放射性和放射源基础知识.ppt

一、放射性的基础知识 1、放射性的发现 1895年 伦琴发现X 射线 1896年 贝克勒尔发现物质的放射性 1898年 居里夫妇发现发现镭和钋 1899年 卢瑟福发现α和β射线 1911年 卢瑟福发现原子核 1934年 费米利用中子制造人工放射性核素 1945年 美国在广岛和长崎投下原子弹 1951年 第一次核能发电在美国实现 1972年 X 射线计算机断层扫描装置（CT） 原子和原子核（1） 1895年，德国物理学家伦琴在探索阴极射线本性的研究中，意外发现了X射线 —— 它不仅揭开了物理学革命的序幕，也给医疗保健事业带来了新的希望 伦琴因此成为1901年第一个诺贝尔物理学奖 得主 1896年法国科学家贝克勒尔(A. H. Becquerel)借助于径迹探测器—乳胶，发现天然放射性现象，人类第一次观察到核变化，这一重大发现是原子核物理的开端。 放射性物质的发现：1898年，波兰科学家居里夫人(Marie Curie) 从铀矿中提炼到镭。 万物是由原子、分子构成，每一种原子对应一种化学元素。目前，人们已知一百多种元素。 1911年卢瑟福根据α粒子的散射实验提出了，即原子由原子核和核外电子组成的假设。核外电子的运动构成了原子物理学的主要内容，而原子核成了原子核物理学的主要研究对象。原子和原子核是物质结构的两个层次，但也是互相关联又泾渭分明的两个层次。 由于组成α射线的α粒子带有巨大能量和动量，就成为卢瑟福用来打开原子大门、研究原子内部结构的有力工具。 原子和原子核（2） 电子带负电荷，电子电荷的值为：e=110-19C，且电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整倍数。电子的质量为me=9.1093897x10-31kg。原子核带正电荷，集中了原子的全部正电荷。 原子的大小是由核外运动的电子所占的空间范围来表征，原子可以设想为电子在以原子核为中心的、距核非常远的若干轨道上运行。原子的大小半径约为10-8cm的量级 。 原子核的质量远超过核外电子的总质量，原子的质量中心与原子核的质量中心非常接近。原子核的限度只有几十飞米(1fm=10-15m=10-13cm)，而密度高达108t.cm-3 。 物质的许多化学性质及物理性质、光谱特性基本上只与核外电子有关；而放射现象则主要与原子核有关 。 辐射源种类 天然辐射源 宇宙射线 宇生放射性核素 原生放射性核素 人工辐射源 核设施 反应堆辐射源， γ辐射源 ：瞬发、缓发、其他(俘获、n非弹散激发)γ射线 中子源：瞬发(2-3/fi,2MeV,峰值约0.8MeV，1012-1015n/s.cm2)、缓发中子(0.0158 /fi，能量较低) 核燃料循环设施 ， 核燃料循环设施包括核燃料生产、加工、贮存和后处理设施等。 后处理主要内容有：（1）除掉裂变产物；（2）回收未燃烧的燃料；（3）回收生成的可裂变物质（如钚）等。 人工辐射源 核技术应用 密封源 ， α放射源 ：α放射源主要用于烟雾报警器、静电消除器和放射性避雷器等的离子发生器。常用的α放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、241Am、235U、238U等。 β放射源 ：（锶-90） 低能光子源 ： γ放射源 ： （钴-60、镭-226和铯-137） 中子源 ： 人工辐射源 非密封源 ， 工作场所分级 ：甲、乙、丙三个等级 放射性核素毒性分组 ：放射性核素毒性分组详见（GB18871―2002）附录D。 射线装置 ， χ射线机 ：χ射线机的种类很多，如诊断χ射线机、治疗χ射线机、工业探伤χ射线机、χ射线分析仪等。 加速器 ：利用电磁场使带电粒子（如电子、质子、氘核及重离子等）获得高能量的装置。按能量区分，有高能、中能和低能加速器。主要讨论低能加速器辐射源。韧致辐射、中子、感生放射性。产生的辐射有瞬发辐射和缓发辐射 。 中子发生器 ：利用直流电压，能量在1MeV以下，通过（d，n）反应产生快中子的小型加速器。中子发生器加速离子的能量不高，多数在400KeV以下，也有的到600 KeV。它的电源电流容量较大，一般能达到毫安数量级，高的可达数十毫安。利用D（d，n）3He和T（d，n）4He反应获得2.5MeV和14MeV能量的单能中子。强流中子发生器的中子产额可达到1012―1014n/s。 (1)穿透物质，在标准状态下(0℃、760mmHg)，三种射线的穿透能力之比约为： α：β：γ=1：100：10000。一张纸或0．004～0．005厘米厚的铝箔可把α射线全部屏蔽；0.5厘米厚的铝板可以挡住β射线，而要挡住Y射线则需50—60厘米厚的铝板才行。 (2)电离作用，射线穿过物质时，可以把部分能量传递给该物质中的束缚电子，使其