第1章——射线与物质相互作用ppt课件.ppt

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1、核辐射测量与防护授课对象：核工本121辐射防护是做什么的？辐射防护是：原子能科学技术的一个重要分支，它是研究人类免受或少受电离危害的一门综合性的边缘学科。它涉及到原子核物理、放射化学、辐射剂量学、核电子学、放射医学、放射生物学及放射生态学等学科。。8、放射源警示标志国家标准规定，所有放射性工作场所及放射源的包装容器上都必须有警示标志。放射源放射源放射源辐射损伤世界最大锡产地云南个旧:3000锡矿工死于肺癌认识电离辐射的符号与放射源警示符号要尽量避开贴有这些标志的物体！辐射防护基本任务：保护环境、保障从事放射性工作的人员和一般居民的健康与安全、保护他们的后代、促进原子

2、能事业的发展。考核方式平时20%（课堂表现、出勤率+作业）期中10%+期末70%（考试）教学内容第1章电离辐射与物质的相互作用第2章辐射防护中常用的辐射量和单位第3章电离辐射对人体的危害及辐射防护标准第4章外照射剂量的计算第5章γ射线和X射线的防护第6章带电粒子防护第7章中子的防护第8章内照射剂量的计算及其防护第9章核辐射探测器及测量方法参考书《电离辐射防护与安全基础》杨朝文主编教材《辐射防护导论》方杰主编《辐射防护基础》李星洪主编网络教学平台下载第1章射线与物质的相互作用1.1α粒子与物质相互作用1.2射线与物质相互作用1.3和X射线与物质相互作用1.4中子与

3、物质相互作用1.5射线与物质相互作用特点小结1.1α粒子与物质相互作用1.1.1α粒子的性质高速运动的氦核，带两个正电荷，质量数为4，约为电子质量的7300倍。能进行衰变的天然放射性核素绝大部分原子序数大于82，如原子序数小于82是极个别，且半衰期相当长，如：T1/2=1.7×1011aT1/2=2×1015aT1/2=6.1×1011a1.1.2粒子与物质相互作用一、作用方式重带电粒子可与核外电子发生弹性碰撞，仅在其能量低于100eV时有意义，所以一般只考虑带电粒子与核外电子的非弹性碰撞。重带电粒子与核外电子发生非弹性碰撞的结果可使原子发生电离或激发。二、电离和激

4、发自由电子正离子α+靶原子→正离子+电子+α4He+Ar→Ar++e-+4He物质中原子被电离，在粒子通过的路径上形成许多离子对：正离子和自由电子+e-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-库仑作用库仑力作用：自由电子、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。原电离——入射粒子直接作用引起的电离次级电离——由原电离产生的电子如果具有足够的动能，它也能使原子电离→δ电子。电离（ionization）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

5、道，则从能量较低的轨道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。原子退激——激发态的原子不稳定，处在高能态的电子要跳回低能态轨道来，以发射光子的形式放出相应的能量。——原子发光现象激发(excitation)电离和激发两过程构成了重带电粒子在碰撞过程中的主要能量损失。----电离能量损失----------------电子阻止核阻止三、电子阻止阻止本领公式（Bethe-Bloch公式）式中：z：重带电粒子的电荷数；e：一个电子的电量，等于1.602×10-19C;Z：物质原子的原子序数；N：物质在单位体积中包含的原子数目；c：光速；V：重带电粒

6、子的速度；me：电子的静止质量I：物质原子中电子的平均等效电离电位。úûùêëé-øöççèæ--+=øöçèæ-22222e2421ln2ln4ccZCImNZmezdxdEeionuuuup脚标“ion”表示是由入射粒子使原子电离或激发所引起的能量损失。(1)与重带电粒子电荷数的平方成正比。如果α粒子和质子的速度相等，物质对α粒子的阻止本领是对质子阻止本领的4倍。带电粒子的电荷愈多，能量损失率愈大，穿透能力也就愈弱。(2)与带电粒子的质量无关。原因在于重带电粒子的质量比电子质量至少大1800倍。重带电粒子的质量与电子质量相比，都可以近似地被看成是无穷大。因此，重

7、带电粒子的质量的确切数值就对阻止本领没有影响了。阻止本领表达式重要结论－1：(3)与重带电粒子的速度有关。当速度较小时，可以近似地认为电离能量损失率与速度的平方成反比，对数项的数值影响不大；当速度比较高时，　项变化很小，对数项的影响较大。当两种粒子的速度相等时，即具有相同的E/m和相等的电荷，则两种粒子在同一靶物质中的阻止本领就相同。例如质子、氘核和氚核，它们的质量不同，如果它们的速度一样，则它们在同一物质中的阻止本领就一样。(4)与物质的电子密度NZ成正比。物质密度越大，物质中原子的原子序数越高，则此种物质对重带电粒子的阻止本领也越大。阻止本领表达式重要结论－