核輻射測量與防護.ppt

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1、第一章核輻射測量基礎(chǔ)知識核輻射(nuclearradiation)核的變換nuclidetransformation來源粒子加速器particleacceleration宇宙射線cosmicrayfromouterspace產(chǎn)生機理角度地-空界面上伽瑪射線的來源從空間分布角度人工放射性7.2%大氣核試驗核工業(yè)與核技術(shù)應(yīng)用核醫(yī)學(xué)診斷陸地放射性80.0%鈾系列核素釷系列核素鉀-40其它核素宇宙射線12.8%電離成份10.5%中子2.3%一些核輻射的特征:TypeofparticlesymbolCharge(relativ

2、e)ApproximaterestmassRestmassneutronn011.008982Protonp111.007593Deuterond122.014187Tritont133.01645Alphaparticlea244.002777positronβ+e+11/18400.000549Electronsorbetaparticleβ-e--11/18400.000549μmesonμ±1210/18400.115∏∏±1276/18400.152GammarayγneutrinovFissionfrag

3、ment20952核輻射的分類快電子帶點粒子輻射重電子粒子γray電磁輻射xray非帶電輻射中子輻射源1快電子源fastelectronsource1.1β衰變betadecay反應(yīng)式initialfinalantineutrinosnuclidenuclide反沖核（recoilnuclide):E幾乎為0小于電離閾能中微子：與β粒子分配衰變能Q值。β粒子的能量是連續(xù)的缺點：不是單能電子源（monoenergeticelectrons)1.2內(nèi)轉(zhuǎn)換電子internalconversion過程：β衰變母核能量是單能的

4、母核：處于激發(fā)態(tài)發(fā)射光子內(nèi)轉(zhuǎn)換1.3俄歇電子Augerelectron特征x射線原子殼層中的電子空位俄歇電子特點：能量較小入射粒子光電子特征X射線俄歇電子1.4電子加速器Accelerator燈絲加熱是豐富的電子源電子從表面逸出時，起能量小于1ev電壓差電子獲得的能量1V1eV1000V10keV2000V20keV大型電子加速器能加速到幾MeV2重帶電粒子源2.1α衰變Alphadecay特點：1）能量單一5.358Mev2）封裝薄0.09%金屬箔0.1435.456Mev28%0.0435.49Mev72%2.2

5、自發(fā)裂變spontaneousfission原則上所有重核都可能自發(fā)地裂變成兩個輕核碎片。超鈾元素自發(fā)裂變幾率高動量守恒原理兩個碎片相向發(fā)射能量由兩碎片帶走伴隨產(chǎn)生中子、γ射線電磁輻射源3.1伴隨β衰變的γ輻射xraysfollowingbetadecayγ射線的產(chǎn)生：受激態(tài)原子核向較低能級躍遷時產(chǎn)生22Na1）發(fā)生的時間ns級以下EC10%2）單能β+90%3）β衰變的半衰期較長1.274excidednuclidestate4）核的退激γ1transformationgroundstate3.2湮沒輻射Annih

6、ilationradiation與β-衰變相伴隨正電子失去動能之后與負電子相結(jié)合產(chǎn)生兩個方向相反的0.511MeV的光子。湮沒輻射的時間極短。0.511MeV的光子與原γ輻射在探測器中相疊加形成能量較大的光電源。一般β+源的封裝材料都能阻止正電子。3.3伴隨核反應(yīng)產(chǎn)生的γ射線follownuclearreaction例如：Er=4.44Mev時間長2×1011s單能3.4軔致輻射1）產(chǎn)生：高速電子受核庫侖場阻止而改變方向產(chǎn)生2）連續(xù)譜continuespectrum從0～Emax（最大電子能量）3.5特征x射線產(chǎn)生：

7、原子殼層電子躍遷--原子退激時間ns級Augerelectron競爭過程熒光產(chǎn)額fluorescentfield光子能量產(chǎn)生方式：a)excitingbyRadioactivedecay①電子俘獲electroncapture②內(nèi)轉(zhuǎn)換internalconversationb)外部輻射激發(fā)excitedbyexternalradiationc)同步輻射synchrotronradiation放射性的歷史放射性(radioactivity)這一名詞首次首次被利用是MarieCurie。在1898,她首先用來描述能發(fā)出電

8、離輻射(ionizingradiation)的物質(zhì)的外部特征,進一步證明了電離輻射與電磁輻射的差別。放射性的最早研究者：倫琴（Roentgen);1895年，倫琴用陰極射線（電子束）在放電管壁上的作用產(chǎn)生x射線（x–ray)。首先發(fā)現(xiàn)放射性：1896年，貝可勒爾(Becquerel)發(fā)現(xiàn)鈾礦石使膠卷暴光，稱之為radiationactives。