放射性基本知识(0805)

1、辐辐电电磁磁波波光光辐辐射射核辐射热辐射光子光子重粒子重粒子中子、宇宙射线中子、宇宙射线 、X X 射线射线 射线、电子束射线、电子束 射线射线微波微波( (电磁辐射电磁辐射) )无线电波无线电波( (电磁辐射电磁辐射) )实际上，放射性物质无处不在，实际上，放射性物质无处不在，只不过含量高低不同罢了。如环只不过含量高低不同罢了。如环境和食物就含有或多或少的天然境和食物就含有或多或少的天然放射性物质和核试验残留的放射放射性物质和核试验残留的放射性物质（如性物质（如Cs-137Cs-137和和Sr-90)Sr-90)。NS磁铁镭 源（放在铅屏蔽罐中）X X射线射线德国物理学家伦琴于1895年在研

2、究阴极射线的时候，发现了一种奇特的射线，它能量高、穿透力强、能杀死细胞和组织。由于当时知其甚少，所以称为X X射线射线，又叫伦琴射线伦琴射线。X X射线的问世，在医学和工射线的问世，在医学和工业技术领域得到了业技术领域得到了广泛的应用，如透视、成像、探伤等），高压电源高压电源低压电源低压电源靶靶X射线tOeIII：穿透物件后的射线强度：穿透物件后的射线强度I0：穿透物件前的射线强度穿透物件前的射线强度 ：物质对射线的吸收系数（对同一材料为一常数）：物质对射线的吸收系数（对同一材料为一常数） ：物件的比重：物件的比重t：物件的厚度：物件的厚度 测厚灵敏度可达测厚灵敏度可达0.010.001mm.

3、厚度（密度）厚度（密度）穿透后的射线强度穿透后的射线强度不同材料对不同材料对X和和GAMMA的半屏蔽衰减厚度（cm）的半屏蔽衰减厚度（cm）高：大低：小宇宙射线的强弱变化地铁地铁-10米米高山高山1000米米海平面海平面0米米100nGy/h28nGy/h1nGy/ht = 0 秒秒t = 1 秒秒1000个个500个个A=(1000-500) /1秒秒=500Bq5kg辐射体辐射体受照体受照体 射线射线 射线射线 射线射线辐 射 能 量renairED)/(24rAairD)/en（1.E+041.E+051.E+061.E+071.E+081.E+090.00.51.01.52.02.5距

4、离(m)距离(m)空气吸收剂量率(nGy/h)空气吸收剂量率(nGy/h)对于不同的射线，即对于不同的射线，即使剂量相同，对受照使剂量相同，对受照物体所产生的效果可物体所产生的效果可能不同，为描述不同能不同，为描述不同射线对受照体的不同射线对受照体的不同作用效果作用效果引入剂引入剂量当量。量当量。剂量当量剂量当量= =剂量剂量射线射线的品质因子。的品质因子。单位：希福特单位：希福特(Sv).(Sv). 辐射类型或射线能量辐射品质因子Wr所有光子1所有电子1中子20MeV5质子 2MeV5a 粒子20不同粒子的辐射品质因子W r0 05005001000100015001500200020002

5、50025000 05 510101515202025253030 60Co衰变曲线衰变曲线年年原子数原子数核素元素符号半衰期镝-152152Dy10-9秒碘-131131I8.04天铯-137137Cs30.17年镅-241241Am432.2年铀-238238U4.5x109年 放射性原子核的衰变不受一般的物理、化学变化的影放射性原子核的衰变不受一般的物理、化学变化的影响，只有核反应才起作用。因此企图用火烧、压打、酸溶、响，只有核反应才起作用。因此企图用火烧、压打、酸溶、碱泡等的方法来消减放射性是不科学、也是不可能的。碱泡等的方法来消减放射性是不科学、也是不可能的。组织或器官组织或器官非随

6、机效应非随机效应照射方式照射方式剂量阈值( G y )剂量阈值( G y )红 斑单次68暂时性脱毛单次35永久性脱毛单次7晶体浑浊(100%发生)单次7.5白内障单次5暂时性不育多次0.15永久性不育多次3.5卵巢永久性绝经单次3.56白细胞暂时减少多次0.5致死性再生不良多次1.5皮肤眼睛睾丸骨髓一年接受的剂量(mSv)危险度11/10000055/100000505/100005005/1000对职业性照射个人和公众所规定的年剂量限值。对职业性照射个人和公众所规定的年剂量限值。照射人员类别全身均匀照射职业照射个人20mSv/a公众照射个人1mSv/a一年接受的剂量(mSv)死亡率0.11

7、/100000011/100000202/10000505/10000公公 众众职职 业业危危 险险 来来 由由年危险度年危险度相当于公众剂量限值危险度的倍数相当于公众剂量限值危险度的倍数恶性肿瘤（中国）恶性肿瘤（中国）6 x 10-46060肺癌肺癌(每天每天10支烟所致支烟所致)5 x 10-45050交通事故（中国）交通事故（中国）1 x 10-42020交通事故（美国）交通事故（美国）2.5 x 10-42525家中事故（英国）家中事故（英国）1 x 10-41010触电事故触电事故6 x 10-60.60.6赛车、赛马（美国）赛车、赛马（美国）1 x 10-3100100旋旋 风风1

8、 x 10-51 1洪洪 水水2 x 10-60.20.2职职 业业死死 因因 范范 围围 年危险度年危险度相当于职业剂量限值危险度的倍数相当于职业剂量限值危险度的倍数采矿业采矿业(65-74)事故事故世界世界1.1 x 10-35.55.5制造业制造业(65-74)事故事故世界世界1.9 x 10-40.90.9建筑业建筑业(65-75)事故事故世界世界6.7 x 10-43.43.4铁路铁路(65-77)事故事故世界世界4.5 x 10-42.52.5各种工业各种工业(65-78)事故事故世界世界6.0 x 10-43 3各种工业各种工业(65-79)职业病职业病意大利意大利1.1 x 1

9、0-35.55.5w 在维护正当化原则的前提下，所有辐射照射都在维护正当化原则的前提下，所有辐射照射都必须保持可以合理达到的、尽可能低的水平。必须保持可以合理达到的、尽可能低的水平。 射线射线 射线射线 射线射线辐射防护三种办法辐射防护三种办法含有放射性含有放射性气体气体粉尘粉尘液体液体 口口 鼻鼻伤口伤口体体 内内 )/(500)/(105)(8250)(10173.hnGyhSvhSvtHD放射性核素吸入1微米颗粒吸入2微米颗粒食入Co-609.60E-097.10E-093.40E-09Tc-99m1.20E-112.00E-112.20E-11I-1317.60E-111.10E-08

10、2.20E-08Cs-1374.80E-096.70E+001.30E-08U-2384.90E-075.80E-074.40E-08工作人员吸入或食入工作人员吸入或食入1Bq放射性核素对人体的待积剂量放射性核素对人体的待积剂量(Sv)放射源的基础知识放射源的基础知识放射性核素原子量半衰期活度（Bq）活度（Ci）Tc-99m996.02h1.94E+175.2E+06I-1311318.04d4.58E+151.2E+05Cs-13713730.17a3.20E+128.5E+01Ir-19219274 d3.40E+149.0E+03Co-60 605.7a3.87E+131.0E+03Ra

11、-2262261600a3.66E+109.7E-01U-2382384470000000a1.24E+043.3E-071克纯放射性物质的活度（克纯放射性物质的活度（Bq）同位素同位素210210PoPo234234ThTh235235U U238238U U239239PuPu238238PuPu241241AmAm243243CmCm同位素同位素3 3H H1414C C147147PmPm9090SrSr9090Y Y3232P P6565NiNi204204C C2222NaNa2424NaNa106106RhRh同位素同位素6060CoCo7575SeSe137137CsCs182

12、182Ta（钽）Ta（钽）192192Ir（铱）Ir（铱）109109Cd（镉）Cd（镉）226226Ra和子体Ra和子体169169Yb（镱）Yb（镱）153153GdGd同位素中子源同位素中子源210210Po-BePo-Be238238Pu-BePu-Be239239Pu-BePu-Be241241Am-BeAm-Be242242Cm（锔）Cm（锔）244244Cm（锔）Cm（锔）tOeIItOeII tOeIItOeII SPECTPETMRI天然铀中，铀有天然铀中，铀有4种同位素，即种同位素，即230U、 234U、235U、238U。但。但235U只占总铀的只占总铀的0.71%、而

13、而238U占了绝大部分（约占了绝大部分（约99.28%）。因此要想得到有用的）。因此要想得到有用的235U，必须要用离心或扩，必须要用离心或扩散分离。散分离。1. 核武器浓度：235U为93.5%。2. 裸球形临界质量：235U和239Pu分别为52和10kg；3. 如果优化设计，可分别减至1315和510kg。 1. 核反应堆浓度：235U为35%。2. 乏燃料是指在反应堆中使用一段时间后， 235U的浓度低于的燃料 较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量的过程核聚变；据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘；1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于

14、300升汽油燃烧后释放出的能量；可以说是取之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质 191列116节列车10艘超级油轮1节运货火车车皮1辆轻便货车实现聚变反应需要1000万C以上。氢弹是利用原子弹爆炸的能量做为“扳机”，将聚变燃料加热至几千万C以上，使之发生自持的聚变反应，并在瞬间释放出巨大的能量。其威力在几十万至几千万吨TNT当量。 中国第一枚氢弹爆炸照片中国第一枚氢弹爆炸照片从第一颗原子弹爆炸到第一座核裂变电站的建立，人类花了大约从第一颗原子弹爆炸到第一座核裂变电站的建立，人类花了大约10年的

15、时间年的时间(1954年，前苏联建成世界第一座试验核电站，年，前苏联建成世界第一座试验核电站，1957年，美国建成世界第一年，美国建成世界第一座商用压水堆核电站座商用压水堆核电站)；而从第一颗氢弹爆炸到第一座核聚变电站的产生，人；而从第一颗氢弹爆炸到第一座核聚变电站的产生，人类则可能要等待一个世纪。类则可能要等待一个世纪。核聚变只能在高温高压下才能实现。目前，人们在实验室里研究核聚变反应核聚变只能在高温高压下才能实现。目前，人们在实验室里研究核聚变反应主要采用磁约束和惯性约束两种方法，但离真正实现可控核聚变反应还有很主要采用磁约束和惯性约束两种方法，但离真正实现可控核聚变反应还有很长的路要走。

16、长的路要走。2005年年6月月28日欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国的代表在莫斯科达日欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国的代表在莫斯科达成协议，这个预计将耗资成协议，这个预计将耗资130亿美元的实验性核聚变反应堆，最终决定建造亿美元的实验性核聚变反应堆，最终决定建造在法国南部的卡达拉什。在法国南部的卡达拉什。欧盟计划出资欧盟计划出资40%，法国出资，法国出资10%，而其余的，而其余的50%资金由其他资金由其他5个国家分个国家分担。担。预计到预计到2050年，人类可能实现可控核聚变反应的目标，这一目标如果能够实年，人类可能实现可控核聚变反应的目标，这一目标如果能够实现，人类将会在相当长的时

17、间内不受能源的困扰。现，人类将会在相当长的时间内不受能源的困扰。1. 天然铀被提取出供核武器装料或核反天然铀被提取出供核武器装料或核反应堆核燃料用的铀之后剩余应堆核燃料用的铀之后剩余的核废料，被称为贫化铀，简称贫铀。的核废料，被称为贫化铀，简称贫铀。2. 贫铀弹是指以贫铀为主要原料制成的贫铀弹是指以贫铀为主要原料制成的各种导弹、炸弹、炮弹或子弹。各种导弹、炸弹、炮弹或子弹。3. 以高密度、高强度、高韧性的贫铀合以高密度、高强度、高韧性的贫铀合金做弹芯的贫铀弹，在袭击目标时，金做弹芯的贫铀弹，在袭击目标时，产生高温化学反应，其爆炸力、穿透产生高温化学反应，其爆炸力、穿透力大大超过一般弹药，可摧毁坚固建力大大超过一般弹药，可摧毁坚固建筑物和攻击坦克和装甲车。筑物和攻击坦克和装甲车。4. 同时。贫铀在击中目标后容易氧化燃同时。贫铀在击中目标后容易氧化燃烧，在高速穿破装甲时，可使敌方武烧，在高速穿破装甲时，可使敌方武器或燃料着火焚烧，破坏力很强。器或燃料着火焚烧，破坏力很强。 WHO的结论：的结论：贫铀的化学毒性是对人体贫铀的化学毒性是对人体肾脏过滤功能的影响；肾脏过滤功能的影响；其他影响至今仍然难于找其他影响至今仍然难于找到确切的