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辐射防护与放射损伤基础知识 山东大学齐鲁医院 程孝国 主要内容 第一节 辐射防护基础知识 第二节 放射损伤基础知识 第一节 辐射防护基础知识 一、核辐射物理学基础 二、辐射源及其分类 三、核和放射事件分级 四、辐射防护体系 一、核辐射物理学基础1、放射性 ⑴、原子结构 原子核：占原子体积的1/10000 质子，中子， 1.007277u ，1.008665u 电子： 围绕原子核旋转，0.000548u 1u=12/NA×1/12=1.6605655×l0-27kg NA=6.022045×l023是阿伏伽德罗常数 原子序数：质子数，在元素周期表中的位置 同位素：原子序数相同而质量数不同的核素 钨原子的能级示意图 能量单位:eV ⑵放射性：不稳定的核素自发地放出射线，转变为另一种核素，这种现象称为放射性，这个过程称为放射性衰变，这些核素称为放射性核素。 发出的射线种类：可能有α射线、β射线、γ射线，还可能有正电子，质子，中子等其他粒子。 原子序数从84起的所有元素都是不稳定的，具有天然放射性；而原子序数小于84的元素只有少量的某些同位素是不稳定的，具有天然放射性；人工产生的同位素都是不稳定的，具有人工放射性。 ⑶放射性衰变：不稳定的重核元素趋向稳定的过程。 例如： 放射性衰变服从指数规律。 放射性活度：放射性核素在单位时间内衰变的个数。 半衰期：放射性核素其原子核数目衰减到原来数目 一半所需的时间 T1/2=ln2/λ=0.693/λ 衰变类型：α衰变 β衰变 γ跃迁和内转换 天然放射性系： 釷系、铀－镭系和锕系 感生放射性： 核粒子轰击较轻的元素可以产生放射性元素 例如： 2、电离辐射 电离辐射：是指一切能引起物质电离的辐射总称。 辐射按与物质作用分类： 电离辐射 非电离辐射 辐射按本质和性质分类： 电磁辐射 粒子辐射 电磁辐射：以相互垂直的电场和磁场，随时间变化而交变振荡，形成向前运动的电磁波 能引起电离的是X射线和γ射线 粒子辐射：高能粒子通过消耗自身的动能把能量传递给其它物质 高速粒子、带电粒子 电磁辐射--波谱 3、常用辐射量和单位 ⑴照射量：是描述X（γ）射线电离空气能力的量 单位是C/kg，未定义专用名，曾用单位是伦琴（R），1R=2.58×10-4C/kg ⑵吸收剂量：是描述射线与物质作用的基本量。 它定义为单位质量受照射物质吸收的辐射能量。 曾用单位是拉德 （rad），现在国际单位是焦耳/ 千克（J/kg），又称戈瑞（Gray，符号是Gy）， 1Gy=1J/kg，1Gy=100rad 当量剂量是描述辐射防护剂量学的基本量，是在严格意义上的吸收剂量。机体组织中某一点的当量剂量（H）等于某一组织或器官所接受的平均的吸收剂量（D），经过以辐射质的辐射权重因子（辐射品质Q）加权处理的吸收剂量： H＝D?Q?N， N为其他修正因数（ICRP指定N为1） 单位为J/kg，专用名为希沃特（Sievert），符号为Sv，旧单位：雷姆，rem 1Sv=1J/kg=100rem 有效剂量E就是组织或器官的当量剂量HT与组织权重因子WT的乘积，并对所有器官或组织求和，即 E =ΣWT·HT 式中，HT、WT分别是器官或组织T的当量剂量和组织权重因子。组织权重因子是组织或器官T的随机效应危险系数与全身均匀照射总危险系数的比值。 4、电离辐射与物质的相互作用 带电粒子与物质原子发生以下几种作用： （1）与核外电子发生非弹性碰撞； （2）与原子核发生非弹性碰撞； （3）与原子核发生弹性碰撞； （4）与原子核发生核反应。 X（γ）射线与物质主要发生三种作用机制 ： （1）光电吸收 ，主要发生在射线能量较低的情况，在10～30keV的能量范围占优势。 （2）康普顿散射 ，康普顿效应的发生率与原子序数没有太大关系，而主要取决于电子密度，在30keV～25MeV的能量范围占优势。 （3）电子对效应 ，光子能量超过1.02MeV才能发生这种吸收 中子与原子核的相互作用分为两大类： ①散射： ②吸收：包括辐射俘获、核裂变、（n，α） 和（n，p）反应等。 对于某些重核（如235U和239Pu），其热中子引起 的核反应主要有两种类型: 1.“辐射俘获”，即（n,γ）反应， 例如235U（n,γ）236U; 2.裂变反应，即235U俘获热中子后发生裂变中 子在物质中有较强的贯穿能力。 二、