放射性基本知识
放射性基础知识

3.β+衰变 放射性核素的原子核放出正电子变为原子序数 减1、质量数相同的核素的过程称为β+衰变。β+衰 变可以被看做母核中的一个质子转变为中子,同时 放出正电子和中微子的结果。能发生β+衰变的都是 人工放射性核素。
A Z
X Y β v E
A Z 1
核技术应用与辐射防护
衰变 衰变
A
母体
B
一代子体
C
二代子体 核技术应用与辐射防护
§1.2 放射性核素的衰变类型与衰变纲图
1.2.1 衰变类型
1.α衰变 放射性核素的原子核放射α粒子而变为另一种核素的原 子核的过程为α衰变。α衰变可以表示为
A Z
X
A 4 Z 2
Y E
其中X为母体,Y为子体,E为从母体变为子体所放出的能量 (衰变能)。
27 13
Al( , P)30 Si 14
28 14
31 Si( , P)15 P
39 19
K( , P)42 Ca 20
27 13
Al( ,2P)29 Al 13
核技术应用与辐射防护
6.内转换 处在激发态的原子核把激发能直接授予核外某一个电子, 使它脱离原子核束缚而成为自由电子的过程称为内转换,这 个发射出来的电子称为内转换电子。
E 核
内转换电子与β粒子存在显著差别,前者能量是分立 的、单色的,后者是连续的。这一点可以用来测量核的能 级。
核技术应用与辐射防护
Ra 1.3810 s
11 1
Ag 4.73410 s
3 1
核技术应用与辐射防护
(2)半衰期(Half Life)T1/2 半衰期T1/2的定义为:特定能态的放射性核素的核数目 衰减一半所需时间的期望值,即放射性母体原子核数目衰 减至原来数目的一半所需要的时间。根据
放射性基础知识及工业辐射安全防护培训

1.内照射 放射性物质通过食入、吸入、经过皮肤表面深入等途径进入人体内。 2.外照射 体外源的照射。对于X射线、 γ射线,由于其特性,主要考虑外照射所带来的危害。
(五 ) 辐射效应 辐射效应:辐射照射人体后可以引起人体发生某些生物学效应,称之为辐射效应。 分类:分为躯体效应和遗传效应。
*
(六)放射源、射线装置的分类
1.分类原则 由于放射源的应用领域广泛,活度的变化范围很大,高活度源能在短期内对人体产生严重的确定性效应,而低活度源不可能产生这种效应。所以必须有一个放射源分类系统,才能将放射源的安全管理与辐射风险联系在一起,作为与放射源安全和保安等许多相关活动的一个基础。
*
*
放 射 源 分 类 表(常用) 核素名称 I类源 II类源 III类源 IV类源 V类源 (贝可) (贝可) (贝可) (贝可) (贝可) Am-241 ≥6×1013 ≥6×1011 ≥6×1010 ≥6×108 ≥1×104 Am-241/Be ≥6×1013 ≥6×1011 ≥6×1010 ≥6×108 ≥1×104 Au-198 ≥2×1014 ≥2×1012 ≥2×1011 ≥2×109 ≥1×106 Ba-133 ≥2×1014 ≥2×1012 ≥2×1011 ≥2×109 ≥1×106 C-14 ≥5×1016 ≥5×1014 ≥5×1013 ≥5×1011 ≥1×107 Cd-109 ≥2×1016 ≥2×1014 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥1×106 Cf-252 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥2×1010 ≥2×108 ≥1×104 Cl-36 ≥2×1016 ≥2×1014 ≥2×1013 ≥2×1011 ≥1×106 Co-57 ≥7×1014 ≥7×1012 ≥7×1011 ≥7×109 ≥1×106 Co-60 ≥3×1013 ≥3×1011 ≥3×1010 ≥3里 8.11毫居 2.7微居 Cr-51 ≥2×1015 ≥2×1013 ≥2×1012 ≥2×1010 ≥1×107 Cs-134 ≥4×1013 ≥4×1011 ≥4×1010 ≥4×108 ≥1×104
放射性的基础知识

一、放射性1、放射性核衰变核衰变:有些原子核不稳定,能自发地改变核结构,这种现象称为核衰变;放射性:在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子,即α、β、γ射线,这种现象称为放射性;天然放射性:天然不稳定核素能自发放出射线的特性;人工放射性:通过核反应由人工制造出来的核素的放射性。
2、放射性衰变的类型①α衰变:不稳定重核(一般原子序数大于82)自发放出4He核(α粒子)的过程;α粒子的质量大,速度小,照射物质时易使其原子、分子发生电离或激发,但穿透能力小,只能穿过皮肤的角质层②β衰变:放射性核素放射β粒子(即快速电子)的过程,它是原子核内质子和中子发生互变的结果;负β衰变(β-衰变):核素中的中子转变为质子并放出一个β-粒子和中微子的过程。
β-粒子实际上是带一个单位负电荷的电子。
β射线电子速度比α射线高10倍以上,其穿透能力较强,在空气中能穿透几米至几十米才被吸收;与物质作用时可使其原子电离,也能灼伤皮肤;正β衰变(β+衰变):核素中质子转变为中子并发射出正电子和中微子的过程;电子俘获:不稳定的原子核俘获一个核外电子,使核中的质子转变成中子并放出一个中微子的过程。
因靠近原子核的K层电子被俘获的几率大于其他壳层电子,故这种衰变又称为K 电子俘获;③γ衰变:原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态时所发射的电磁辐射;γ射线是一种波长很短的电磁波(约为0.007~0.1nm),穿透能力极强,它与物质作用时产生光电效应、康普顿效应、电子对生成效应等;3、放射性活度和半衰期①放射性活度:单位时间内发生核衰变的数目;A—放射性活度(s-1),活度单位贝可(Bq),其中1Bq=1s-1,1贝可表示1s内发生1次衰变;N—某时刻的核素数;t—时间(s);λ—衰变常数,放射性核素在单位时间内的衰变几率;②半衰期(T1/2):放射性核素因衰变而减少到原来的一半所需时间;4、核反应:用快速粒子打击靶核而给出新核(核产物)和另一粒子的过程称为核反应;方法:用快速中子轰击发生核反应;吸收慢中子的核反应;用带电粒子轰击发生核反应;用高能光子照射发生核反应;二、照射量和剂量1、照射量dQ——γ或x射线在空气中完全被阻止时,引起质量为dm的某一体积元的空气电离所产生的带电粒子(正或负)的总电量值(C,库仑);x——照射量,国际单位制单位:库仑/kg,即C/kg伦琴(R),1R=2.58×10-4C/kg伦琴单位定义:凡1伦琴γ或x射线照射1cm3标准状况下(0℃,101.325kPa)空气,能引起空气电离而产生1静电单位正电荷和1静电单位负电荷的带电粒子;2、吸收剂量:在电离辐射与物质发生相互作用时单位质量的物质吸收电离辐射能量的大小;D——吸收剂量;——电离辐射给予质量为dm的物质的平均能量;吸收剂量D的国际单位为J/kg,专门名称为戈瑞,简称戈,用符号Gy表示:1Gy=1J/kg拉德(rad) 1rad=10-2Gy吸收剂量率(P):单位时间内的吸收剂量,单位为Gy/s或rad/s3、剂量当量(H):在生物机体组织内所考虑的一个体积单元上吸收剂量、品质因数和所有修正因素的乘积,H=DQND——吸收剂量(Gy);Q——品质因数,其值决定于导致电离粒子的初始动能,种类及照射类型;N——所有其他修正因素的乘积,通常取为1;剂量当量(H)的国际单位J/kg,希沃特(Sv),1Sv=1J/kg雷姆(rem),1rem=10-2Sv剂量当量率:单位时间内的剂量当量,Sv/s或rem/s;4、第二节环境中的放射性本节要求:了解环境中放射性的来源,放射性核素在土壤、水、大气等环境中的分布,了解放射性核素对人体的危害及内照射概念。
放射性防护知识培训【2024版】

一、放射性基础知识
1、基础概念
2、射线分类及危害
3、常用的辐射量及单位
二、放射卫生法规
1、《职业病防治法 》
2001年
国务院令60号
1、《放射工作人员健康管理规定》(卫生部令第52号)
2、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)
3、《放射性同位素与射线装置放射防护条例》国务院令第44号
( GBZ101-2002 ) 《放射性白内障诊断标准》 ( GBZ67-2002) 《职业性放射性疾病诊断标准》 (总则)等
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二、放射卫生法规与标准
主要管理对象及范围
放射工作卫生 防护管理办法
放射防护器材与 含放射性产品卫 生管理办法
放射事故管理 规定
放射工作单位
生产、销售和 进口企业
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二、放射卫生法规与标准
(一)放射卫生防护基本标准
《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 ( GB 18871-2002 )
《用于X、γ线外照射放射防护的剂量转换因 子》(GB11712-89)
《不同年龄公众成员的放射性核素的ALI值》 (GB/T16142-1995)等为剂量估算提供基本 参数的标准也属于放射卫生防护基本标准。
国家标准
专业标准 地方标准 企业标准
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二、放射卫生标准
2、放射卫生标准按其性质和使用范围共分6类: (一)放射卫生防护基本标准 (二)职业照射的防护标准 (三)公众照射的防护标准 (四)医疗照射的防护标准 (五)放射病诊断标准及处理原则 (六)监测规范和方法标准
发给放射工作人员上岗证,方可上岗 放射工作人员上岗证每年复核一次,每5年焕
放射性基础知识

放射性活度旧的专用单位是居里(Ci),它表示放射性 核素在1秒钟发生3.7×1010次核衰变即:
1居里(Ci)=3.7×1010秒-1(S-1)
活度常用kBq( k=103)、MBq(M=106)、GBq(G= 109)、TBq(T=1012)、PBq(P=1015)和mCi(毫居 里)、Ci(微居里)等由词头和贝可或居里构成的十进 位数或分数单位表示。它们之间的关系:
内容
第一部分:核与辐射技术应用概况 第二部分:放射性基础知识 第三部分:辐射量及其单位
第一部分 核与辐射技术应用概况
应用范围广泛,遍及国民经济各部门。
核电站、医疗卫生、工业探伤、油田测井、地
质勘探、辐照加工、计量仪表(核子秤、料位
计、密度计、水分计等)、辐照育种、同位素
示踪、教育科研等。
一、民用电离辐射源
子核在单位时间内发生衰变的概率。
每一种放射性核素都有其固定的衰变常量, λ值越 大,表示放射性核素衰变的快。
半衰期T½
定义:放射性母体原子核数目衰减至原来数目的一半所需要的时间。
物理意义:表示核衰变快慢的物理量。 各种放射性核素都有一定的半衰期,如碘-131的半衰期是8天, 铯-137是30年,钴-60的半衰期是5.26年,铱-192的半衰期是74.3 天,硒-75的半衰期是118天碳-14是5730年,钚-239是24000年,铀 -238是4 470 000 000年,等等。
三、放射性衰变规律
衰变定律
母体原子核的数目随时间呈指数规律减少 N=N0e-λt 式中:N0是当t=0时刻放射核素母体的原子核数目。 母体总核数N的值随时间t的增加按指数规律衰减;λ为
一比例常数,称为衰变常数。
放射性基本知识

α β
4
2He
+2 -1
4 1/1840
~几万 ~20万
4~10 0.01~2.5
e-1
γ
光子
0
静 质 量 ~30万 =0 (真空)
0.01~3
α、β、γ蜕变 、 、 蜕变
1
α蜕变:原子核放出 粒子而发生蜕 蜕变:原子核放出α粒子而发生蜕 蜕变
③热核爆炸。 热核爆炸。
超铀元素的应用有: 超铀元素的应用有:
①核燃料。反应堆能大量生产钚239,作为快 核燃料。反应堆能大量生产钚239 239,
中子增殖堆的核燃料。 中子增殖堆的核燃料。 ②能源。利用它们在衰变过程释放的热或将 能源。 其转化为电能,同位素电池用于心脏起搏器、 其转化为电能,同位素电池用于心脏起搏器、 人造器官、航海浮标、海底电缆等。 人造器官、航海浮标、海底电缆等。 ③放射源。主要利用它们衰变时放出的α粒 放射源。主要利用它们衰变时放出的α 射线和中子,用于活化分析、 子、γ射线和中子,用于活化分析、中子照 中子衍射、烟雾探测器预报火警等。 相、中子衍射、烟雾探测器预报火警等。
例如, 例如,常用的钴源的蜕变。
β
0.31
γ γ
的蜕变图
天然放射性核素与放射系
1.三个放射系 三个放射系
1).铀系 238U 4n+2 ) 铀系 2)、锕铀系 235U 4n+3 )、锕铀系 )、 3)、钍系 230Th 4n )、钍系 )、 )这三个放射系衰变的末代子体为稳定的铅。 特 1)这三个放射系衰变的末代子体为稳定的铅。 )都有一代子体为氡, ( 点 2)都有一代子体为氡,即222Rn(习惯称镭射
放射性基础知识

Q
92238U
α(24He)+90234Th
蜕变产物的确定用位移定律确定, 即:蜕变前后总质量数和总电荷数不变。
衰变—— 238U 234Th
+
+
+
++
+
Parent nu+cleus
+ +
4He nucleus emitted
238U4He + 234Th
particle gets the most decay energy
原子核或原子称为核素。
A Z
X
N
C 12 66
12 6
C
12 C
核子数、中子数、质子数和能态只要有一个不同,就 Nhomakorabea不同的核素。
20886Tl 3980Sr
60Co
28028Pb Y 91
39
58Co
两种核素,A同,Z、N不同。 两种核素,N同,A、Z不同。 两种核素,Z同,A、N不同。
60Co 60Com 两种核素,A、Z、N同,能态不同。
A Z
X
e Z A1Y
Q
电子俘获
A proton changes to neutron
Electron
X ray
衰变
+
+ ++
+ +
+
+ +
photon
99mTcT1/2 6h99Tc (E 0.140MeV)
射线特点:
1、光子是从原子核中发射的; 2、常常伴随在 、 衰变之后; 3、单能; 4、 射线的能量与原子核相关。
放射性基础知识

都是电子的质量。约为α 粒子1/7300。能量是连续分布的,从最低能
到最高能都有。1MeV的β粒子 速度接近光速,能穿透几毫米厚的铝 板,电离比α 粒子弱,但也能使空气电离。
8
γ射线:是一种波长短、能量大的电磁波。它从原子核里面发出来, 不带电,以光速运动。 γ射线能量一般在几十KeV至几MeV,穿透力 很强。 放射性核素的放射性与核素的温度、压力以及所处的环境(如电磁场) 等都无关。 除了上述的三种射线外,还有X射线,中子等。 X射线主要来源于原子核外电子从高能级到低能级的跃迁(称为特
放射性基础知识
1
什么是辐射?
辐射指的是能量以电磁波或粒子的形式向外扩散。
1. 非电离辐射:指能量低、无法导致电中性物质发生电
离的辐射,如太阳光、灯光、红外线、微波、无线电波、 雷达波等。能量小于10eV 2. 电离辐射:指能量高、能使物质发生电离作用的辐射。 能量大于10eV 电离辐射分为: 粒子辐射,如α、β、中子等; 波的辐射, 如x、γ射线等。
16
α衰变:
原子核自发地放射出α粒子而转变成另外一种原子核的过程,叫做α衰 变。经过α衰变以后,子核的质量数比母核减少4,原子序数减少2,其衰变 式如下:
A Z
其中:X为母核,Y为子核,A为质量数,Z为原子序数,Q为衰变能,源于子核的质量亏损。
X
A-4 Z-2
4 Y He2 Q
实验发现,能够发生α衰变的与原子核都为重核,质量数A小于140的原子核 不具有α放射性。
原子质量单位等于一 个碳- 12 核素原子质 量的1/12,记为u。 1u=1.6605655 × 10 -27 kg。
质子和中子质量几乎 一样,分别为:
A Z
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放射性活度
? 为了衡量物质中放射性的多少,我们用单位质量 物质中的放射性活度来衡量,称为活度浓度。对 于固体,其单位为每千克贝可( Bq/kg);对于 液体或气体,其单位为每升贝可或每立方米贝可 (Bq/L或Bq/m3)。与放射源不同,人们周围的 水、空气、房屋、土壤与岩石等物质,其中存在 的天然放射性物质活度浓度都很小。对于这些天 然存在于我们周围环境中的放射性,我们称它为 天然本底水平。为了控制人为活动(如核设施、 核技术利用、伴生放射性矿开发利用等)对环境 造成放射性污染,国家对排放环境的放射性物质 都有明确的严格限制。
放射性基本知识
什么是放射性?
? 放射性是自然界存在的一种自然现象。世界上一 切物质都是由原子构成的,每个原子的中心有一 个原子核。大多数物质的原子核是稳定不变的, 但有些物质的原子核不稳定,会自发地发生某些 变化,这些不稳定的原子核在发生变化的同时会 发射出特有的射线,这种性质就是人们常说的放 射性。 有的放射性物质在地球诞生时就存在了,如 铀、钍、镭等,它们叫做天然放射性物质。另一 方面,人类出于不同的目的制造了一些具有放射 性的物质,这种物质叫人工放射性物质。
什么是放射源?
? 放射源是指用放射性物质制成的能产生辐射照射 的物质或实体,放射源按其密封状况可分密封源 和非密封源。密封源是密封在包壳或紧密覆盖层 里的放射性物质,如料位计、探伤机等使用的都 是密封源,常用的密封源有钴- 60、铯-137、 铱-192等。非密封源是指没有包壳的放射性物质, 也称开放源或开放型放射源,医院核医学中使用 的放射性示跟踪剂属于非密封源,如碘 -131、碘125、锝-99m等。
什么是辐射?
? 辐射是指以波或粒子的形式向周围空间或物质发射并在 其中传播的能量(如声辐射、热辐射、电磁辐射、粒子 辐射等)的统称。例如物体受热向周围发射热量叫做热 辐射;受激原子退激时发射的紫外线或X射线叫做原子辐 射;不稳定的原子核衰变时发射出的粒子或γ射线叫做原 子核辐射,简称核辐射。 辐射可分为非电离辐射和电离辐射两大类。非电离 辐射通常又称电磁辐射,如无线电波、红外辐射、可见 光、微波、紫外线等,波的频率和能量较低,不足以使 原子中的电子游离而产生带电的离子;电离辐射通常又 称放射性,如α、β、γ射线有足够的能量使受照射物质的 原子电离,这种电离过程具有双重性,即受照辐射量过 大,会对生物体构成损伤,而有控制的辐照则可达到满 足生产生活和治疗疾病的目的。
辐射来源与种类
(一)天然辐射源
1 宇宙射线 2 环境中的放射性
(二)人工辐射源
1 工业用源 2 农业用源 3 医疗照射 4 大型辐 照装置 5 核电站、核试验 6 日常用品中的 放射性
(三)几种常见的放射线
1 α射线
2 β射线Fra bibliotek3 γ射线4 X射线
5 中子
辐射一览表
电磁波谱中的各种波
? 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,不 过它们的产生方式不尽相同,波长也不 同,把它们按波长(或频率) 顺序排列就构成了电磁波谱。 电磁波谱 - 分类依照波长的长短以及波源的不同,电磁波谱可大致分 为:
? (7)γ射线——是波长从10-10~10-14米的电磁波。这种 不可见的电磁波是从原子核内发出来的,放射性物质或 原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。γ射线的穿透力 很强,对生物的破坏力很大。
电离过程
什么是同位素和核素
? 在中子和质子组成的原子核内,质子数相同,中 子数不同的这一类原子称为同位素。会发生放射 性衰变的同位素称为放射性同位素 ,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。 例如,氢同位素有三种核素: 1H、2H、3H, 元素符号的左上角标出原子质量数,他们分别被 取名为氢、氘(音刀)、氚(音川)。其中, 3H具有放射性,称为放射性同位素。在自然界 里,1H、2H同位素天然含量的原子数百分比分 别为99.9852 %、0.0148 %, 3H几乎为零。
如何衡量放射源源强度的大小?
? 一个放射源强度的大小通常不用体积或质量的大 小来衡量,而使用放射性活度来表示。一个放射 源在单位时间内发生衰变的原子核数称为它的放 射性 活度 。1975 年召开的国际计量大会规定了放 射性活度的国际单位是秒的倒数( s-1),叫贝 可勒尔(Becquerel ),简称贝可,符号是 Bq, 1Bq就是放射性物质在 1秒钟内有 1个原子核发生 衰变。历史上曾用居里( Ci)表示放射性活度的 大小,它与贝可的关系为 1Ci=3.7×1010Bq。放 射源质量或体积一般都不大,但它们所含有的放 射性物质的活度却可以很大。
? (1)无线电波——波长从几千米到0.3米左右,一般的电视和无线电 广播的波段就是用这种波;
? (2)微波——波长从0.3米到10-3米,这些波多用在雷达或其它通讯 系统;
? (3)红外线——波长从10-3米到7.8×10-7米; ? (4)可见光——这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。波长从
(78~3.8)×10-6厘米。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所 发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那 一部分
电磁波谱中的各种波
? (5)紫外线——波长从3×10-7米到6×10-10米。这些
波产生的原因和光波类似,常常在放电时发出。由于它 的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当,因此紫 外光的化学效应最强;
? (6)伦琴射线——这部分电磁波谱,波长从2×10-9米 到6×10-12米。伦琴射线(X射线)是电原子的内层电子 由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减 速时所发出的;
什么是放射性半衰期?
? 在放射源使用过程中,常常用半衰期来表示放射 性变化的快慢。所谓半衰期,就是放射性核素衰 变掉一半所需要的时间。每经过一个半衰期,放 射源的活度就只剩原来活度的一半了。半衰期越 长,表明这个放射源的活度变化得越慢,半衰期 越短,表明这个放射源的活度变化得越快。每种 放射性核素都有一个特有的半衰期,其范围从几 百万分之一秒到几十亿年。根据半衰期的长短, 我们可以更合理地选用合适的放射源开展工作。