辐射防护基础知识

辐射防护基础知识

一、原子核与原子（核）能

自然界的物质由各种各样的元素组成，比如，水由氢元素和氧元素组成，食盐由钠元素和氯元素组成。元素通常被叫做原子（严格地说，把核电荷数相同的一类原子叫做一种元素），所以，可以说，物质是由各种各样的原子组成的。

原子由原子核与电子组成。原子核位于"中心"地位，几乎集中了原子全部质量，带正电荷；电子带负电荷，围绕"核心"运动。原子的质量数取决于原子核，其电子质量数忽略不计。每种原子都有一个"原子核心"和多个电子，电子一圈一圈"守规矩"排列并且运动。不同的原子其电子数也不同，比如，炭原子6个电子，氢原子1个电子。不同原子，其原子核具有的正电荷数目就不同；原子核的正电荷数目，正是它在元素周期表中排列的序号。

原子核由质子和中子组成，"姐妹"俩统称"核子"。不过，中子不带电荷。只有质子带正电荷，与对应的电子（负电荷）形成"稳定局面"。比如，原子序号都为1的氢有3种，"正宗"的氢只有1个质子，即带1个正电荷，另两种分别叫重氢和超重氢。重氢又叫氘（音"刀"），其原子核中有1个质子，还有1个中子；超重氢又叫氚（音"川"），1个质子，2个中子。它们的质量分别是"正宗"氢的2倍和3倍。氢、氘、氚具有相同的化学性质，原子序数都是1，科学家把它们叫做"氢的3种同位素"，也可以叫做3种不同的核素，分别写作11H、12D、13T 。左下角数字表示"原子序数"，左上角数字表示其质量数。

原子核中的质子带有的正电荷数目，同电子（带负电荷）数目是相等的，正是它在元素周期表中排列的序号，科学家称之为"原子序数"。又比如氦原子，写作 24 He，原子序数为2，其质量数是4，显然，其原子核中有2个质子和2个中子。

质子和中子之间，中子和中子之间，质子和质子之间，总而言之，核子之间，存在着很强的吸引力--核力，或者说结合能、原子能。在一般情况下，核力使所有核子结合成一个紧密的稳定结构。要想分裂一个原子核，就必须从外部供给能量，克服这种结合能。

研究表明，质量不同的原子核，其结合能是不同的。中等质量的原子核，其结合能较大；"重量级"质量的原子核，其结合能较小。当"重量级"原子核分裂成中等质量的原子核时，要放出能量，这就叫"核裂变能"。

又知道，"轻量级"原子核的结合能也比中等级质量的原子核结合能要小，两个"轻量级"原子核聚合成一个中等级质量的原子核时，也有能量放出，这就是"核聚变能"。

它们都叫核能。核电站就是利用"核裂变能"原理进行发电。

二、放射性

1、放射性现象的发现

1896年，法国物理学家贝可勒尔在研究物质的荧光时发现，某些铀盐可以放射一种人的眼睛看不见的射线，这种射线能穿过黑纸、玻璃、金属箔使照像底片感光；而且还观测到，靠近铀盐的空气?quot;电离"了，验电器可以检验出来。

1898年，居里夫人和施密特各自观测到，钍的化合物也能放出类似的射线。居里夫人把这种"原子现象"称为放射性。不久，她又发现了放射性更强的镭。铅可以有效地阻挡射线。1899年，有科学家将镭源放入铅制造的容器中，容器开有一小孔，让镭的射线射出。然后

在射线的垂直方向施以磁场力，奇迹出现了，射线在磁场力作用下，分解为3束，科学家把它们分别命名为α、β、γ射线。后来证明，偏转角度不大的α射线或者说α粒子就是氦原子核（带正电荷）；偏转角度大的那束命名β，是电子束（带负电荷）；中间不偏转的命名γ，是电磁波，无电荷。

2、放射性核素

核素可以分为两大类，一类是稳定的，另一类是不稳定的。不稳定核素可以自发地蜕变为另外元素的核素，这个过程叫做放射性衰变。在放射性衰变过程中，会从核内放出α粒子、β粒子、γ光子以及其它射线。这种不稳定核素放出射线的特性叫放射性。例如，考古鉴定文物年代使用的碳-14（写作14C），它就衰变成氮-14（写作 14N）。氮-14是稳定核素。现在已经知道的107种元素的1900多种同位素中，大约有300种是稳定核素；其余1600种是放射性核素，其中的大约60种是天然放射性核素，其它是人工制造的。放射性核素又叫放射源。

3、放射性活度和单位

据《中国环境报》权威资料，全国现有放射源用户上万家，"密封放射源"大约5万枚，总活度约1350万居里。那么，什么叫放射性活度？所谓放射性活度是指一定量的放射性核素在单位时间内的衰变数；单位是"贝可勒尔"，简称贝可，符号为Bq ；1Bq =1个衰变/秒。所谓居里（符号Ci ），是以前用的或者说习惯用的单位，居里与贝可的关系是：1居里=3.7×1010贝可。

4、电离辐射

α粒子、β粒子、质子等带电荷，可以直接引起物质电离；X射线、γ光子和中子等不带电荷，但是在与物质作用时产生"次级粒子"从而使物质电离。所有这些现象，统称电离辐射，习惯简称辐射。另外，红外线、紫外线、微波、激光等也称辐射，但不是"电离辐射"。

5、电离辐射剂量和单位

电离辐射作用于人体，会引起人体的某些变化。人们为了研究这种影响，借用了医药中"剂量"一词，称电离辐射剂量，用以度量电离辐射的程度。随着辐射防护科学的发展，"剂量"一词的含义语来愈丰富。这里介绍几种常用的概念。

1）、照射（剂）量，指X射线、γ射线在空气中产生电离作用的能力大小。以前的或者说人们习惯的专用单位是伦琴，简称伦，符号为R 。

2）、照射（剂）量率，是指单位时间里的照射（剂）量，常常以伦/小时、微伦/秒表示，符号分别为R/h 与μR/S，或者写作Rh-1 与μRS-1 。

现在现场使用的测量"照射量率"的仪表，其单位是μGy h-1 读作"微戈瑞每小时"。

照射（剂）量率通常是指场所X射线、γ射线的辐射强度，而不是人体受照射剂量。3）、吸收剂量，这可以指人体受到电离辐射后吸收了多少能量。其专用单位是"戈瑞"，简称戈，符号为Gy；或毫戈瑞、微戈瑞。

4）、当量剂量。人体吸收剂量产生的效应，除了与剂量多少有关外，还与其它因素（比如辐射类型、射线能量大小和照射条件）有关，因此要根据其它因素进行修正，修正后的吸收剂量叫"当量剂量"。

5）、有效剂量。人体受到照射时，常常是多个器官受到照射。器官不同，产生的效应也不