高等电离辐射防护教程夏益华1第一章绪论

1、理学院 张慧娟课程介绍课程介绍相关学科核物理、核化学、核工程、辐射探测、辐射屏蔽等。在核物理基础上侧重于辐射防护部分。又称保健物理、辐射安全、放射卫生，与核安全、反核恐紧密相连。研究如何保护人类环境免受辐射照射的有害效应，又不过多限制可能与照射相关的有益于人类的事业和活动的学科。课堂基本要求课堂基本要求执行课堂起立课堂起立制度课堂上请不要吃早饭、不要迟到不要吃早饭、不要迟到早退早退上课时请让手机休息2小时，准备纸笔欢迎课间或课后交流TelMail：你所了解的辐射？最受关注的辐射核辐射医疗照射（x射线检查）Co-60辐照食品一次性医疗用品（注射器等）影响最大的核辐射事故

2、广岛长崎原子弹爆炸（1945年）切尔诺贝利核电站事故（1986年）日本福岛核电站核泄漏（2011年）公众对辐射的态度公众对辐射的态度谈“核”色变一知半解人云亦云日本福岛核电站事故Shoppers mob a supermarket for salt purchase in Lanzhou in northwest Chinas Gansu province Thursday, March 17, 2011 防核辐射最有效的方法是每天服用一片碘片(碘化钾片)，因为每片碘片中含有100毫克的碘。根据卫生部的规定每公斤食用盐中碘含量仅为20-30毫克。人体每日摄取的盐最好不超过6克。课程基本内容课程

3、基本内容辐射防护概论非电离辐射及其防护原子核及放射性电离辐射与物质的相互作用电离辐射防护领域中常用的量和单位电离辐射的生物效应天然辐射源与人类活动引起的其照射的升高辐射防护体系与基本安全标准外照射剂量的计算及其防护中子剂量计算及防护参考书目参考书目辐射防护基础，李星洪，人民出版社1982年版核辐射物理基础，樊明武、张春粦，暨南大学出版社高等电离辐射防护教程高等电离辐射防护教程夏益华，哈尔滨工程大学出版社考核方式考核方式平时成绩30%课堂点名随堂练习课堂表现期末考试卷面成绩70%辐射防护概论辐射防护概论辐射的概念和分类辐射的来源辐射防护的发展辐射（Radiation）辐射指的是能量以电磁波或粒子

4、（如粒子、粒子等）的形式向外扩散。自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。物体通过辐射所放出的能量，称为辐射能。辐射的分类电离辐射电离辐射非电离辐射非电离辐射电离辐射凡是与物质直接或间接作用时能使物质电离的一切辐射，称为电离辐射。电离？离子对？原子核外电子获得一定能量后脱离原子核的束缚逸出，成为自由电子，剩下的原子就成了正离子，这是电离的过程。非电离辐射辐射能量小于12eV的电磁辐射不足以引起生物体电离的辐射如紫外线、可见光、红外线、射频、激光等非电离辐射非电离辐射的防护能量以电磁波或粒子的形式从原子或原子核内

5、发射出来原子核与放射性电离辐射与非电离辐射非电离辐射长波低频低能量电离辐射短波高频高能量粒子辐射电磁辐射 粒子、-， + 由携带以动能形式能量运动的原子和亚原子组成（电子/质子等） x-ray、-ray 能量以电场和磁场的形式携带，以光速穿过空间电离辐射分类直接电离间接电离 直接电离粒子 电子、射线、质子、射线 具有通过碰撞引起物质电离的动能 间接电离离子 光子、中子 能释放出直接电离粒子或引起核变化第二章 电离辐射与物质的相互作用电离辐射的来源Where does radiation come from?A large contribution of the radiation on ear

6、th is from the sun (solar) or from radioactive isotopes of the elements (terrestrial).Radiation is going through you at this very moment!天然电离辐射人工电离辐射由人为原因增加的电离辐射照射核燃料循环（铀矿开采冶炼/核反应堆及开采)医学应用(放射科/核医学/放射治疗)工农业应用(焊接与接点的射线照相/提包与包裹的安全检查/容器内容物的高度测量/医疗用品的灭菌/纸张静电消除/育种/蔬菜保鲜)天然源（氡/煤矿/金属矿/地上建筑物/宇宙射线/民航空勤人员）第五章 天

7、然辐射源及人类活动引起其照射的升高各类电离辐射比例医疗照射放射诊断X射线/CT检查以诊断体内的疾病及损伤放射治疗射线束照射身体患病部分核素治疗服用放射性核素医疗照射最大的人工电离辐射照射来源职业照射 放射工作人员人为活动导致照射医疗照射 受检者、帮助者、志愿者收到的照射公众照射 持续性照射-不间断活动，剂量率恒大第三章 电离辐射防护领域中常用的量电离辐射的特点具有一定的穿透力视觉、嗅觉、听觉不能感知可使被照射物质发生电离或激发具有长期慢性效应第四章 电离辐射的生物效应电离辐射防护的发展放射性的发展（1895年）辐射防护体系的形成（1915年开始关注）放射性发展简史1895年末德国物理学家用Cr

8、ookes管研究高压放电现象时注意到, 当阴极电子束流轰击玻璃管壁时, 观察到了荧光以及X射线。 In 1895, W. Roentgens discovery of x-rays in this laboratory revolutionized science and medicine 伦琴夫人的手伦琴夫人的手n18951895年，法国科学家年，法国科学家BecquerelBecquerel将几十将几十种矿物样本在阳光下曝晒后用黑纸包种矿物样本在阳光下曝晒后用黑纸包上，发现只有一种铀矿物上，发现只有一种铀矿物硫酸铀酰硫酸铀酰钾复盐钾复盐 K K2 2UOUO2 2(SO(SO4 4) )2

9、 2 2H2H2 2O, O, 能使底片能使底片感光，认为是感光，认为是X X射线所为。射线所为。n18961896年年2 2月，他无意中将一块未经太阳月，他无意中将一块未经太阳曝晒的铀矿物放在照相底版上，也发曝晒的铀矿物放在照相底版上，也发现了底片感光现象。现了底片感光现象。n发现其它的铀化合物也能发出这种射发现其它的铀化合物也能发出这种射线线; ;n到到18961896年年5 5月月BecquerelBecquerel又证明了纯金属又证明了纯金属铀的放射性大于铀化合物的放射性。铀的放射性大于铀化合物的放射性。n发现除了铀和铀的化合物外，发现除了铀和铀的化合物外，钍和钍的化合物也有类似的钍和

10、钍的化合物也有类似的放射现象。放射现象。n铀和钍发出射线与其化合物铀和钍发出射线与其化合物的组成无关，放射现象是一的组成无关，放射现象是一种特有的原子现象；种特有的原子现象；n她在发现了她在发现了钋和镭钋和镭元素后才元素后才将这一现象称为将这一现象称为( (radioactivity)radioactivity)。 Pierre and Marie Curie in their laboratory, where radium was discovered. A view of the extraction of radium in the old shed where the first r

11、adium was obtained Pierre Curie1/4 of the prizeb.1859d.1906Their joint researches on the radiation phenomenaMarie Curie, 1/4 of the prize （1867 1934）Pierre Curie1/4 of the prize（1859 1906）Antoine Henri Becquerel 1/2 of the prize（1852-1908）His discovery of spontaneous radioactivity放射性的重要性从伦琴从伦琴获得第一次诺

12、贝尔物理学获得第一次诺贝尔物理学奖奖 至今，至今， 1/3的诺贝尔物理学，的诺贝尔物理学，诺贝尔化学奖，与放射性，放射诺贝尔化学奖，与放射性，放射线（粒子）有关线（粒子）有关同位素性质表同位素性质表14193页页 BWRBWR PWR Total Total Output PWR Total Total OutputIn operation In operation 28 23 51 44,917MW 28 23 51 44,917MWUnder construction Under construction 4 0 4 4,663MW 4 0 4 4,663MWIn planning sta

13、ge In planning stage 2 0 2 2,208MW 2 0 2 2,208MWTotal Total 34 23 57 51,788MW 34 23 57 51,788MW Output scaleOutput scale500MW500MW 1,000MW1,000MW1,000MW1,000MWNovNov 19991999PWRPWRBWRBWR TomariTomariTsurugaTsurugaMihamaMihamaOhiOhiTakahamaTakahamaIkataIkataGenkaiGenkaiSendaiSendaiShimaneShimaneHamao

14、kaHamaokaShikaShikaTokai-2Tokai-2Fukushima-1Fukushima-1Fukushima-2Fukushima-2OnagawaOnagawaKashiwazakiKashiwazaki- Kariwa- KariwaMakiMakiHigashidoriHigashidoriTokai: Cessation(March. 1999)Tokai: Cessation(March. 1999) OhmaOhma达到合理水平达到合理水平核电？核电？相应的问题，很多相应的问题，很多.放射性发展简史认识到放射性衰变规律（认识到放射性衰变规律（19031903）

15、建立了同位素分离方法（建立了同位素分离方法（19131913）发现中子、发现中子、 + +（19321932）制造了人工放射性元素（制造了人工放射性元素（19341934）发现铀的裂变（发现铀的裂变（19391939）第一座反应堆第一座反应堆CP-1CP-1临界（临界（19421942）第一颗原子弹爆炸（第一颗原子弹爆炸（19451945）（1945-8-6/9 日本广岛、长崎）1951：原子能发电试验（150kW, EBR-1,美国） 1952：氢弹爆炸成功（美国） ； 1953：苏联1953：美国总统提议原子能和平利用（联合国） 1954：5000kW核电站完成（苏联） 1955：核潜艇下

16、水（美国） 1964：中国原子弹爆炸成功 （10月16日） 1967：中国氢弹爆炸成功 （6月14日）辐射防护标准历史演变1896：X射线在医学中得到应用，射线在医学中得到应用，辐射损伤（红斑）随之出现1913：镭在医学广泛应用，阴极x射线管发明，并用于第一次世界大战（居里夫人白血病）德国 伦琴协会1920：美国英国 x射线机镭放射防护委员会1925：国际辐射单位与测量委员会（ICRU）1945：广岛长崎原子弹爆炸1950： 国际放射性防护委员会国际放射性防护委员会（ICRP）成立1954：美国马歇尔群岛核试验，风向改变致渔船严重污染20世纪60年代核辐射广泛应用于各领域辐射防护标准历史演变1977 ：ICRP 26号建议书 1979：三哩岛事故核电站 1986：切尔诺贝利核电站1990：ICRP 60号报告明确提出了有效剂量、待积剂量、集体剂量等概念及意义，并明确提出了以三项基本原则为基础的防护体系概念 1999：日本东海核临界事故（東海村铀处理厂 ）2004：日本福井核电站事故（4死7傷 ）2007：ICRP 103号报告 2011: 日本福岛核泄