辐射防护与环境保护1(new)ppt课件.ppt

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1、辐射防护与环境保护“辐射防护与环境保护”是国家一级学科“核科学与技术”下的四个二级学科之一。本讲座是为非辐射防护与环境保护专业的研究生所作的。第一章基础知识核物理学的发展历史核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律；射线束的产生、探测和分析技术；以及同核能、核技术应用有关的物理问题。它是一门既有深刻理论意义，又有重大实践意义的学科。1895年伦琴发现X射线。1896年，贝可勒尔发现天然放射性，这是人们第一次观察到的核变化。现在通常就把这一重大发现看成是核物理学的开端。其后不久居里夫人发现镭。放射性元素能发射出能量很大的射线，这为探索原子和原

2、子核提供了一种前所未有的武器。1911年，卢瑟福等人利用α射线轰击各种原子，观测α射线所发生的偏折，从而确立了原子的核结构，提出了原子结构的行星模型，这一成就为原子结构的研究奠定了基础。1919年，卢瑟福等又发现用α粒子轰击氮核会放出质子，这是首次用人工实现的核蜕变(核反应)。此后用射线轰击原子核来引起核反应的方法逐渐成为研究原子核的主要手段。在初期的核反应研究中，最主要的成果是1932年中子的发现和1934年人工放射性核素的合成。30年代初，静电、直线和回旋等类型的加速器已具雏形，利用加速器可以获得束流更强、能量更高和种类更多的射线束，从而大大扩展了核反应的研究工作。此后，加速器逐渐成为

3、研究原子核和应用技术的必要设备。在核物理发展的过程中人们很快就发现了放射性射线对某些疾病的治疗作用。直到今天，核医学仍然是核技术应用的一个重要领域。核物理研究受到人们的重视得到社会的大力支持，是和它具有广泛而重要的应用价值密切相关的。核技术主要为核能源的开发服务，核电成为火电、水电后的第三大能源，正在研究开发的核聚变工程将为今后的能源提供新的途径。同位素的应用是核技术应用最广泛的领域，同位素示踪已应用于各个科学技术领域；同位素药剂应用于某些疾病的诊断或治疗；同位素仪表在各工业部门用作生产自动线监测或质量控制装置。加速器及同位素辐射源已应用于工业的辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、辐照育种、

4、辐照探伤以及放射医疗等方面。由于中子束在物质结构、固体物理、高分子物理等方面的广泛应用，人们建立了专用的高中子通量的反应堆来提供强中子束。中子束也应用于辐照、分析、测井及探矿等方面。中子的生物效应是一个重要的研究方向，快中子治癌已取得一定的疗效。离子注入技术是研究半导体物理和制备半导体器件的重要手段。离子束已经广泛地应用于材料科学和固体物理的研究工作。离子束也是用来进行无损、快速、痕量分析的重要手段。在原子核物理学诞生、壮大和巩固的全过程中，通过核技术的应用，核物理和其他学科及生产、医疗、军事等部分建立了广泛的联系，取得了有力的支持。第一节电离辐射和辐射危害电离辐射电离辐射是由能引起物质电

5、离的带电粒子或不带电粒子构成的辐射，简称辐射。具有一定能量的带电粒子例如α和β粒子可以与原子中的电子直接碰撞后将其击出，形成一个离子对，称为直接电离。不带电粒子例如γ射线、X射线和中子引起的电离是它们与物质相互作用后产生的次级带电粒子引起的，称为次级电离。机体受到各种电离辐射的作用称为辐射照射，或简称照射。人类受到的照射可来自体外，成为外照射，也可来自进入体内的放射性核素，称为内照射。α粒子α粒子是一个氦核，由两个质子和两个中子组成。它是由α发射体以某一不连续的能量和特有的半衰期而发射出来的。它具有下列性质：绝大多数在介质中具有相同的射程（布拉格峰）；沿直线径迹运动；α粒子只是偶尔发生散射

6、并且散射大多发生在靠近α粒子射程的末端。α粒子射程很短，可以认为不存在外照射危害，但其内照射危害却极其严重。自然界中氡是造成α内照射危险的最重要的元素。β粒子β辐射的概念已经扩大到正电子辐射，β粒子是正电子和电子。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相反。与α粒子不同，β粒子展示出一个连续能谱。核素表中查到的是β能谱的最大值。电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射（轫致辐射产生X射线）。电子在介质中衰减过程基本符合指数规律。β粒子可以构成外部伤害，深度和β粒子能量有关，高能β粒子还要考虑它通过轫致辐射产生的X射线的危害，而它的内照射危害却比α粒子小得多。X和γ辐射Ｘ和γ射线都是电磁波（光子

7、）。唯一的区别是来源：γ射线是属于原子核发射出来的辐射；Ｘ射线指的是在原子核外部产生的辐射。它们和物质的相互作用主要是三种过程：光电效应、康普顿散射和电子对的产生。三种过程都产生电子。它们又电离或激发物质中的其它原子。Ｘ和γ辐射穿透性强。对人体外照射伤害大，一般情况下需要屏蔽。而且它的反散射问题严重。但内照射的危害却要小得多。中子与上述三种辐射不同，中子不可能是天然衰变的产物，它主要是由核反应产生的。中子依据能量不同而分