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1、輻射探測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)成都理工大學(xué)核自院主講教師:楊佳《輻射探測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)》課程講授的主要內(nèi)容本課程的理論學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí),主要講授內(nèi)容包括:放射性測(cè)量的基本知識(shí)(4學(xué)時(shí));射線與物質(zhì)相互作用(4學(xué)時(shí));γ射線測(cè)量方法(3學(xué)時(shí));核輻射測(cè)量的統(tǒng)計(jì)誤差和數(shù)據(jù)處理(4學(xué)時(shí));帶電粒子測(cè)量方法(6學(xué)時(shí));核輻射測(cè)量單位及核輻射防護(hù)(3學(xué)時(shí));第三章核輻射測(cè)量單位及核輻射防護(hù)§3.1核輻射測(cè)量常用單位§3.2放射源與標(biāo)準(zhǔn)模型§3.3核輻射防護(hù)第一節(jié)核輻射測(cè)量常用單位為了度量放射性物質(zhì)的量或其輻射量,需要有統(tǒng)一單位,從原則
2、上講,完全可以用克或原子數(shù)作為單位來(lái)度量放射性物質(zhì)的量,用庫(kù)侖為單位來(lái)度量輻射能。但由于放射性物質(zhì)具有衰變的特點(diǎn),而且有些放射性物質(zhì)的半衰期極短,甚至在稱量過程中這些放射性物質(zhì)的量也在逐漸變少,所以不能完全用克、原子數(shù)等單位來(lái)準(zhǔn)確地度量這些放射性物質(zhì)的量。要求引入一些專門的單位來(lái)表示放射性物質(zhì)的量及其輻射量。3.1.1放射性物質(zhì)的重量、活度單位3.1.2放射性物質(zhì)的含量單位3.1.3放射性輻射的物理量和單位3.1.4點(diǎn)源?輻射照射量率的計(jì)算3.1.1放射性物質(zhì)的重量、活度單位一、放射性物質(zhì)的重量單位放
3、射性物質(zhì)的重量(常將重量和質(zhì)量稱呼一致)單位——克,千克適用對(duì)象:長(zhǎng)壽核素。例鈾、釷等。原因:長(zhǎng)壽核素可以用稱量法測(cè)量。由于它們的衰變期比較長(zhǎng),用精密的天平就可以稱出它們的重量。注意事項(xiàng):短壽核素不能用稱量法定量,即無(wú)法用重量單位來(lái)度量。原因?對(duì)于那些半衰期極短的放射性核素(短壽核素),因其衰變很快,并且無(wú)法將它們提取到化學(xué)純度來(lái)供測(cè)量,此外它們的量往往是極微小的,以致最精密的天平也無(wú)法稱出其量。因此無(wú)法用稱量法來(lái)確定其量,必須采用測(cè)量其放射性衰變率等方法來(lái)度量。二、放射性物質(zhì)的活度單位法定單位:貝可
4、勒爾(Bq)Becquerel(國(guó)際單位)由于放射性核素具有衰變特性,因此可以用單位時(shí)間內(nèi)核素衰變的次數(shù)來(lái)描述核素的衰變量。適用對(duì)象:短壽和長(zhǎng)壽核素。1、放射性活度(ACTIVITY)定義:在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)目,稱為放射性活度A(t),也稱為衰變率,表征放射源的強(qiáng)弱。放射性活度的精確定義——在給定時(shí)刻,處于特定能態(tài)的一定量放射性核素在時(shí)間間隔dt內(nèi)發(fā)生自發(fā)核衰變或躍遷的期望值。定義t=0時(shí)的放射性活度為A(0):則:放射性活度是指單位時(shí)間發(fā)生衰變的原子核數(shù)目,而不是放射源發(fā)出的粒子數(shù)目。放
5、射源發(fā)出放射性粒子的多少,不僅與核衰變數(shù)有關(guān),而且和核衰變的具體情況直接相關(guān)。一般情況,核衰變率數(shù)不等于發(fā)出粒子數(shù)。放射性活度和放射性原子核的數(shù)目具有同樣的指數(shù)衰減規(guī)律。物質(zhì)中放射性核的多少并不能完全反映出放射性的強(qiáng)弱?;疃却蟊仨殱M足N和?都大。人們更關(guān)心放射性活度的大小。對(duì)放射性活度的理解:放射性活度與射線強(qiáng)度的區(qū)別:射線強(qiáng)度:放射源在單位時(shí)間內(nèi)放出某種射線的個(gè)數(shù)。放射性活度:指單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)目。如果某放射源一次衰變只放出一個(gè)粒子,則該源的射線強(qiáng)度與放射性活度在數(shù)值上是相等的。對(duì)大多數(shù)
6、放射源,一次衰變往往會(huì)放出若干個(gè)粒子,因此其放射性活度與射線強(qiáng)度的數(shù)值是不相等的。例:32P的一次衰變只放出一個(gè)β粒子,則32P的射線強(qiáng)度與放射性活度在數(shù)值上相等。例:60Co源的一次衰變放出2個(gè)γ光子,因此60Co源的γ射線強(qiáng)度值是放射性活度值的2倍。例如137Cs,每發(fā)生100次衰變,發(fā)出的粒子數(shù)有:最大能量為1.17MeV的?粒子5個(gè);最大能量為512keV的?粒子95個(gè);能量為662keV的?粒子85個(gè);能量約為662keV的內(nèi)轉(zhuǎn)換電子10個(gè);還有特征X射線等。30.17y0661.662.5
7、5m661.66?85.0%e9.6%11/2?3/2?7/2?0=1173.2?0.9keV??511.694.6%??1173.25.4%實(shí)例:說(shuō)明:放射性活度與放射源發(fā)出的粒子數(shù)目、射線強(qiáng)度是完全不同的概念(核衰變數(shù)不等于放出粒子數(shù)),要注意區(qū)分。核素具有多種分支衰變的活度:第i種分支衰變的部分放射性活度:式中,為第i種分支衰變的衰變常數(shù);為該核素的總衰變常數(shù)。核素的總放射性活度:注意:部分放射性活度隨時(shí)間是按衰減而不是按衰減的。(原因:任何放射性活度隨時(shí)間的衰減都是由于原子核數(shù)N的減少,而N減
8、少是所有分支衰變的總結(jié)果。)衰變的分支比Ri:第i種分支衰變的部分放射性活度與總放射性活度之比??梢姡翰糠址派湫曰疃仍谌魏螘r(shí)候都是與總放射性活度成正比的。2、放射性活度單位放射性物質(zhì)的質(zhì)量多少不能反映出放射性的大?。河行┓派湫詮?qiáng)的物質(zhì),其質(zhì)量不一定多;而放射性弱的物質(zhì),其質(zhì)量不一定少。衡量放射性物質(zhì)的多少通常不用質(zhì)量單位,而是采用放射性物質(zhì)的放射性活度(即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù))來(lái)表征。歷史上,采用Ci(居里)作為放射性活度的單位:Ci的定義:1C