能、质能关系、原子核的质量亏损、原子核的稳定性，学习了放射性现象极其种类、a射线、B射线、中子及丫射线，学习了a 衰变、B衰变、丫跃迁，学习了放射性衰变规律，认识了什么是半衰期、什么是平均寿命、分支衰变、放射性活度及其单位贝克勒尔居里卢瑟福，学习了什么是级联衰变、级联衰变中的暂时平衡长期平衡不成平衡，学习了核反应、什么是核反应、有哪些是核反应、核反应的有哪些类型，学习了人工放射源的生产及其应用，包括对反应堆生产放射性同位素加速器放射性同位素放射性生长规律的学习。
第一章重点学习了放射性及核反应。
【2】第二章射线与物质的相互作用。
主要学习了a粒子与物质的相互作用，了解电离和激发；B射线与物质的相互作用，主要能量损失是电离能量损失、辐射能量损失，B射线吸收及射程；丫射线和X 射线与物质的相互作用有光电效应、康普顿效应、电子对效应；中子与物质的相互作用，中子的来源主要有放射性同位素中子源、反应堆中子源、加速器中子源。
【3】第三章主要讲辐射剂量学基础。
首先介绍了什么是电离辐射，辐射是指某种物质发出的粒子或波，按其电离能力分为电离辐射和非电离辐射。
电离辐射安全与防护基础
电离辐射防护基础一单元1.X线谁发现的？——1895，德国伦琴2.贝克勒尔发现了什么现像？——放射性3.哪位科学家提出了放射性术语？——居里夫人4.居里夫妇发现了哪两种放射性元素——钋，镭5.哪位科学家分离出了纯的金属镭——居里夫人1.什么是辐射——携带能量的波或粒子2.什么是电离辐射——能量阈值成为自由电子3.电离辐射有哪些：粒子，高能电磁波4.哪些电离辐射不带电——光子Y, X射线，中子5.电离辐射和非电离辐射的主要区别是什么——射线携带的能量和电离能力1.原子同什么组成——原子核核外电子2.原子核由什么组成——质子中子3.电子、质子、中子的质量都是多少——0.000549amu 1amu, 1amu,4.原子为什么呈现电中性——核外负电子数=核内正质子数5.原子核的质量不等于核内质子和中子的质量和，为什么——质量亏损1.同位素指的什么质子数相同，中子数不同2.U 各个数字和字母和含义是什么3.什么是衰变把不稳定核素自自发地蜕变成为另外一种核素的转变过程4.活度的单位贝克Bq5.电离辐射的类型 a b y x射线，中子二单元1.目前电离辐射应用到哪些领域中医疗工业农民军事考古航天核能等2.ICRP和IAEA分别是什么国际组织/机构简称。
Icrp，国际放射防护委员会Iaea国际原子能机构3.辐射防护早期认识阶段，辐射损伤的主要危害表现及主要产生原因是什么早期对辐射损伤主要是大剂量外照射和食入性放射元素。
X线球管制造者和应用x线的技术人员从事放射性物质研究的科学家铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工4.辐射防护概念和辐射防护体系是怎样一步步建立起来的早期对辐射损伤认知不足中期对辐射损伤限定了剂量限制近期对辐射损伤建立了完整详细的体系1.吸收剂量，当量剂量，有效剂量的概念。
2.辐射权重因子的作用考虑了特定类型的辐射对组织或细胞的损伤3.组织权重因子的作用评估当不同的器官或组织在受到相同的照射时，多产生的风险应组织器官不同而不同。
电离辐射防护与安全基础
电离辐射的发现和利用过程
钋、镭的发现
1898年，物理学家居里夫人（1867-1934）在寻找比铀 的放射性更强的物质的过程中，先发现了一种新的放射性 元素，为纪念她的祖国波兰，她将其名命为“钋”。 居里夫妇又花了4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0.12克纯氯化镭，后 又测出其原子量为225，其发出的射线比铀强200多万倍。 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。另外，居里夫人因此获1911年诺贝尔化学奖。
γ射线与紫外线、可见光、红外线、无线电波等一样，也是一 种电磁辐射，能量较高，穿透本领强，要比β射线大50~100倍， 比α射线大10,000倍。
不同射线的穿透能力
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律 半衰期 (T1/2) 定义：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。
时间 t (T1/2 ) 放射性原 子核数目 0 N0 1 2 3 N0 /16 4 N0 /32 5 N0 /64 n N0 /2n
卢瑟福、索迪——元素衰变
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 现如下衰变链：
U T1 / 2 几百万年 Ra T1 / 2 1000多年 Rn Po Bi Po Pb
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。 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 为一种元素的原子可以变成另一种元素的原 子。
探测器
传送带上的物品
源
核子秤
传送带称重仪器
物位测量仪
Level Gauges
通常一个或多个仪器和探测器被用作“开/关”，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GBq的 60Co 。
电离辐射防护与辐射源安全基本标准
技术进步：随 着科技的发展，
电离辐射防护 与辐射源安全 标准将不断提
高
法规完善：政 府将加强对电 离辐射防护与 辐射源安全的 监管，制定更 加完善的法规
国际合作：加 强国际间的合 作，共同应对 电离辐射防护 与辐射源安全
2007年，ICRP发布了ICRP 103号建议书，提出了 “辐射防护系统”的概念，强调辐射防护的全面性 和系统性
国际原子能机构（IAEA）：制定了一系列电离辐射防 护标准，包括辐射剂量限值、辐射防护措施等
国际辐射防护委员会（ICRP）：发布了一系列电离辐 射防护标准，包括辐射剂量限值、辐射防护措施等
辐射防护最优化原则：在满足防护要求的前提下，尽量减少辐射剂量 辐射防护个人剂量限制原则：个人剂量不得超过规定的限值 辐射防护剂量限制原则：辐射剂量不得超过规定的限值 辐射防护监测原则：定期进行辐射剂量监测，确保防护措施的有效性
1928年，国际放射防护委员会（ICRP） 成立，标志着电离辐射防护标准的开始
监管机构：国家核安全局
评估方法：定期检查、监测和评估
监管内容：辐射源的储存、运输、使用 和处置
评估标准：辐射源的安全性、稳定性和 可靠性
评估结果：对辐射源的安全性进行评估， 提出改进措施
监管与评估的互动：监管机构对评估结 果进行审查，确保辐射源的安全性
电离辐射防护与辐 射源安全标准的实 施
保护公众健康：减少电离辐射对人 体健康的影响
明度和信任度
电离辐射防护与辐 射源安全标准的未 来发展
挑战：新技术和新 应用可能会带来新 的辐射源和辐射风 险
电离辐射安全与防护基础知识
6、辐射对人体的照射途径
7、射线对人体的作用（辐射生物效应 ）
根据目前的认识，大致可分为两类 有益的： 人类生存条件之一； 天然辐射提高免疫力、刺激作用。
18F、40K、99mTc、115In、129I、232Th、235U、238U 气态核素：3H（元素）、3H（氚水）、35SO2、 41Ar、85Kr、133Xe
放射性污染
放射性污染：指由于人类活动造成物料、人体、 场所、环境介质表面或者内部出现超过国家标准 的放射性物质或者射线。 放射性废物：含有放射性核素或被放射性核素所 污染，其浓度或比活度大于审管机构确定的清洁 解控水平，预期不会再被利用的废弃物。 GB14500-2002《放射性废物管理规定》
9、常见的电离辐射
辐射 组 成
质量 电荷 速度
2 质子＋2 中子 相对较重
2＋
慢
电子
相对较轻
1－ < 3×108 m/s
n
中子
中等
不带电
不1＋
不定
高能光子
X
高能光子
极小 极小
不带电 3×108 m/s 不带电 3×108 m/s
10、射线的穿透能力
α β
吸收剂量率：指单位时间（t）内的吸收剂量。
.
D
国际单位为戈瑞 / 秒（Gy / s）。
1 Gy / s＝103mGy / s＝106μGy / s＝109nGy / s
当量剂量(HT) ：ICRP（国际辐射防护委员会）在60号 出版物中给出了新的辐射防护量：
电离辐射防护与安全基础的学习总结
电离辐射防护与安全基础的学习总结电离辐射防护与安全基础的学习总结电离辐射防护与安全基础的学习总结姓名：杨承翰学号：0812110127学院：物理科学与工程技术专业：物理学班级：物理081班通过本学期对《电离辐射防护与安全基础》的学习，现在做该学期该课程的学习总结。
在该课程的授课管老师学习指导下，我们学习了电离辐射防护与安全基础的七章内容，它们分别是第一章原子核与放射性、第二章放射性与物质的相互作用、第三章辐射剂量学基础、第四章核辐射探测方法、第五章辐射来源及其影响、第六章辐射防护、第七章辐射安全与辐射事故应急。
由于考虑到该课程是院选且学分仅为2个学分而该课程的内容有十分庞大，于是该学期该课程的考核为管老师定下的前六章内容，以开卷考试形式考核相应知识。
下面对该课程的学习做具体总结及学习所得。
【1】首先要讲到的是第一章知识。
第一章原子核与放射性，里面我们学习了什么是原子、如何求原子质量、原子核的定义、原子核的结合能、质能关系、原子核的质量亏损、原子核的稳定性，学习了放射性现象极其种类、α射线、β射线、中子及γ射线，学习了α衰变、β衰变、γ跃迁，学习了放射性衰变规律，认识了什么是半衰期、什么是平均寿命、分支衰变、放射性活度及其单位贝克勒尔居里卢瑟福，学习了什么是级联衰变、级联衰变中的暂时平衡长期平衡不成平衡，学习了核反应、什么是核反应、有哪些是核反应、核反应的有哪些类型，学习了人工放射源的生产及其应用，包括对反应堆生产放射性同位素加速器放射性同位素放射性生长规律的学习。
第一章重点学习了放射性及核反应。
【2】第二章射线与物质的相互作用。
主要学习了α粒子与物质的相互作用，了解电离和激发；β射线与物质的相互作用，主要能量损失是电离能量损失、辐射能量损失，β射线吸收及射程；γ射线和X射线与物质的相互作用有光电效应、康普顿效应、电子对效应；中子与物质的相互作用，中子的来源主要有放射性同位素中子源、反应堆中子源、加速器中子源。
电离辐射防护与安全培训基础知识
风险风险矩阵法
根据电离辐射源的风险程 度，将风险划分为不同等 级，为制定相应的风险控 制措施提供依据。
风险概率法
通过分析电离辐射事故发 生的概率和可能造成的后 果，评估风险大小，进而 采取相应的控制措施。
风险指数法
利用数学模型和相关参数， 计算电离辐射源的风险指 数，以便对风险进行量化 和比较。
电离辐射防护与安全培训 基础知识
目录
• 电离辐射概述 • 电离辐射概述 • 电离辐射防护措施 • 电离辐射安全管理体系 • 电离辐射风险评估与控制 • 电离辐射事故处理与报告 • 电离辐射安全文化培育与实践
01
电离辐射概述
保护工作人员安全
01
提供专业知识和技能，使工作人 员了解电离辐射的危害和防护措 施，降低职业暴露风险。
01
立即启动应急预案
发生电离辐射事故时，应立即启 动应急预案，成立应急指挥部， 组织抢险救援。
02
03
04
医疗救治
对受伤人员进行紧急救治，确保 受伤人员得到及时有效的治疗。
事故报告制度
报告时限
电离辐射事故发生后，应立即报告当地环保 、卫生部门，最迟不超过2小时。
报告内容
在事故处置过程中，应定期向上级主管部门 报告事故的进展情况。
定期报告
报告事故发生的时间、地点、原因、影响范 围、人员伤亡及财产损失情况等。
总结报告
事故处理完毕后，应撰写总结报告，分析事 故原因，总结经验教训，提出改进措施。
06
电离辐射安全文化培育与实践
安全文化理念
尊重生命
将人的生命安全放在首位，确保 电离辐射工作安全可控。
预防为主
强调预防措施的重要性，通过科 学合理的防护措施降低事故风险。
电离辐射防护基础PPT课件
• 但是α粒子的电离本领特别大，一旦不小心让α粒子发射体进入人体，则由α粒 子内照射所引起的大量电离造成的危害特别大。
第15页/共72页
• β衰变 原子核自发地放射出电子或正电子或俘获一个轨道电子而发生的转变，统称 为β衰变。在β衰变中，子核与母核的质量数相同，只是电荷数相差1。
第28页/共72页
常用辐射防护量及单位
第29页/共72页
• 放射性活度 • 照射量 • 吸收剂量 • 比释动能 • 剂量当量和有效剂量当量 • 当量剂量和有效剂量
第30页/共72页
• 放射性活度 放射源每秒钟发生的核衰变次数就称为这个放射源的放射性活度。
• 某种放射性核素的活度A，是在时间间隔dt内，该核素发生核跃迁数的期望 值dN除以dt所得的商，即：A=dN／dt
第34页/共72页
• 活度的计算 一个放射源中的放射性核数是有限的，经过衰变核数会越来越少，所以放射 源的活度也会越来越小。 放射性活度随时间按指数规律衰减。 设放射性核素t时刻的活度 A， 则：A=A0e-（0.693/T1/2）t A0为t=0时的活度；T1/2为核素的半衰期。
第35页/共72页
• 可见T1/2与λ成反比,λ越大，表示放射性衰变得越快，自然它衰减到一半所需的时 间越短。
第24页/共72页
• X射线产生的原理 高速运动的电子在原子核的电场中掠过时，由于电子和原子核库仑场间的强 烈相互作用，电子被减速，同时将其一部分能量转为电磁辐射，以光子（x 射线）的形式发射出来，这就是轫致辐射。
第39页/共72页
• 吸收剂量（D） 授予单位质量物质的任何致电离辐射的平均能量，称为吸收剂量。 若致电离辐射授予某一体积元物质的平均能量为dε，该体积元物质的质量 为dm，则该体积元内物质的吸收剂量为： D=dε/dm
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1959年核动力船下水。
中国的“两弹一星”
“两弹一星”最初是指原子弹、导弹和人造卫 星。“两弹”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； “一星”则是人造地球卫星。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。中 国的“两弹一星”，是20世纪下半世纪中华 民族创建的辉煌伟业。
5
0.05
0.01
0.01
0.05
辐射防护的量和单位
有效剂量(E) E = ΣWTHT
的产生。 举例：
83Bi210 → 84Po210 +β-
γ射线与紫外线、可见光、红外线、无线电波等一样，也是一 种电磁辐射，能量较高，穿透本领强，要比β射线大50~100倍， 比α射线大10,000倍。
不同射线的穿透能力
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律 半衰期 (T1/2)
定义：一定量的某种放射性原子核衰变至原来
+ γ-
α
β
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变
+ +
+
++
+
放射性母+核!!
+ +
从母核中射出 的4He原子核
238U4He + 234Th
粒子得到大部分衰变能
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变示例241Am 237Np
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变 发生原因：母核中子或质子过多
（人工制造） Z = 92 93 94 95 96 …… 114
核能利用的发展过程
1932年，查德威克发现了中子。 1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象。
1942年12月2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。
基本概念
同位素：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。
稳定性同位素
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 有几种到几十种同位素。目前已知的118种元素，同位素共达 2000多种。 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 位素，绝大部分是人工制造的放射性同位素。
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，称为放射性活度, 用 符号 A 表示。 专用单位，居里（Ci），1居里是指放射性核素每秒钟发生3.7X1010次 衰变。 居里的单位太大，实际工作中常用毫居（mCi, 10-3 Ci)，微居（µCi, 10 -6 Ci)，纳居（nCi, 10 -9 )，皮居（pCi, 10 -12 Ci)。 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。 即：1 Bq ＝1 秒－1。 单位换算： 1 Ci＝3.7X1010 Bq 贝可的单位较小，通常用kBq （ 103Bq），MBq(106Bq）， GBq(109Bq），TBq(1012Bq）等。
的一半所需要的时间。
时间 t 0 1 2
3
4
5
n
(T1/2 )
放射性原 N0 子核数目
N0 /2 N0 /4 N0 /16 N0 /32 N0 /64 N0 /2n
经过n个半衰期后，未发生衰变的放
射性原子核数目是原有的 1/2n
放射性衰变基本规律
1 指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
深部X射线治疗机
伽马远距离治疗装置
医用直线加速器
伽马刀
单光子发射断层摄影 （SPECT）
• PET Scanners
常用的放射性药物 锝－99
伽马相机 Gamma Cameras
碘-131胶囊
常用的放射性药物
碘－131
辐射防护中常用的量和单位
放射性活度A 吸收剂量D和吸收剂量率 当量剂量HT 有效剂量E
和 T1/2 两者有一一对应关系 理论研究中多用衰变常数 实际应用中一般用半衰期
放射性同位素及射线装置应用
湿式贮源辐照装置全景图
干式贮源辐照装置全景图
γ辐照装置
辐照小麦原冬3号
伽马探伤装置
• 源不离开装置（屏蔽） • 有快门结构 • 源通过气压装置移到曝光位置
管道爬行探伤装置
管道爬行探伤装置
卢瑟福因此获1908年诺贝尔化学奖
卢瑟福、索迪——元素衰变
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 现如下衰变链：
U T1/ 2 几百万年 Ra T1/ 2 1000多年 Rn
Po Bi Po Pb
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。
什么是放射性？
放射性是自然界存在的一种自然现象，来 自于原子核。
大多数物质的原子核是稳定不变的，少数 原子核不稳定。
不稳定的原子核会自发的向稳定的状态变 化（衰变），同时会发射各种各样的射线， 这种现象就是 “放射性”。
电离辐射的发现和利用过程
1896, 贝克勒尔（Becquerel）
核素有 多少？
现在已发现核素 2800 种 其中 稳定的 271
不稳定的 2500多 （89%） 估计总数有 6000 多种 3000 多种尚未发现
超重核 稳定岛
放射性核素表示方法
原子质量
核素符号
原子序数
226Ra 88
226Ra
或 Ra－226
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
常见射线的种类
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。 当时卢瑟福写了一本书就取名为《新炼金术》。
世界上第一个制造的人工放射性核素 约里奥.居里夫妇 1934 年
27Al + 4He → 30P + n
β+ 衰变
30Si + e+ +
提供许多种放射性核素,为研究和广 泛应用开辟了广阔前景 例如：超铀元素的发现
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。
放射性的发现，引起人
们对原子核内部的研究的深
入。“进入原子内部”和
“分裂原子”成为世纪之交
时期科学领域中最振奋人心
的
口
号
。
Nobel Prize in 1903
电离辐射的发现和利用过程
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 为一种元素的原子可以变成另一种元素的原 子。
人 工 核 反 应
卢瑟福用镭发射的α 粒子作“炮弹”，研究被轰击的粒子 的情况。1919年，终于观察到氮原子核俘获一个α 粒子后放出 一个氢核，同时变成了另一种原子核的结果， 18N＋ α 17O ＋p 。
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。另外，居里夫人因此获1911年诺贝尔化学奖。
居里夫妇
电离辐射的发现和利用过程
、β、γ 射线
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：
一种是极易吸收的，他称之为α 射线； 另一种有较强的穿透能力，他称之为β 射线。 1900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γ 射线。
吸收剂量（absorbed dose）
定义：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。
吸收剂量D便是授予某一点处的单位质量的物质 的能量的期望值。
单位：戈〔瑞〕 Gy ，1 Gy＝1 J/kg 历史上曾使用过的单位：拉德，rad
1 Gy ＝ 100 rad
吸收剂量率
.
中微子
+
+ ++
+ +
+
+ +
+ 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
－
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——放射性衰变及衰变规律
衰变示例——3H 3He
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
正衰变示例——11C 11B
探测器 Detector
物质流向 Material
Flow
屏蔽 关（开） Shielding Shutter (open)
密度测量仪
核子秤
传送带称重仪器 探测器 传送带上的物品
源
核子秤
传送带称重仪器
物位测量仪 Level Gauges
通常一个或多个仪器和探测器被用作“开/关”，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GBq的 60Co 。
高位探测器 源
低位探测器
料位计
厚度测量仪
探测器 Detectors
n
n
湿度/密度计
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。
n
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。
钻井测量
烟雾探测器
介入放射学透视设备
CT诊断装置
钋、镭的发现
1898年，物理学家居里夫人（1867-1934）在寻找比铀 的放射性更强的物质的过程中，先发现了一种新的放射性 元素，为纪念她的祖国波兰，她将其名命为“钋”。