第7章 中子的外照射防护.ppt

放射性核素中子源 加速器中子源 反应堆中子源 等离子体中子源 表7.1 放射性核素中子源的特性 表7.2 252Cf自发裂变中子源的物理特性 7.2、中子剂量的计算7.2.1 中子与机体组织相互作用的特点 考虑中子与组成人体组织的元素间的相互作用。在机体组织中，按重量百分比计，氢、碳、氮、氧四种元素占整个人体重量的95%以上，按原子数计，氢原子数占人体原子总数的60%以上。 中子注量 到 当量剂量 换算因子 表7.6 中子辐射权重因子WR，中子当量剂量换算因子fHi，n和对应的剂量率限值为10μSv/h 的中子注量率值 表7.10 对于裂变中子的宏观分出截面 ①有的资料给出8.15×1022。②有的资料给出8.3×1022。 * 第7章 中子的外照射防护 7.1、中子辐射源 7.2、中子剂量计算 7.3、中子在屏蔽层的减弱规律 7.4、中子屏蔽计算 7.1、中子辐射源 中子源注意事项：往往伴有? 辐射。 7.1.1 放射性核素中子源 优点：— 发出的中子基本各向同性； — 源的尺寸小； — 价格便宜。 缺点：— 产额小，且随时间减弱； — 易形成污染。 放射性核素中子源有三种，即：(α，n)反应中子源；(γ，n)反应中子源；自发裂变中子源。前二种是利用放射性核素衰变时发出的α粒子或γ光子轰击一定的靶物质，通过(α，n)或(γ，n)核反应产生中子。 非常强 非常强 很低 很低 低 低 低 单能 单能 连续 连续 连续 连续 连续 3.76×104 1.33×104 0.103 155 ＜1.29 4.39 ＜2.58 3.51 5.14 67.6 405 54.1 43.2 54.1 0.83 0.029 4.2 4.0 4.5 4.1 4.5 10.87 13.08 11.3 10.74 11.5 15.0h 60.4d 138.4d 1620a 87.75a 24390a 432a (γ,n) (γ,n) (α,n) (α,n) (α,n) (α,n) (α,n) 24Na 124Sb 210Po 226Ra 238Pu 239Pu 241Am Be Be Be Be Be Be Be Be 伴随 γ辐射 中子能谱 中子源发射率为106 s-1,距离1m处的γ照射量率,×10-7C?kg-1?h-1 中子产额y,×10-6 S-1?Bq-1 中子平均能量MeV 中子最大能量MeV 半衰期T 1/2 反应 类型 放射性核素 靶核名称 7.1.1 放射性核素中子源 许多重原子核都具有自发裂变而发射中子的特性。天然重核(如U、Th)发生自发裂变的几率很小，不宜用作中子源。目前可供实用的自发裂变中子源只有252Cf。表7.2列出了252Cf自发裂变中子源的主要物理特性。 1.4 γ，μGy?h-1?μg-1 24 中子，μSv?h-1?μg-1 在空气中1m处的剂量率 （无屏蔽情况） 1.3×107 γ发射率，s-1?μg-1 3.76 ，中子/自发裂变 2.13 ，MeV 2.32×106 自发裂变中子产额，s-1?μg-1 2.659a 总的T 1/2 85.5a 自发裂变的Tef 2.73a α衰变的Td 半 衰 期 3.2％ 自发裂变几率 96.8％ α衰变几率 衰 变 方 式 7.1.2 加速器中子源 加速器中子源是利用被加速器加速的带电粒子轰击某些靶物质导致核反应产生中子的。这种中子源的特点是，可以通过改变靶物质种类和带电粒子类型，调节带电粒子的能量和中子的出射方向来获得不同能量的中子。加速器中子源所用的加速器过去多为低能加速器，例如密封管型中子发生器、高压倍加器、静电加速器、回旋加速器和电子直线加速器等。被加速的带电粒子，有电子、质子、氘核、氚核、α粒子等。目前，已有高能重离子加速器中子源，并且发展非常迅速。 加速器中子源二种应用较多的核反应式： T(d,n)4He反应的优点是中子能量高（10～30MeV），即使氘核能量低到0.1MeV，通过T(d,n)4He反应也能获得接近14MeV的单能中子。 弹性散射 非弹性散射 O（n，α）C和O（n，p）N反应 氧 弹性散射 非弹性散射 N（n，p）C，N（n，d）C，N（n，t）C，N（n，α）B，N（n，2α）Li和N（n，2n）N反应 氮 弹性散射 非弹性散射 C（n，n′3α）和C（n，n′α）Be反应 碳 弹性散射 辐射俘获H（n，γ）D 氢 相 互 作 用 元素 表7.5 中子在机体组织中发生的重要的相互作用 7.2.2 中子剂量的计算 1. 比释动能