卫生监督培训核辐射与物质相互作用ppt课件.ppt

《卫生监督培训核辐射与物质相互作用ppt课件.ppt》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、射线Ray高速运动的粒子和光子（天然或人工放射性核素、加速器、X射线机、宇宙射线）包括：X射线、射线、射线、射线、质子、中子、介子和重离子（A>4）等本质都是辐射粒子。物质Matter常被称为：靶物质靶材料各种化学元素单质化合物混合物可以是气体液体固体相互作用Interaction射线穿过物质时，所发生的复杂的物理过程，称为相互作用。能量损失角度偏转吸收决定于入射粒子和被作用物质的性质放射性放出的射线碰到各种物质的时候，会产生各种效应：射线对物质的作用物质对射线的作用例如：使照相底片和乳胶感光使一些物质产生荧

2、光可穿透一定厚度的物质吸收一部分散射一部分可能使一些物质的原子、分子发生电离从射线的测量、利用以及防护的角度上讨论问题，经常将射线按照带电性质分为几类：1.带电射线：α、t、d、p、Л±、μ±、e±轻带电粒子：e+、e-重带电粒子：α、p、重离子：Z>22.中性粒子：∧超子、Л0、n3.电磁辐射：γ、Χ主要内容：一.重带电粒子与物质相互作用（α）二.β射线与物质相互作用三.γ射线与物质相互作用四.中子与物质相互作用一.重带电粒子与物质相互作用1.α粒子参数、来源及特点2.电离能量损失1）平均电离能2）比电离3）α粒

3、子的射程3.α离子的射程1）作用机制2）公式及结论α粒子（α射线）就是高速运动的氦核，它是一个极其稳定的原子核原子序数：质量数：质量：电荷：α粒子的参数1）α粒子参数、来源及特点重带电粒子与物质相互作用，常常是以α粒子为例。重带电粒子是相对于电子质量而言的，质量要比电子的质量大的多。主要由不稳定的原子核（如象232Th、228Ra等放射源）放出来的最大能量～10MeV通常情况下4～6MeV可放出α粒子的放射性同位素有200多种有时可由加速器得到能量可达几百MeV的α粒子（这样的能量足以克服任何靶物质原子核的库仑排斥

4、力，而使α粒子进入核力范围，因而它是产生核反应的一种有效的入射粒子）α粒子的来源及特点随着粒子与物质的相互作用，粒子逐渐损失能量，速度减慢→慢化入射粒子最后完全停留在靶物质→吸收几种主要的使入射粒子损失能量（慢化）的相互作用过程：电离能量损失辐射能量损失散射1）作用机制当α粒子通过物质时，由于与靶物质核外电子之间的库仑作用力，使电子受到吸引或排斥。从而，使电子获得一部分能量。获得的这部分能量分成两种情况：a.获得的能量足够大，足以克服原子核的束缚变成自由电子一个自由电子失去了一个电子的正离子2.电离能量损失电离传递

5、的能量不够大，不足以克服原子核的束缚激发状态是不稳定的，以发射光子的形式放出相应的能量，回到基态。原子退激可以使电子从低能级状态跃迁至高能级状态、使原子处于激发状态激发当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰撞时电离能量损失是重带电粒子在穿过物质的过程中，能量损失的主要方式靶物质原子获得能量电离激发入射射线（α）损失能量电离能量损失（阻止本领）慢化2）公式及结论：入射粒子电荷电子的静止质量靶物质原子序数相对论修正项壳层修正项靶物质单位体积内原子数目电离损失与入射粒子速度成反比当种类相同的入射粒子（粒子速度V不太大时），

6、入射到相同的靶物质中时，相同的情况下，速度越快，损失能量越小几点结论：电离损失与入射粒子所带的电荷数成正比速度相同，而所带电荷不同的入射粒子大电离损失大小电离损失小速度相同，入射粒子的电荷数越多，能量损失越快穿透本领越弱当两者速度相等时，防护α粒子比质子要容易得多例如：当α、P以相同的速度入射到相同物质中时组织本领与入射重带电粒子能量的关系在图2.1的b段成反比电离损失与靶物质NZ成正比，高Z、高N物质对重带电粒子的阻止本领比轻物质（低Z、低N）大图2.12.α粒子的射程Range1）比电离Specificioni

7、zation定义：单位路程上产生离子对的数目S重带电粒子穿过靶物质时，与原子核外电子碰撞，引起原子的电离和激发而损失能量，因此，沿入射粒子入射途径会产生电子-正离子对。重带电粒子在穿过靶物质时，一路上所产生的离子对数目分布是不均匀的。总电离=初级电离+次级电离如果，次级电子的能量足够大（δ电子），它也可以使物质电离，这种电离过程产生的自由电子次级电子初级电离由入射粒子直接作用引起的电离次级电离由图2.2可见：当α粒子刚进入空气中时，比电离较小随着穿过距离的增大，比电离越来越大入射粒子穿过物质时，会逐渐损失能量，当能

8、量很小时，电离损失最大，直至电离损失为零。图2.2平均电离能定义：产生一对离子对需要的平均能量W平均电离能的特点：只与物质种类有关，与入射粒子能量无关射程：入射粒子在吸收物质中，沿入射方向从入射点到它的终点（速度为零）之间的直线距离入射粒子在吸收体中所经过的实际轨迹的长度。一般情况下，路程>射程路程2)α粒子的射程α粒子与电子碰撞的过程中，轨迹几乎是一条直线