放射生物物理与靶材料工艺学1、概论与物理基础

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1、广州医学院实验核医学与放射医学教研室放射生物物理与靶材料工艺学强永刚教授RadiationBiophysicsandtargetmaterialsprocessing10-12层1203房谢谢大家！联系地址：实验课地址：联系电话：81340333（O）13610352672Yonggangqiang@21cn.com教学内容：侧重于材料改性、生物医学、环保等学科的应用教学要求：了解辐射材料工艺学的基本知识与技能；掌握辐射材料工艺学基础概念、辐射的聚合反应、辐射材料接枝、交联、降解、纳米材料等最新辐射应用技术和医用材料的辐射处理。培养具有较强实践能力和创新精神的生物医学专门人才

2、。考核形式：闭卷+平时成绩第一章概述辐射生物物理（RadiationBiophysics）研究电离辐射与物质相互作用引起各种理化改变的一门边缘学科。辐射工艺学（Radiationprocessing）是利用电离辐射诱发材料物理、生物和化学变化从而达到加工改性的目的，也称为辐射加工技术。一、核技术史及其发展第一次发现放射性——1896年第一次大规模利用核能(原子弹)——1945年（还有一次…….）世界上第一座原子能发电站——50多年。第一座并网发电的奥布灵斯克核电站原子弹爆炸1.核电站全世界现有核电机组400多座，总装机容量为3.53亿千瓦，核发电量占世界总发电量的16%，有1

3、7个国家或地区核发电量超过本国(地区)发电量的25%。其中，法国75%、比利时57.7%、韩国42.8%、日本36%、美国20%、中国台湾省25.3%(6机组)。核电应用——商用核电站秦山一期核电站300MW于1991年12月15日并网发电大亚湾核电站2×900MW分别于1994年2月1日和5月6日投入商业运行核电应用——在建核电站秦山二期核电站(1号机组4月15商运)岭澳核电站(1号机组5月28日商运)田湾核电站秦山三期核电站(1号机组于11月14商运)2.核技术应用镅-铍中子源生产线已广泛用于工业、农业、医学、环境、资源和科研等各个领域。辐照场所辐照小麦原冬3号放射免疫分

4、析药盒碘-131胶囊各种核探测器工业同位素示踪射线测厚仪烟雾探测器Am-241源核子秤辐射源拥有量全国各行业共有放射源48000多枚,应用单位10710个,从业人员近5万人,密封型放射源总活度达到5.8×1017Bq(1567万Ci)。常用辐照源（γ源+加速器+紫外线）（1）γ辐照源60钴（60Co）、226镭（226Ra）和137铯（137Cs）图1-1226镭的衰变纲图60Co（T1/2＝5.27a）β0.309MeVγ2.50MeV1.33MeV0γ1γ260Ni137Cs（T1/2＝30a）βγ137Ba图1-260Co和137Csγ核素衰变图0.662MeV0.51

5、4MeV(95%)β1.18MeV5%1.17MeV项目60Co137Cs辐射类型γ，βγ，βγ能量（MeV）1.17及1.330.66T1/2（年）5.2630.2自吸收（%）1030～50每年补充量（%）12.52.3γ辐射比活度（TBq/g）1.85～3.70.89每4kW辐射活度（PBq）2.511.1两种γ辐照源性质对比能量为2MeV的射线空气中的射程（m）毫米行程上的离子对α射线β射线γ射线0.0111006000600.63种射线在空气中的射程及其电离密度（2）加速器辐照源粒子加速器是利用电场加速带电粒子的装置，粒子速度不能超过光速，但能量增加不受限制，故加速器

6、实际上是增能器。加速器的几个问题1）提高能量：加速2）形成轨道：约束3）保持流强：聚焦4）维持寿命：稳定性5）提高亮度：冷却、阻尼加速器主要性能指标1）能量100keV－100MeV低能100MeV－1GeV中能1GeV－100GeV高能>100GeV超高能2）加速场强单位长度增能MV/m3）流强pA－nA－A－mA－A－kA－MA4）亮度（对撞机、微束）单位面积流强nA/cm2或n/s/cm25）束流品质发射度（x,x’6维相空间）能散度（W/W）加速器的分类1.按粒子种类划分电子、质子、重离子（~W关系不同）次级粒子：正电子、反质子、放射性核束2.按轨道形状划分直

7、线型回旋型环型3.按加速电场划分静电场感应电场射频电磁场4.按加速机制划分非谐振(准)谐振－有自动稳相机制静电场感应电场射频电磁场非谐振(准)谐振直线型高压型感应直线射频直线回旋型回旋稳相电子回旋环型电子感应同步加速器的应用1.基础研究（大科学工程）1）普通核物理核反应、核结构放射性核束物理2）高能物理基本粒子、夸克、胶子…（对撞机）3）其它学科凝聚态物理、生命科学（同步辐射、散裂中子源）原子分子物理、化学地学、考古夏商周断代工程2.国计民生1）农业：辐射育种、保鲜、昆虫不育2）医学：放疗、同位素生