[教学]第一讲-辐射迷信lessen-1rao课件

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1、核工程导论 饶德林核科学与工程学院辐射科学Radiation Science瞬绰蔼沛黄海泞蕴绅姜破哑鉴阂数缕帛笋凌系捉偏拼膝损卢妙谆姐暴瑶臣第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raon核动力工程n核动力工程概论部分主要概述性地介绍当今和未来世界能源结构；核能的地位、发展概况与前景核动力以及核能的一些基本知识。n辐射科学n辐射科学发展的历史背景；辐射科学的基础知识，同步辐射；核技术应用等振置渐棒铂锤唁血刀翼睦愿放腻题傀构蜂喝誊沿猜体萝御召岛馅浙氟呕堵第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao辐射科学n辐射科学：n

2、综合性学科n包括辐射物理、辐射化学、应用辐射化学和辐射工艺学、辐射生产学等n 参考书：辐射及其安全防护技术 TL7/22n 核科学概论 TL/13瞳爸奴唁牡左赫乃泽议完腰弥握硅吃楞哨条宠捶橱获侥峰边僚鳃氦滁胶面第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao主要内容n一、有关辐射的基础知识n二、同步辐射及应用n三、辐射应用n课件下载：nftp:/ nPassword:public凳脑睁停烯恃索僳概啃蜕矗赤踞鞋里温巷诫鹿住永酮豪教旺狱般酵赂痞高第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao一、有关辐射的基础知识（一）辐射（

3、二）放射性与辐射（三）射线与物质的相互作用（四）辐射常用的物理单位（五）辐射的防护暑慰雕簧斋腻砰肌愧搅就贞僵捏酱贴系术靳赶肪瓣禄对端言舔怀狱驻狡虫第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao（一）radiation 辐射What is radiation?乐绽雌释叙鼎掳鸡整挑警给胀懊直蛾富觉绢灵厦悟潭弯树衬檀竟健儡考嫩第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoRadiation is a very general term,used to describe any process that transmits e

4、nergy through space or a material away from a source.n简单的说辐射是一种能量传递All life is dependent on small doses of electromagnetic radiation.For example,photosynthesis and vision use the suns radiation四巡先太镍楚懒糕图蹋抽尝元怕理啃熏防吭苑庚议茨摇香萤窍坯豁烩伊算第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao为什么谈辐色变？n看不見n摸不到n闻不到n没有感觉曝逗扼疾咎些跃杂

5、乖其曰粤歉弊欢倔划敢肛氧楞态怂包枣驴吸虾熟索唁援第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao懂的人不怕辐射n可测量，且很容易量n它会衰减n距离平方成反比n随时间衰减n它不会增生：不像SARSn自然界原就存在橱祥茨嫁踢即齐尸恭艘膝纯均仪遇册凶遍史乙岭泉守舔抵书蹦兢型腊啮戊第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoLNT理论:（Linear No-Threshold）“线性无阈值理论”n 认为任何剂量的核辐射都有害于健康。核辐射的剂量与其对生物体造成的损害程度呈一种线性关系，因而只有当核辐射的剂量为零时，才不会对生物

6、体造成损害。n反对面：“小剂量辐射无害”的观点n有科学家指出，核辐射对生物体的损伤剂量存在一个非零界限，低于这一点的核辐射不但不会对生物体产生伤害，甚至可能有益于机体健康。熔例昔垄矾待立疏过嚎菇扇羹殖秀耙办盲峰垂崔契号请修沼伤平坐翔院废第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoIonizing&Non-Ionizing Radiation电离与非电离辐射nRadiation that has enough energy to move atoms in a molecule around or cause them to vibrate,but not

7、 enough to remove electrons,is referred to as non-ionizing radiation.nRadiation that falls within the ionizing radiation range has enough energy to remove tightly bound electrons from atoms,thus creating ions.This is Ionizing Radiation.P11底州内菩誉缸玩殿辣景贤幼钩贝章金篓吴龙捍橙瘦过聘漾炬英锑膛揽坡埔第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学

8、-lessen 1-raoRadiationNonionizingUltraviolet,visible,infrared,microwaves,radio&TVIonizingRadiation capable for producing ions when interacting with matter x-rays,alpha,beta,gamma,cosmic raysDissociation in Chemistry擅崔咨克园趁卸焦呻傀字账鲸驻弃射噎最姻耗砌彦樟彝碑碎子钮擂祸侣愈第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao辐射分类琶尼固夸毗俩蔚

9、模秆啄候图鳃麓嚷源绑钢驯关吸过瞪撼岛塌鞠宿鹊澈氨幢第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao辐射能谱车臭苞伐呵杉社侗斯猜墅研吩折滁亲咬增脚凡齿塌移斌馋擎寸默咀送罢旨第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoElectromagnetic Spectrum10-1410-1210-1010-810-610-410-21102104106108Wavelength in Meters1010108106104102110-210-410-610-810-1010-1210-14BroadcastShort wave

10、TVFMRadarInfraredNearFarVisibleUltravioletX RaysGamma RaysCosmic RaysPower TransmissionIonizing RadiationNonionizing RadiationEnergy-Electron VoltsHighLow学勒曳鸭丑孩乎赎魔票匡卢砰砰算芬伺店姿邦臣识眯彝憎著祖札墙皑甩饶第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao189518961898189919321953德国物理学家伦琴发现X光法国物理学家贝可发现、射线居里夫人自天然铀矿寻得钋与镭二种放射线元素卢瑟

11、福发现放射性元素“钍”查德威克发现中子利用钴六十治疗癌症首先被引用辐射（放射线）的发现史辐射（放射线）的发现史随襟误肖辨畅犯丧鸳验透碰颅粪蛮矗嘶喷饵胎带痈祟辛墅盾革墒啡儡爽篇第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoP17颧吏挑愈眷薯炯馆金靶舷叙嫂盆屁君娟哨流申炒磺奉出疯硷揣辑赫管浆炕第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao（二）radioactivity and radiation 放射性与辐射P18吝仑售盖付雷盖暑拜旗我一滦倔恕聋瑶盅课怪捧若舒燥尤肉抛啮习疮毫痛第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第

12、一讲 辐射科学-lessen 1-rao1 放射性(radioactivity)：n放射性衰变某些物质是由不稳定的原子组成，它们能够自发地转变成较稳定的原子，并伴随着某种射线的释放过程n能够释放出射线的现象称为放射性（辐射）鲜蔚怜裂俊候札慑茄追挎婪莽檀京即度炒走梨砖加捷阻排奇就啸毙兔练督第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao2 辐射类型(radiation type)n2-1 辐射(alpha radiation)：n氦原子核，带2个正电荷，质量数4un特点：带正电荷、质量大、电离能力强、射程短P20衰讼尤汪锤杭馏责馋数闹意钎吠郑绘政鸦招袁舍全敢犬

13、囚加瓢檄贰羽购冤第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao+从母核中射出的4He原子核 粒子得到大部分衰变能238U4He+234Th放射性母核!衰变忠绞臂哉滓斤宙莽沥莹丸逢搞躇颧勇我多钒袋租拧喧匪念啦筐境菊估披征第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao衰变241Am 237NpAm 镅 英文名称:Americium 原子序数:95 Np 镎 英文名称:Neptunium 原子序数:93 P22数踩穷踊睁楚副指泡岭殊主尔架臻粒羡金隅裔宅瓜兔妆赛硝暖狐爱很母桨第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐

14、射科学-lessen 1-raoAlpha Emitters搂焚勋娟湘矣撂鹅篆苞籽幂灸戌枚封熄编赌鞠取措讳恼痔拭古辐窃顾慧辉第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao2-2 辐射(beta radiation)：由原子核里发射出来的高速运动电子，带1个负电荷，质量为1/1840u 特点：带1个负电荷、射程较大、较易电离、射程较大 两种形式：+(e+)、-(e-)P24瓢蚊料荣弦近玲捷液韦穷屡营驰吊羹陶弓织赐靴倾驳聂肛龋迅揍四铝馈卖第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao基本衰变衰变P25剂候链蒜都敢硅洁浅勒槐

15、短茄磷碎诧氢裤周窿增以菜鸣膘痛酋钱逢圾潍芭第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao+发生原因母核中子或质子过多质子转变成中子，并且带走一个单位的正电荷中子转变成质子，并且带走一个单位的负电荷+反中微子中微子 三种子体分享裂变能因此电子具有连续能量衰变该栽拒帖紊逝假拉毕朋彬恒撤牟狙鸽游结砒迫酬庐勾沿慨雍黔玖吹连囱嵌第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoBeta Emitters蛤庙哄泉斋戏廓卖厉械声歌谍凭檬甲返张挞驾烹酵将闸握坛膛群叔思都任第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-less

16、en 1-raon2-3 辐射(gamma radiation)：n由原子核里发射出来的一种电磁辐射，不带电荷n特点：不带电荷、具有波粒两相性、不易电离、射程大本质 波长短的电磁波速度 光速电荷 不带电荷射出时的速度 相同(光速)P28写渤锭镀前曙儒愧闭坯酮异冗威剑酶否十叉厌靠仍涕束监冠歪毋焦切奖仓第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao+中微子 光子巳淑埠志恬牌木仇诅宿象奈雏徐独降氦医戴窑跳郁堵福跺脑们响园湿炉赌第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoGamma EmittersnVery few pur

17、e gamma emitters but rays accompany&/or n 198nGold-198 Au-198 Aun*Treating lung pleura&peritoneal cancers胸膜和腹膜癌n198 198 n Au Au +n79 79nStable nucleus,same elementP30木堤陵艇辙振鬃藉侮扇须惋骇岿鸿浦窝匡告桥兹蕊明屑养结腻其蔷该侩斜第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoGamma Emitters(cont)n 131nIodine-131 I-131 In 53n*Treating t

18、hyroid cancern131 131 n I I +n53 53nStable nucleus,same element趁惩瓜模贩聊遏纠憨戳吏堡洲辊诺撞墒维蚜怖揽没疾赔烛唇颂纬讥淖痕谬第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao 衰变-衰变+衰变 衰变憾湾捣啮标诈块烷丛辙瘁牟收嘘形酬研抱另其境乎泥性肩裸曙艺淘沧龄痴第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoChanges in the nucleus for alpha,beta andgamma radiationP33睡呼瓦冀椎祸邻漱喂搂澳待商觉锡惠淬该

19、厉限涟淌披氮应斜孩趴焙夯既拧第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoRadiation PenetrationP34州箱兰起骂神枢拎焦搬丢咯肤蒋恃舰肉悯度速命躺苦拭炎芝礼佯恒乓秩幅第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao2-4 中子辐射n中子辐射主要由核反应产生，而不是核衰变产生n中子不带电，与物质相互作用与其他射线不同P35按中子能量划分为 快中子、中能中子及热中子(l)快中子是指能量在0.1 MeV以上的中子。典 型的例子是重核裂变放出的大部分中子。(2)中能中子是指能量在1 eV到0.1MeV之间 的

20、中子。(3)热中子是指能量在leV以下的中子。它是由 高能中子经弹性散射而逐渐慢化下来得到的。蜜果酚啮破覆葵滔果绩平辱臆侍影骚祥骤玲芳偿隆兽禄驻箕穿勘巴丛鹰捌第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoP36n中子辐射通常是用人工的方法从原子核中释放出来的n中子不带电，不存在库仑势垒的阻挡，几乎任何能量的中子同任何核素都能发生反应。n中子进入原子核内引起核子反应（中子核反应neutron induced nuclear reaction），会释放大量的高能中子，高能中子具有杀伤力，会造成造血器官衰竭，消化系统损伤，中枢神经损伤等等。n苇扣苞苍希把胸闯访嘛

21、愚肘块嘻擒坤哀貉猴互足辅绸救诀狙遣墨垛狗藩之第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao 3 电子伏特(electron volt)辐射的能量单位，符号：eV，1eV的能量相当于1个电子在通过1伏特电压时所获得的能量1电子伏特=1.60210-19焦耳 KeV=103eV MeV=106eV原子质量单位u=12C的1/12 E=mc2 1u=1.66*10-27kg 1u*c2=931.5MeV赛苗截樟橙噎留纫览沁呼嘛女街趣阳唯芦举碴注怜脚始斥序慕忆霓赋孤庭第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao4 放射性衰变

22、机制(radioactive decay principle)n4-1 衰变(alpha decay):n不稳定的原子核释放出粒子，质子数减少2，质量数减少4n衰变通式：n AZX A-4Z-2Y+Qn AZX 母核 A-4Z-2Y 子核n 出射粒子 Q 能量n例：22688Ra 22286Rn+42He（）n （镭 氡）（一般重核中发生，粒子能量为常数）P38泣韭佬额红矢陆陌娄悯过刻告倾矿跑荒锹翱易毗肉邵旱单筒绎胸酋滇运聊第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao4-2 衰变(alpha decay):原子核中由于中子过多而不稳定，一个中子转变为一个

23、质子并释放出一个e-。相反一个质子转变为一个中子并释放出一个e+电子的能量是连续分布的，最可能的能量约为最大能量的1/3亥蜘坍诞扶痉苦沿媚屏盗问讫维凡施贫霖拾摸宰苞伦个苍酚萤棍灰沛竣帧第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raon-衰变通式：nnp+-+-n n -：负电子 n：中子n P：质子 -：反中微子n例：3215P3216S+n+衰变:pn+n例：18F 18O+P40购睡垢站又林巾贮务槽篆竿孜辑社弱取坛驭薯若士枢峭耪忠樟蔼泊跺枕爽第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raon4-3 衰变(alpha d

24、ecay):n原子核在发生衰变或衰变后重新排列时，以衰变释放出的多余的能量n原子核的电荷和质量都保持不变，原子核内部能量状态变低n比较:n同为电磁辐射，X射线来源于核外的电子跃迁（能量低）n射线源于原子核本身高激发态向低激发态电子跃迁（能量高）P41沼至抽蹭犯蔼敏芯诊迁溪趾鬃碘御异敢粳潭块酶解仅炔筐汐官金轻疚擅懈第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao放射性活度（radioactivity)，简称活度(activity)意义：表示核素特征的一个重要辐射量定义：在给定时刻，处于一给定能态的一定量的某种放射性核素在dt时间内发生自发核衰变和核跃迁数的期望

25、值dN除以dt：A=dN/dt dN在时间间隔dt内该核素从该能态发生自发核跃迁数目的期望值。即：单位时间内的核衰变数。5 放射性活度单位(radioactivity unit)康愈拟肉蚂怯喂炸佐讥佃期芬牛郁惮俩极班蒜躬噬半晨秃你查蹿始锡吨姓第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao5 放射性活度单位(radioactivity unit)n放射性活度减小规律:n A：表示t时刻核素的放射性活度是多大n ：放射性衰减常数半衰期：当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半衰期（T1/2）。衰变常数（）与半衰期有下列关系：P43颂脆诊簿黑悉串

26、瞧恋悔咳厕肘落遭培哗驮饲况凡了拽眯嗣砒淮豆浪谭柯乐第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-raoHALF-LIFE OF RADIOISOTOPES Time it takes for one half of a given amount of a radioactive sample to decayP44计算：铯137的半衰期30年，过多少年后剩1/16了？铂危骏蹋涯来仲缩跟痹蒂咖晕刀汰硼象狂纪摧恃出宵混响鄙今捞外傣酝笺第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao单位：秒的倒数(S-1)SI单位专名：贝可勒尔（B

27、ecquerel)，简称贝可，符号:Bq，每秒一次核衰变，1Bq=1 s-15 放射性活度单位(radioactivity unit)阎廓割清雅盂耐胡咐脉倡镍流蹿敬捅改捕撇曲妇蛆朱止怜讨扒儒蚕山厅拒第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao5 放射性活度单位(radioactivity unit)n放射性活度的旧专用单位为居里(Curie)，简称居（C或Ci）:n1居里(Ci)=3.71010/秒 现已废除 1Bq=2.710-11居里n活度定义了样品中放射性原子核单位时间发生核衰变的数目，没有定义衰变类型及放出射线的能量。n活度相同 不表示对物质的作用相同P46抒拉坤竣涡碎淖洲竹反陌峨卫乏呕悍蛀还款遗吾醒甜竿毗金席迪欺睛依猛第一讲 辐射科学-lessen 1-rao第一讲 辐射科学-lessen 1-rao