la物理师备考培训讲义1-放射物理基础

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1、第_章放射物理基础1・物理量和单位•物理量采用其数字值（大小）和相应单位描述。•描述物理量符号采用斜体字，描述单位的符号用罗马字体（例如：加=21kg；E=15MeV）o•物理量数字值和单位间必需有空格（例如：21kg而非21kg；15MeV而非15MeV）o•当前使用公制单位系统如Systemeinternationald*unites（国际单位制）,缩写为SIoSI系统基于七个基本物理量的基准单位：(m)o(kg)o(A)。(K)o米千秒安开7刃£zr度量间流度长质时电温物质的量：摩尔（mol）o发光强度：烛光（cd）e2・四种基本作用力强力（1）、电磁力（1/137）、弱力（

2、IO%）、引力（1（严）3.基本粒子夸克、轻子4.非电离辐射和电离辐射•非电离辐射（不能电离物质）•电离辐射（能直接或间接电离物质）：一直接电离辐射（带电粒子）：电子、质子、Q粒子和重离子。一间接电离辐射（中性粒子）：光子（X射线和Y射线）、中子。5.光子致电离辐射•特征X射线：产生于电子在原子壳层间跃迁。•韧致辐射：产生于电子与核的库仑相互作用。•Y射线：产生于核跃迁。•湮没光子：产生于正负电子湮没。6・质能关系7・辐射量和单位物理量定义SI单位旧单位换算照射量（X）258x10^Cp—Icsu1r_c5AI。"4。kgaircm、玄叫"kgair剂量（D）T/)-%lGy=l上

3、1rad=100竺1Gy=100rad炮g等效剂量（11）//=1Sv1rem1Sv=10()rem活度（A）1Bq=1s'11Ci=3.7x1()%"1Bq=1C'3.7xIO108•原子结构组成和特性组成：中子、质子、电子特性：•原子序数Z：原子中质子数或电子数。•原子质量数A：原子中核子数(例如：单个原子中的质子数Z加中子数N：A=Z+N)。•在A与Z之间没有根本关系，但稳定核有符合较好的经验关系式。Z=1.98+0.0155X273仃14)9.核结构•原子核半径r近似为：「=存(1.24)其中，r0是假定等于电子经典半径re一半的常数(~1・4费米)。•质子和中子通常称为核

4、子，在强相互作用力下组成原子核。10・核反应(i)弹性散射(无能量转移，但入射粒子改变径迹)；(ii)非弹性散射(入射粒子进入原子核，损失能量，再以不同方向出射);(iii)核反应(入射粒子a进入靶核A,转变成剩余核B并出射另一个粒子b)o11.放射性放射性是不稳定原子核转变成更稳定结构的特性。12•放射性活度•t时刻的放射性活度A(t)定义为放射性核索数口N(t)与衰变常数入旳乘枳:A(t)=^(t)(1.28)■■■■■■■■■■■■■■■■•■■•■■■■■■■■■•■■■■■■■■■■■■■■■■13•放射性衰变放射性衰变是放射性母核P以衰变常数入p直接衰变到稳定子核D：竹

5、⑴二Np(0)厂如衰变常数X卩貝p⑴=夬p(())厂如14•半衰期•放射性物质的半衰期b/2是放射性原子核数目衰减到起始时刻t=0初始值Np(O)一半所需时间：(1.32)Np(r=r1/2)=(1⑵Np(O)=Np(O)£丿旳215.比放射性活度:•比放射性活度a定义为单位质量的母核活度:/；/心山2力P(G/2)P其中Na是阿伏加徳罗常数，Ap是母核原子质量数。16•平均寿命•放射性物质的平均寿命J是指在时间t=0时，该物质所有放射性原子母核平均预期生存时间：AP=1/TP平均寿命r是指放射性原子核平均生存的时间。由（1-14）式知，在时间间隔内有dN个原子核发牛衰变•这些原子

6、核的寿命是可以从0变化至8,故No个原子核的平均寿(1-19)放射性衰变方式及特点:a衰变显Xt茫;Y+扌He©）旷衰变:今XtY-(5中子变质子旷衰变浬XT/Y+b+叫质子变中子电子捕获:$X十ek—*7^iY+vK层电子被核吸收衰变:令X*T激发态的原了核冋到基态内转换:激发态的原子核将能最传给K层电子致使其逸出电子与物质相互作用电子与轨道电子的相互作用:•入射电子与吸收介质轨道电子间库仑相互作用引起吸收介质原子电离和激发。—电离：吸收介质原子的轨道电子逃逸；—激发：吸收介质原子的轨道电子从一个允许轨道跃迁到更高允许轨道（壳层）。原子激发与电离引起碰撞能量损失，用碰撞（电离）阻

7、止本领描述。电子与原子核的相互作用:•入射电子与吸收介质原子核间库仑相互作用引起电子散射和电子通过生成X线光子的能量损失（韧致辐射）。这种能量损失用辐射阻止本领描述。总质量阻止本领：传能线密度:庚瑟过处质观屈J曲侧糞无能量损失。当关注于吸收介质时，电子穿过介质时吸收介质的线性能量吸收率是重点。能量吸收率称为传能线密度（LET）,定义为介质中特定能量电子穿过给定距离时，在本地授予吸收介质的平均能量。rldE厶=（不L上述定义小的△是能量截止值，即凡由能量转移值小于△值