核辐射的主要测量方法(1)讲解59页PPT
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核辐射传感及检测PPT课件
国外中子管的中子产额已达1012中子/s，完全 可以满足照相的要求。
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从中子照相来说，要求中子射线强度大、射线 束质量高、便宜、方便、操作灵活等。
目前，强度大的源是核反应堆，但它投资大、 笨重、无法用于生产现场。
而小型加速器、中子管、同位素中子源等虽然 灵巧、方便，但强度总的来说还不够高。
目前可供照相用的中子源有核反应堆、加速器 和放射性同位索，常用的为(锎Cf252)
第21页/共78页
( 锎 )Cf252 中 子 源 的 半 衰 期 2.65 年 ， 产 额 2.3×1012中子/s/g，目前价各还很贵。利用Cf252 可做成可移动式中子照相装置。
另一种可移动中子装置，核心是与密封管中子 发 生 器 组 合 在 一 起 的 慢 化 器 ， 与 Cf252 中 子 源 不 同之处是可以关闭，不运行时无需屏蔽。
上述几种效应造成射线能量减弱，其原因是 物质对射线的吸收与散射。
射线被吸收时其能量转变为其它形式，如热 能，散射则使射线的传播方向改变。
第25页/共78页
(1) 射线的吸收
A 光电效应
射线通过物质时，光子与原子相互作用，光子 被吸收，原子中的电子被释放出来，称为光电子， 即光电效应。
当光子的能量处在γ射线的能量范围时，光电 效应与原子序数的关系密切，原子序数愈高，光 电效应愈显著，光电效应与光子能量的3次方成 反比，能量愈高，光电效应愈弱。
原子序数(钨Z=74)，U-管电压(V)。
X射线管的转换效率为
E IU
0ZU
其它转变为热能
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当U=100kV时 η=0.7%
200kV 1.5%
300kV 2.2%
400kV
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从中子照相来说，要求中子射线强度大、射线 束质量高、便宜、方便、操作灵活等。
目前，强度大的源是核反应堆，但它投资大、 笨重、无法用于生产现场。
而小型加速器、中子管、同位素中子源等虽然 灵巧、方便，但强度总的来说还不够高。
目前可供照相用的中子源有核反应堆、加速器 和放射性同位索，常用的为(锎Cf252)
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( 锎 )Cf252 中 子 源 的 半 衰 期 2.65 年 ， 产 额 2.3×1012中子/s/g，目前价各还很贵。利用Cf252 可做成可移动式中子照相装置。
另一种可移动中子装置，核心是与密封管中子 发 生 器 组 合 在 一 起 的 慢 化 器 ， 与 Cf252 中 子 源 不 同之处是可以关闭，不运行时无需屏蔽。
上述几种效应造成射线能量减弱，其原因是 物质对射线的吸收与散射。
射线被吸收时其能量转变为其它形式，如热 能，散射则使射线的传播方向改变。
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(1) 射线的吸收
A 光电效应
射线通过物质时，光子与原子相互作用，光子 被吸收，原子中的电子被释放出来，称为光电子， 即光电效应。
当光子的能量处在γ射线的能量范围时，光电 效应与原子序数的关系密切，原子序数愈高，光 电效应愈显著，光电效应与光子能量的3次方成 反比，能量愈高，光电效应愈弱。
原子序数(钨Z=74)，U-管电压(V)。
X射线管的转换效率为
E IU
0ZU
其它转变为热能
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当U=100kV时 η=0.7%
200kV 1.5%
300kV 2.2%
400kV
核辐射测量方法课件
测量β放射源活度的小 立体角装置示意图
1—铅室； 2—铝或塑料板； 3—计数管；4—云母窗； 5—源支架；6—准直器； 7—源托板；8—放射源
in f g f f z fb f f p
与α样品比较，多了fγ，fp、fb、fz必须考虑
核辐射测量方法
f g f s f a f w f m fb f in
5.1 α、β射线的样品活度测量概述
5.1.2 标准样（作为相对测量的标准比对物）
2）液体源 已知比活度样品装入容器中提供给用户使用，绝对测量法 确定其活度，液体α源 3）气体源 将放射性气体封装后，绝对测量法测量其活度。Kr-35、 Xe-133
5.1 α、β射线的样品活度测量概述
5.1.3 影响活度测量的因素（比较绝对探测效率）
5. 氡的射气作用 氡的衰变过程中会从岩石结构中释放成为自由的氡的过
程。（自由氡、束缚氡）
射气系数定义为
N1 * 100% N2
式中：N1、N2分别为在某一时间间隔内岩石析出的氡气 与产生的全部氡气。
5.4 氡测量方法及其应用
5.4.1 氡的基本知识
5. 氡的射气作用
影响射气系数的主要因素
5.1 α、β射线的样品活度测量概述
5.1.2 标准样（作为相对测量的标准比对物）
要求：纯度高、衰变和射线能量已知
半衰期长、保证稳定的能注量率
制作容易、使用安全 1）固体标准源 α射线标准源：Am-241、Pu-134 β射线源：U-238、Pa-234、Th-234，α粒子通过吸收屏 滤除 γ射线源：Co-60、Cs-137、Ra-226、 Am-241 Ra-226作为照射量率的标定源，通过给定的γ常数或标准 源常数刻度辐射仪
1—铅室； 2—铝或塑料板； 3—计数管；4—云母窗； 5—源支架；6—准直器； 7—源托板；8—放射源
in f g f f z fb f f p
与α样品比较，多了fγ，fp、fb、fz必须考虑
核辐射测量方法
f g f s f a f w f m fb f in
5.1 α、β射线的样品活度测量概述
5.1.2 标准样（作为相对测量的标准比对物）
2）液体源 已知比活度样品装入容器中提供给用户使用，绝对测量法 确定其活度，液体α源 3）气体源 将放射性气体封装后，绝对测量法测量其活度。Kr-35、 Xe-133
5.1 α、β射线的样品活度测量概述
5.1.3 影响活度测量的因素（比较绝对探测效率）
5. 氡的射气作用 氡的衰变过程中会从岩石结构中释放成为自由的氡的过
程。（自由氡、束缚氡）
射气系数定义为
N1 * 100% N2
式中：N1、N2分别为在某一时间间隔内岩石析出的氡气 与产生的全部氡气。
5.4 氡测量方法及其应用
5.4.1 氡的基本知识
5. 氡的射气作用
影响射气系数的主要因素
5.1 α、β射线的样品活度测量概述
5.1.2 标准样（作为相对测量的标准比对物）
要求：纯度高、衰变和射线能量已知
半衰期长、保证稳定的能注量率
制作容易、使用安全 1）固体标准源 α射线标准源：Am-241、Pu-134 β射线源：U-238、Pa-234、Th-234，α粒子通过吸收屏 滤除 γ射线源：Co-60、Cs-137、Ra-226、 Am-241 Ra-226作为照射量率的标定源，通过给定的γ常数或标准 源常数刻度辐射仪
核环境监测与评价 第3章环境辐射监测方法和技术ppt课件
3〕核事故应急监测
目的：
a 迅速测定事故呵斥的环境辐射程度、污 染范围和程度及对公众的危害程度；
b 迅速摸清释放核素的种类、性质及其在 环境中的迁移行为，测定食物与饮水的污染程 度、范围；
c 及时向决策机构和公众通报污染情况， 以便采取必要的应急措施。
4〕核设备退役的环境监测
核设备服役期满或因计改、发惹事故等 缘由而封锁后，应采取一些必要的措施，确 保其平安、永久地退役。
高压电离室(香港) 在高压电离室内的紧缩气体不停遭到周围环境的 γ射线电离。电离所产生的电流，可以提供γ射线强度 的资料。高压电离室是一套灵敏度非常高的仪器，可
以量度环境辐射程度的微弱变化。
1、辐射剂量仪的刻度
仪器在运用前必需用国家一致的刻度规范 源和方法进展刻度。刻度规范普通分为国家基 准、次级规范、三级规范和任务规范等四级。
气球法：自动式采样，能丈量出采样瞬
间空气中氡及其子体浓度，探测下限：氡 2.2Bq/m3，子体5.7×10-7J/m3。
其任务原理同双滤膜法，只不过气球替
代了衰变筒。把气球法那么氡和马尔柯夫法 测潜能结合起来，一次操作用25 min，即可 得到氡及其子体α潜能浓度。
测氡仪-RAD7-美国RAD
氡随空气分散到活性炭床内，即被活性
炭吸附，其衰变而新产生的子体亦堆积在活 性碳床内。采样停顿后3h,盒内氡与其子体到 达放射性暂时平衡，即用 γ谱仪丈量活性炭 盒内氡子体特征γ射线峰〔或峰群〕的面积，
双滤膜法:自动式采样，能丈量采样瞬间 的氡浓度，探测下限为3.3 Bq/m3。抽气泵 开动后含氡空气经过滤膜进入衰变筒，被滤 掉子体的纯氡在经过衰变筒的过程中又生成 新子体，新子体的一部分为出口滤膜所搜集。 丈量出口滤膜上氡子体的α计数就可换算出氡 浓度。
核辐射测量方法(1)2009-09
2 、铅的同位素组成、演化及若干概念 铅的同位素组成、
自然界中，铅有 个稳定同位素 自然界中，铅有4个稳定同位素204Pb、 206Pb、 207Pb、 208Pb， 、 、 、 ， 另有4个 的放射性同位素 的放射性同位素， 另有 个P b的放射性同位素，其中除210Pb（T1/2 = 22.3a）T1/2较 （ ） 长外，其余3个寿命很短 所以自然界铅的丰度中，具有4个稳定 个寿命很短， 长外，其余 个寿命很短，所以自然界铅的丰度中，具有 个稳定 同位素， 没有母体外， 同位素，除204Pb没有母体外，其余仍保持地球形成时的含量。 没有母体外 其余仍保持地球形成时的含量。
水系沉积物阮天健、 水系沉积物阮天健、朱有光推荐的测网
比例尺
1：20万 ： 万 1：10万 ： 万 1：5 万 ：
取样点距（ ） 取样点距（m）
500~200 400~200 250~100
每Km2的点数
1~4 2~8 8~20
水系沉积物探普查采样密度
比例尺
1：25000 ： 1：10000 ：
取样点距
三、分析测试方法的分类
1 根据任务不同，分为定性分析、定量分析和半定量分析 根据任务不同，分为定性分析、 定性——鉴定由哪些物质组成 鉴定由哪些物质组成 定性 半定量——测试样品中各组分的含量，相对误差为30%左右 测试样品中各组分的含量，相对误差为 半定量 测试样品中各组分的含量 左右 定量——测试样品中某一特定物质的含量 测试样品中某一特定物质的含量 定量
3 常量分析、半微量分析、微量和超微量分析 常量分析、半微量分析、
根据被测组份含量的多少而定
4 全分析、部分分析和物相分析 全分析、
全分析：测定试样中能够检出的组分的总含量，称全分析。 全分析：测定试样中能够检出的组分的总含量，称全分析。 SiO2 、Fe2O3、FeO、Al2O3、CaO、MgO、K2O、N2O、H2O、TiO2、MnO 、 、 、 、 、 、 部分分析：仅测定试样中某些组分的含量，也称简分析。 部分分析：仅测定试样中某些组分的含量，也称简分析。 物相分析：测定试样中某些元素的不同化合物的含量。 物相分析：测定试样中某些元素的不同化合物的含量。
《核辐射与探测技术》课件
《核辐射与探测技术》 PPT课件
这个《核辐射与探测技术》PPT课件将带你了解核辐射的基本概念、辐射剂量 率的测量、辐射探测器的分类和特点、辐射安全控制、核事故的应对处理， 并分享学习心得和思考。
核辐射的基本概念
1 电离辐射
2 辐射源
了解不同类型的电离辐射，比如阿尔法、 贝塔和伽马射线。
探索核辐射的来源，如自然辐射和人为 辐射。
3 辐射相互作用
4 辐射的影响
研究辐射与物质之间的相互作用，如散 射和吸收。
了解辐射对生物和环境的影响，以及辐 射保护的重要性。
辐射剂量率及其测量
剂量率
解释剂量率的概念，并探 讨单位及其测量方法。
剂量计
介绍常见的剂量计类型， 如电离室和探针。
剂量测量技术
探索剂量测量的先进技术， 如闪烁体和核电子学。
3
辐射安全标准
介绍辐射安全标准的制定和实施。
核事故的应对处理
应急响应
探讨核事故发生时的应急响应程序和措施。
辐射监测
解释核事故后的辐射监测方法和相关技术。
核污染清理
介绍核污染清理的方法和技术。
食品和水源监测
讨论核事故后的食品和水源监测措施。
学习心得和思考
• 深入学习与核辐射和探测技术相关的论文和研究。 • 参加相关的学术会议和讲座，与其他专家交流经验。 • 自主实践，通过实验和模拟训练提升技术实力。
辐射探测器的分类和特点
盖革-穆勒计数管
了解盖革-穆勒计数管的原理和应用。
闪烁体探测器
探索闪烁体探测器的工作原理和优势。
半导体探测器
介绍半导体探测器在核辐射测量中的应用。
电离室
讨论电离室作为辐射测量标准的重要性。
辐射安全控制
这个《核辐射与探测技术》PPT课件将带你了解核辐射的基本概念、辐射剂量 率的测量、辐射探测器的分类和特点、辐射安全控制、核事故的应对处理， 并分享学习心得和思考。
核辐射的基本概念
1 电离辐射
2 辐射源
了解不同类型的电离辐射，比如阿尔法、 贝塔和伽马射线。
探索核辐射的来源，如自然辐射和人为 辐射。
3 辐射相互作用
4 辐射的影响
研究辐射与物质之间的相互作用，如散 射和吸收。
了解辐射对生物和环境的影响，以及辐 射保护的重要性。
辐射剂量率及其测量
剂量率
解释剂量率的概念，并探 讨单位及其测量方法。
剂量计
介绍常见的剂量计类型， 如电离室和探针。
剂量测量技术
探索剂量测量的先进技术， 如闪烁体和核电子学。
3
辐射安全标准
介绍辐射安全标准的制定和实施。
核事故的应对处理
应急响应
探讨核事故发生时的应急响应程序和措施。
辐射监测
解释核事故后的辐射监测方法和相关技术。
核污染清理
介绍核污染清理的方法和技术。
食品和水源监测
讨论核事故后的食品和水源监测措施。
学习心得和思考
• 深入学习与核辐射和探测技术相关的论文和研究。 • 参加相关的学术会议和讲座，与其他专家交流经验。 • 自主实践，通过实验和模拟训练提升技术实力。
辐射探测器的分类和特点
盖革-穆勒计数管
了解盖革-穆勒计数管的原理和应用。
闪烁体探测器
探索闪烁体探测器的工作原理和优势。
半导体探测器
介绍半导体探测器在核辐射测量中的应用。
电离室
讨论电离室作为辐射测量标准的重要性。
辐射安全控制
《核辐射测量方法》课件
《核辐射测量方法》课件一、课件概述本课件旨在介绍核辐射的基本概念、测量方法及其应用。
通过本课件的学习，使学员掌握核辐射的性质、测量原理和常用的测量方法，为核辐射防护和核事故应急处理提供技术支持。
二、课件内容1. 核辐射的基本概念1.1 辐射1.2 核辐射1.3 辐射剂量2. 核辐射的性质2.1 辐射类型2.2 辐射能量2.3 辐射穿透性3. 核辐射测量原理3.1 辐射与物质的相互作用3.2 辐射探测原理3.3 辐射测量仪器4. 核辐射测量方法4.1 放射性核素测量4.1.1 活度测量4.1.2 核素识别4.2 射线辐射测量4.2.1 剂量率测量4.2.2 射线成像4.3 辐射环境监测4.3.1 环境辐射水平监测4.3.2 放射性废物监测5. 核辐射测量技术应用5.1 核能利用5.2 医学诊断与治疗5.3 地质勘探5.4 生物示踪6. 核辐射防护与应急处理6.1 辐射防护原则6.2 辐射防护措施6.3 核事故应急处理三、课件结构1. 课件首页：核辐射测量方法简介2. 章节页面：核辐射的基本概念、性质、测量原理、测量方法、应用、防护与应急处理3. 图片及动画：生动展示核辐射测量过程和防护措施4. 练习题：巩固所学知识四、课件制作要求1. 文字：清晰、简洁、易懂，符合学员阅读习惯2. 图片：选用高质量的图片，具有代表性，便于学员理解3. 动画：生动形象，展示核辐射测量过程和防护措施4. 练习题：具有针对性，帮助学员巩固所学知识五、课件使用建议1. 结合课程安排，合理安排课件内容的学习顺序2. 充分利用课件中的图片、动画等多媒体元素，提高学习兴趣3. 针对课件中的练习题，进行自我测试，巩固所学知识4. 如有疑问，及时与讲师或其他学员沟通交流，提高学习效果核辐射测量方法是核能利用、医学诊断与治疗、地质勘探等领域的重要技术手段。
通过本课件的学习，希望学员能够掌握核辐射的基本概念、性质、测量原理和应用，提高核辐射防护和应急处理能力。
核辐射的主要测量方法(1)讲解61页PPT
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
核辐射的主要测量方法(1)讲解
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
25、学习是劳动，是充满
核辐射测量方法ppt课件
2〕封装薄
0.09%
金属箔
0.143 5.456Mev
029.3204U43 28%
5.49Mev
72%
2.2 自发裂变 spontaneous fission
原那么上一切重核都能够自发地裂变成两个轻核碎 片。
超铀元素自发裂变几率高 动量守恒原理 两个碎片相向发射 能量由两碎片带走 伴随产生中子 、 γ射线
n p d t a β+ e+
Electrons or beta particle
µ meson ∏ Gamma ray neutrino Fission fragment
β- e-
µ ∏ γ v
Charge (relative)
0 1 1 1 2 1
Approximate rest mass 1 1 2 3 4 1/1840
或其他物质没有
➢
吸收
➢ c) 只需从源到丈量点的光子才有奉 献,忽略周围介质物
➢
质中的散射光子
典型同位素源的 δ 值
Cesium
3.3
Cobalt -57
0.9
Cobalt -60
13.2
Radium-226 8.25
Sadium-24 18.4
4 吸收剂量 Absorbed Dose
5
6
def: D= dE/dm
灯丝加热是丰富的电子源
电子从外表逸出时，起能量小于1ev 电压差 电子获得的能量
1V
1eV
1000V
10keV
2000V
20keV
大型电子加速器能加速到几 MeV
2 重带电粒子源 2.1 α衰变 Alpha decay
核辐射测量教学课件PPT
沉积在堆芯的腐蚀活化产物的放射性很难直接测到。
若测得一回路冷却剂中腐蚀活化产物的放射性，同样可 求得在堆芯的表观停留时间。
冷却剂中活化核的数目变化率由下式确定：
dNc dt
N f KrS0
(
+)Nc
(4-30)
积分得：
Nc
NcKr S0
[1 e( )t
]
(4-31)
Nc为单位体积冷却剂中活化核的数目； Kr为活化核向冷却剂的释放率； S0为堆芯表面积； α为活化核在设备表面的沉积率；
➢ 测量还需要一段测量时间，对测量有较大贡献的是那 些半衰期比以上所说时间要长的、放射性比活度较大 的核素。
➢ 测量的β射线的能量范围为150keV-3MeV的总β放射性。
➢ 测量安全壳内空气中气溶胶总β放射性的目的是为了从 测量数据判断一回路压力边界有无泄漏和泄漏率的大 小。
➢ 常采用相对测量方法，即测量总β脉冲计数率的变化率， 求出取样点处放射性比活度，再进一步求出泄漏率。
➢ 20世纪80年代末，人们为了克服以上不足而研制出了 16N γ放射性连续监测系统，又称16N监测系统或16N监 测仪。
➢ 目前，这两种测量方法都被核电站采用，以用作综合 分析、判断。
1.基本原理 当压水堆动力装置的一回路冷却剂(H20)流经反应堆堆
芯时，16O因受到裂变中子的照射而发生如下核反应：
作用：处理测量单元的测量信号，产生易于理解的相 应于所测放射性监测结果的显示值，给出整个监测系统 运行状态信息，将显示值转换成模拟信号(直流电流)， 使能够远距离显示测量值和报警信号。
4.远程显示单元和接线盒（端子箱）
远程显示单元与信号处理单元中的显示电路完全相同 ，也是将处理过的信号以不同的单位显示出测量值。 只是它放置在需要随时观测测量结果的地方。
辐射测量与防护ppt课件
（3）剂量限值 (annual radiation) dose limits
10
防护标准
GB4792-84
放射卫生防护基本标准 卫生部发布
GB8703-88
辐射防护规定
环保局发布
GB 18871-2002
电离辐射防护与辐射源安全基本标准
2002-10-08 发布 2003-04-01 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布
2、存在于地球上的天然放射性核素： 宇生放射性核素(cosmogenic)：氚（H-3）、碳14（C-14）、铍-7（Be-7）、钠-22（Na-22）； （宇宙射线与空气作用生成核素在环境中的空气、 水、草、土壤中沉降物）
13
剂量限值
天然辐射
3、原生放射性核素(primordial nuclides)：三大放 射系[铀（U）-238系；钍（Th）-232系；（U）235锕系+ 钾（K）-40] [石材（装修) 、水泥等建 材] 氡（radon) 主要产生途径：镭（Ra）-226 衰变 为 氡（Rn）-222。岩石、水泥所造地下室，岩 洞，常闭不通风或通风不好的房间或场所等。
1
+ 核辐射测量
核辐射
与测量相关的一些基本概念
测量系统
指标
+ 核辐射防护
辐射量及比较 辐射防护原则 外照射防护 内照射防护
核辐射防护的目的与任务 防护标准与剂量限值 核辐射屏蔽 相关国际组织
2
核辐射
核物理过程：
核衰变； 核反应（包括 裂变、聚变等）等
物理量：
通量（率） ［强度、注量（率）］； 能通量（率）； 能谱；
材料选择原则 一般低 Z 材料 低 Z材料+高 Z材料
10
防护标准
GB4792-84
放射卫生防护基本标准 卫生部发布
GB8703-88
辐射防护规定
环保局发布
GB 18871-2002
电离辐射防护与辐射源安全基本标准
2002-10-08 发布 2003-04-01 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布
2、存在于地球上的天然放射性核素： 宇生放射性核素(cosmogenic)：氚（H-3）、碳14（C-14）、铍-7（Be-7）、钠-22（Na-22）； （宇宙射线与空气作用生成核素在环境中的空气、 水、草、土壤中沉降物）
13
剂量限值
天然辐射
3、原生放射性核素(primordial nuclides)：三大放 射系[铀（U）-238系；钍（Th）-232系；（U）235锕系+ 钾（K）-40] [石材（装修) 、水泥等建 材] 氡（radon) 主要产生途径：镭（Ra）-226 衰变 为 氡（Rn）-222。岩石、水泥所造地下室，岩 洞，常闭不通风或通风不好的房间或场所等。
1
+ 核辐射测量
核辐射
与测量相关的一些基本概念
测量系统
指标
+ 核辐射防护
辐射量及比较 辐射防护原则 外照射防护 内照射防护
核辐射防护的目的与任务 防护标准与剂量限值 核辐射屏蔽 相关国际组织
2
核辐射
核物理过程：
核衰变； 核反应（包括 裂变、聚变等）等
物理量：
通量（率） ［强度、注量（率）］； 能通量（率）； 能谱；
材料选择原则 一般低 Z 材料 低 Z材料+高 Z材料