02核物理基础及防护常用量1.ppt

一、原子结构 Atomic construction 二、元素、核素、同位素和同质异能素 （一）元素element： 质子数相同的原子称为一种元素，它们的原子序数相同，因此具有相同的化学特性。但其原子核中的中子数可以不同，因而物理特性可有某些差异。 （二）核素nuclide：质子和中子数相同，质量数相同，并处于同能量状态的原子，称为一种核素，例如: （三）同位素isotope：质子数相同而中子数不同，称为元素的同位素，例如: 原子核的衰变decay 主要有3种类型，即α、β衰变和γ跃迁。 （裂变、聚变 略） （一）α衰变 α粒子是氦的原子核，它由2个质子和2个中子组成。α衰变的反应式如下： 2、β＋衰变 条件：核内中子多，P → 变n，放出一个正电子。 3、 电子俘获electron capture 原子核从核外壳层中俘获一个电子使核内的一个质子转变为中子，同时放出中微子的过程称为电子俘获。 （三）γ跃迁和内转换  伴随α或β衰变后发生。 有些原子核进行γ跃迁时不放出γ射线，而把激发态跃迁到较低激发态或基态时释放出来的能量直接交给核外壳层电子（主要是K层电子），使该电子释放出来成为自由电子，这个过程称为内转换。 原子核衰变规律 It =I0 e -λt 半衰期：放射性活度减少至一半所需要的时间称作物理半衰期（T1/2） T1/2=0.693/λ 辐射防护常用量及其单位 一、放射性活度radioactivity（A） A=dN/dt 国际单位（SI）为贝可[勒尔]（核衰变/秒） 简称贝可（Bq）， 旧单位是居里（Ci），1Ci=3.7×1010Bq=3.7×1010核衰变/秒。 二、照射量exposure（X） 定义：X射线或γ射线在单位质量（dm）的空气中，与原子相互作用释放出来的次级电子完全被阻止时，所产生的同一符号离子的总电荷（dQ）即： X = dQ/dm 国际单位（SI）库[仑]每千克（C·kg-1），旧单位为伦琴（R）， 1R=2.58×10-4C·kg-1。 伦琴的定义是：在X射线或γ射线照射下，0.OO1293 g空气（相当于0℃和101kPa大气压力下1 cm3干燥空气的质量）所产生的次级电子形成总电荷量为1静电单位的正离子或负离子。即： 1静电单位电荷量的离子对为： 1R X射线或γ射线照射量有以下等值定义 1.在0.001293g空气中形成1静电单位电荷量的正离子或负离子； 2.在0.001293g空气中形成2.083×109对离子； 3.在0.001293g空气中交给次级电子7.05×1010eV或11.3×10-9J的辐射能量； 4.在1g空气中交给次级电子87.3×10-7 J的辐射能量。 dm为被照射物质的质量，dE为其吸收的辐射能。 吸收剂量的国际单位（SI）为：J·kg-1。 国际单位专用名称是戈[瑞]（Gy）， 旧有专用单位为拉德（rad）,1Gy=100rad。 吸收剂量与照射量的区别： 吸收剂量：适用于任何射线和任何靶物质，衡量的指标是被照射物质所吸收的辐射能量。 照射量：只适用于X射线及γ射线，靶物质是空气，衡量的指标是在空气体积内形成的次级电子所产生离子总电荷量，即X射线或γ射线通过该体积的空气时所放出的能量，是辐射场的量度。 空气辐射场的X或γ射线，可通过下式将照射量换算为吸收剂量D： D=33.97X 式中，X为照射量，单位为C·kg-1，33.97为换算系数，D 的单位为Gy。 五、当量剂量equivalent dose（HT，R） 吸收剂量与辐射权重因子的乘积。即： HT，R=DT，R·WR WR为Ｒ类辐射的辐射权重因子（表3-2）。 当量剂量特别给它起了一个专用名称叫希 [沃特]（Sv）。 六、有效剂量effective dose（E