人类发展与核科学第3章

《人类发展与核科学第3章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、A、电离辐射B、电离辐射的生物学效应C、电离辐射的防护E、医疗照射F、氡第3章电离辐射与人体健康A.电离辐射1.电离辐射的种类2.电离辐射与物质的相互作用3.电离辐射常用的计量单位4.电离辐射的探测（电离）辐射（ionizing）radiation在辐射防护领域，指能在生物物质中产生离子对的辐射。1.电离辐射的种类(1)带电粒子,粒子，质子，反冲核等,粒子是放射性核素在核衰变时放出的高能粒子，粒子是由两个质子和两个中子组成的一个氦原子核，带两个正电荷，它的电离本领大，因质量重，运动速度慢，穿透力弱。粒子质量同电子，可带正电和负电，其运动速度较快，穿透力

2、较粒子大。质子质量为1，带一个正电荷。反冲核，是中子与物质的原子核碰撞时把能量传给被碰撞的原子核，带有能量的原子核脱出原子而成为反冲核。（2），X射线射线又称光子，是放射性核素核衰变时由核释放出的，它不带电，穿透力强，运动速度同光子。X射线是高速带电粒子通过原子核附近时，受到原子核库仑电场的作用而急剧减速，一部分能量以光子的形式辐射出来，称X射线。其物理性质同射线。（3）中子中子是在核裂变和核聚变时，带有能量而释放出的。中子可分为快中子和慢中子，质量为1，不带电。另有中子发生器也可释放出中子。核辐射的基本性质1.0086650n中子1.007276+1p

3、质子005.486×10-4±1e±β4.00279+24Heα质量(u)电荷（e)符号种类αβ2.电离辐射与物质的相互作用（1）带电粒子与物质的相互作用1）电离与激发（ionizationandexcitation)带电粒子通过物质时，与物质原子的壳层电子发生静电作用，电子获得足够能量后使其脱离轨道形成一个带负电荷的自由电子，失去一个电子的原子则变成带正电荷的离子，自由电子与离子构成离子对。这种使物质中性原子变成离子对的过程称为电离。自由电子又可引起其他原子电离，称为次级电离。带电粒子通过物质时，壳层电子获得的能量不足以使壳层电子脱离轨道，则从能量较低的轨道

4、跃迁到能量较高的轨道，即原子由基态转入高能态，这种过程称为激发。2）散射（scattering)带电粒子通过物质时，因受物质原子核库仑电场作用而改变其本身的运动方向，称为散射。３）韧致辐射（bremsstrahlung)高速带电粒子通过原子核附近时，受到原子核库仑电场的作用而急剧减速，一部分能量以光子的形式辐射出来，这种辐射称为韧致辐射。４）湮没辐射（annihilationradiation)当+粒子与物质作用，能量耗尽时和物质中的自由电子（e-）结合，正负电荷抵消，两个电子的静止质量转化为两个方向相反，能量各为0.511Mev的光子而自身消失的过程成为湮没

5、辐射或光化辐射。γ射线是波长很短能量高的电磁辐射（﹤10-11米，keV，MeV），来自原子核γ衰变,不带电，静止质量0。1γ射线是什麽？能够同物质原子发生作用，但不能直接使原子电离；有动量和能量交换,能够产生载能次级带电粒子，可以对物质发生电离作用。能量E=hν）动量p=hν/c2γ射线对物质的电离作用两步过程三种作用效应光电效应康普顿效应电子对效应产生次级电子电离效应次级电子使物质原子电离γ射线第1步初级作用第2步次级作用光电效应自由电子作用机制光子同(整个)原子作用把自己的全部能量传递给原子,壳层中某一电子获得动能克服原子束缚跑出来,成为自由电子，光子本身

6、消失了。γ+AA*+e-（光电子）原子A+X射线原子受激原子电子对效应能量≥1.02MeV的γ射线与原子核作用可能产生一对正-负电子。M＋γ→M+e++e-→γ1+γ21.02MeVmeme0.511MeV0.511MeV基本条件：γ射线能量Eγ1.02MeV为什麽？能量转化成质量M=E/C2中子不带电不能直接使原子电离但中子容易进入原子核内同原子核发生作用引起核反应1）与H原子核的弹性碰撞传递能量质子跑出来中子被慢化n+H→n+p第一步打出质子（载能）第二步质子引起物质电离慢化剂:轻水(1H2O)重水(2D2O)五中子与物质的作用nHnnp电离2）中子核反

7、应例如(n,p)反应n+14N→14C+p第一步核反应产生质子第二步质子对物质产生电离作用np电离14N14C人体有大量H和N原子中子对人体电离效应严重，可导致严重伤害12放射性活度(A)吸收剂量(D)剂量当量(H)有效剂量（E）吸收剂量(D)1戈瑞=1焦耳/千克1Gy=1J/kg放射源活度(A)1贝克=1次核衰变/秒剂量当量(H)有效剂量（E）1希沃特=1焦耳/千克三者意义和区别任何物质有机体3.电离辐射常用的量及其单位4.电离辐射的探测根据射线与物质相互作用的原理，在以下情况可探测到射线的存在：（1）利用射线能电离物质,收集所产生的电离电流或电荷制造的探测器；

8、（2）利用