总α总β放射性测量培训讲稿.doc

《总α总β放射性测量培训讲稿.doc》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、总α、总β放射性测量培训讲义1前言随着放射性同位素在各个领域中的广泛应用，随着核反应堆、核电站等核设施的不断建立，随着人们对生存环境及健康关注程度的逐步提高，在商品检验、食品卫生、矿物分析、辐射保护、核医学、环境监测、农业科学以及考古等多个领域中,越来越多的微弱的放射性测定问题，摆在了我们面前，有些领域的问题在某种程度上已经关系到了人类的生存和健康，所以需要我们认真对待和研究。近期，国家对能源结构进行了调查和变更，在第“十一”个五年规划中，由原来的适度发展核电改为大力发展核电，预计2020年，核电的发电能力可达4000万千瓦。核电的大力发展必然会带动整个核工业的发展，与此相关的环境

2、保护与监测的问题也会引起人们的普遍关注，这也是微弱放射性测量增多的一个重要方面。通常我们把这种微弱放射性的测量称为低本底测量或低水平测量。2放射性简述因为我们所涉及和研究的是微弱放射性的测量问题，所以我们要首先简要介绍一下什么是放射性。众所周知，物质是由分子组成，分子由原子组成，而原子又由原子核及核外电子组成。原子核带正电，位于原子中心，电子带负电围绕原子核做高速运动。通常情况下，原子呈中性是稳定的，但是，有些原子核是不稳定的，它能自发地放射出粒子或光子，并转换为另一种元素的原子核。这种现象称为放射性衰变，亦称放射性。核衰变通常放出三种类型的粒子，称α、β和γ。到目前为止，人们已经

3、发现了三个天然放射系，即铀系、锕系和钍系，及一个人工放射系镎系。铀系第一代核素为铀（238），它从半衰期（T1/2=4.51×109年）最长的U（238）开始，经过8次α衰变6次β衰变，最后到稳定的Pb(206)。钍系是从半衰期（T1/2=1.40×1010年）最长的Th（232）开始，经过6次α衰变4次β衰变，最后到稳定的Pb(208)。锕系是从半衰期（T1/2=7.1×108年）最长的U（235）开始，经过7次α衰变4次β衰变，最后到稳定的Pb(207)。镎系从半衰期Pu(241)开始到Bi(209)为止，系中Np(237)的半衰期最长（T1/2=2.14×106年）,故称镎系

4、。Np(237)的半衰期比U(238),U(235)及Th(232)半衰期小很多，故除Bi(209)外镎系中各种放射性核素在地壳中存在量极微。2.1α衰变放射出α粒子的核衰变称为α衰变，可用下式表示：X表示母核，原子序数为Z，原子量为A，Y为子核原子序数减少2为Z-2，原子量减少4为A-4。α粒子实际上是氦原子核，它的原子序数为2，原子量为4。Q为衰变时释放出的能量。天然α粒子的能量在4～8Mev。一般α粒子具有几个孤立的能量，能谱为分立能谱。α粒子属于重带电粒子，它的阻止本领很大，即单位射程上损失的能量很大，其射程很短，在空气中的天然α粒子其射程仅仅为几个厘米，一张纸就可以挡住α

5、粒子，它穿不过皮肤的角质层，故不存在外照射的危害，但是α粒子一旦不慎进入体内，所产生的内照射危害却是严重的，所以应该对α粒子的内照射问题有足够的重视。2.2β衰变原子核放射β粒子或俘获轨道电子的放射性衰变称为β衰变，可以分为三种类型：第一种类型是原子核放出高速电子的衰变，这种电子称为β-粒子。通常说的β衰变就是β-衰变，它可以自发地进行，且常伴有γ衰变。β-衰变可以用下式表示：式中的X为母核，原子序数为Z，原子量为A，Y为子核，由于放出一个电子，故子核的原子序数加1，而电子的质量比原子核质量小的多，可以忽略不计，故子核的原子量仍为A。为质量非常微小的中性粒子称为中微子，Q为衰变时放

6、出来的能量，此种能量几乎全部分配给β-和，其分配是完全随机的，故β-的能量可以从零一直到Q（最大），故β-粒子能谱是一个连续谱。当β-粒子具有最大动能为Q时，的动能为零。β-粒子的平均能量约为Emax,一般资料中给出的β-能量通常是指β-的最大能量Emax。β-能谱如下图：N计数1/3EmaxEmaxE（能量）β-衰变可以看成原子核内的一个中子变成了质子，同时放出一个β-粒子和中微子的衰变。另外两种β衰变是指β+衰变和轨道电子俘获，分别用下式表示：（质子变中子衰变）这里不再详谈。还有一种情况需要讲解一下，即原子核从激发态跃迁到低能态或基态时，有时不发射γ射线而将多余的能量交给核外的

7、壳层电子，此电子脱离原子核的束缚而发射出去，这种电子称为内转换电子，此种情况可以发生在K层，L层或其它层的电子上，这种电子是单能谱。通常β辐射只有一种微弱的外部危害，其用薄薄的铝层就可以屏蔽β辐射。用原子序数低的材料屏蔽β，防止靭致辐射。2.3γ衰变有些放射性原子核在发生α或β衰变以后，仍处于不稳定的激发态，它必然要向低能态或基态跃迁，这时就会发生γ衰变。γ射线实质上就是一种波长很短（10-8-10-11）的电磁波，又称γ光子。γ射线是从核内发射出来的，能量是单色的，