放射性及放射源基础知识课件.ppt

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1、放射性及放射源基础知识第1页，此课件共69页哦主要内容1.1.原子核基本知识原子核基本知识2.2.放射性基本知识放射性基本知识3.3.射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用4.4.放射源和射线装置基本知识放射源和射线装置基本知识5.5.放射源和射线装置分类放射源和射线装置分类6.6.放射源身份管理制度放射源身份管理制度第2页，此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识1.1 原子结构原子结构 质子（每个质子带一个单位正电荷）原子核 原子 中子（不带电）电子（每个电子带一个单位负电荷）第3页，此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识原子结构原子核中子质子电子(电子云)+第4页，此

2、课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识1.2 原子核结构原子核结构原子核由质子和中子组成，中子和质子统称为核子。中子不带电。质子带正电，电量为e。电荷数为Z 的原子核含有Z 个质子。第5页，此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识质子质子静止质量静止质量中子中子表示符号表示符号 带电量带电量不带电不带电第6页，此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识原子核的表示核子数质子数中子数元素符号例如：也可表示为：第7页，此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识1.3 几个概念几个概念1).1).核素核素（nuclide）具有一定数目的中子和质子以及特定能态的一种原子核或

3、原子称为核素。同量异位素，A同，Z、N不同。同中异核素，N同，A、Z不同。同质异能素，A、Z同，能态不同。同位素，Z同，A、N不同。第8页，此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识2).2).同位素同位素（Isotope）相同质子数，核子数不同。铀的三种同位素。氢的三种同位素；第9页，此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识3).稳定同位素和稳定同位素和放射性同位素放射性同位素同位素分为稳定同位素稳定同位素和放射性同位素。稳定的同位素稳定的同位素，如 5626Fe、12753I 等。放射性同位素，如 5926Fe(-,)、13153I(-,)、6027Co(-,)等。第10页，

4、此课件共69页哦1.原子核基础知识原子核基础知识4).天然放射性同位素和天然放射性同位素和人工放射性同位素人工放射性同位素天然存在的如40K，238U系，232Th系等反应堆，加速器等方法生产出来的，如60Co，131I，198Au，32P等第11页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识2.1 放射性现象放射性现象在磁场中，一个成分与带正电的离子流的偏转方向相同；另一个成分与带负电的离子流的偏转方向相同；第三个成分不发生任何偏转。这三种成分的射线分别叫做、和射线。对放射性核素加温、加压或加磁场，都不能抑制或显著地改变射线的发射。第12页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本

5、知识2.2 原子核的衰变种类原子核的衰变种类名称名称组成组成电量电量(e e)质量质量(u u)出射出射速度速度贯穿本贯穿本领领电离电离能力能力感光感光作用作用+2+24 40.1C0.1C空气（空气（几几cm）很强很强很强很强e e-1-1C C几几 mm铝铝片片 较弱较弱较弱较弱光子光子0 0无无C C几几mmcm铅铅 很弱很弱很弱很弱第13页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识 衰变衰变原子核自发地放出粒子（氦核）而变为另一种原子核的过程称为衰变。第14页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识式中：X代表衰变前的母核，Y代表衰变后的子核。Q表示衰变能。例：例：衰

6、变表达式：衰变表达式：第15页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识衰变衰变原子核自发地放射出电子电子。e衰变（丰中子核发生）e+衰变（欠中子核发生）EC-轨道电子俘获（欠中子核发生）第16页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识-衰变相当于原子核的一个中子变成了质子衰变相当于原子核的一个中子变成了质子；+衰变相当于原子核的一个质子变成了中子衰变相当于原子核的一个质子变成了中子；轨道电子俘获相当于原子核的一个质子变成了中子轨道电子俘获相当于原子核的一个质子变成了中子。能发生能发生 衰变的原子核衰变的原子核总总可以可以发生发生轨道电子俘获轨道电子俘获，反过来不成立。反过来

7、不成立。EC衰变衰变的的后续过程后续过程：特征：特征X射线；俄歇电子。射线；俄歇电子。第17页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识跃迁跃迁处于激发态的原子核要向基态跃迁。99Mo 99mTc+-99Tc+(T1/2:66.02h;6.02h)131I 131Xe+-+(T1/2:8.04d)第18页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识 跃迁的基本特点：跃迁的基本特点：该过程该过程核电荷数不变核电荷数不变、核子数不变。核子数不变。包括包括 跃迁和内转换电子两种形式。跃迁和内转换电子两种形式。发射发射 射线射线粒子能量在几粒子能量在几KeV十几十几 MeV半衰期半衰期范

8、围为，范围为，10-16s10-4s伴随在伴随在 、衰变之后。衰变之后。第19页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识137137Cs Cs 137137Ba*(Ba*(激发态激发态)母核母核 -衰变衰变 衰变衰变 137 137Ba+Ba+射线射线(661.7keV)(661.7keV)子核子核(基态基态)(0.0)(0.0)跃迁跃迁：第20页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识2.3 放射性衰变的基本规律放射性衰变的基本规律统计规律 随机事件指数衰减规律N=N0e-tN0:（t=0）时放射性原子核的数目N:经过t时间后未发生衰变的放射性原子核数目第21页，此课件共

9、69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识实验结果：222Rn的衰变曲线第22页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识放射性原子核的特征量放射性原子核的特征量（1）衰变常数原子核单位时间衰变的几率，单位：s-1（2）衰变率单位时间内原子核发生衰变的核数目表达式：-dN/dt第23页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识（3）半衰期T1/2放射性原子核数衰减到原来数目的一半所需的时间表达式：（4）平均寿命指放射性原子核平均生存的时间表达式：第24页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识2.3.4 天然放射性核素的三个放射系天然放射性核素的三个放射系地球年龄为10

10、亿年(即109年)第一个核素的半衰期很长。钍系的 ,半衰期为1.411010年；铀系的 ，半衰期为4.47109年；锕-铀系的 ，半衰期为7.04108年。最终的产物都是铅第25页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识钍系（4n系）质量数都是4的整数倍第26页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识铀系(4n2系)质量数都是4的整数倍加2第27页，此课件共69页哦2 放射性基本知识放射性基本知识锕系(4n3系)质量数都是4的整数倍加3第28页，此课件共69页哦3 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用3.1 带电粒子与物质的相互作用带电粒子与物质的相互作用重带电粒子重带

11、电粒子：、d、p、T等电子电子电离：核外层电子克服束缚成为自由电子，原子成为正离子激发激发：使核外层电子由低能级跃迁到高能级而使原子处于激发状态，退激发光弹性散射弹性散射:韧致辐射：韧致辐射：与原子核的库仑场发生作用，带电粒子的速度和方向发生变化，带电粒子的一部分能量转换为连续能量的电磁辐射(X射线)。第29页，此课件共69页哦3 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用(1)能量损失率入射带电粒子在物质中经过单位路程上损失的能量，又称阻止本领 S=-(dE/dx)第30页，此课件共69页哦3 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用(2)粒子在空气中的射程 R0=0.56E（cm）E4MeV

12、 4E1014测量仪表60Co、137Cs、192Ir、170Tm、152Eu、154Eu、241Am10821012探伤60Co、137Cs、192Ir、170Tm等1091013医疗照射60Co、137Cs、192Ir、226Ra等10861014刻度/检验源60Co、137Cs、192Ir、226Ra、241Am等1061014第49页，此课件共69页哦4 放射源和射线装置基本知识放射源和射线装置基本知识4.4 射线装置 体部刀 X射线行包安检装置第50页，此课件共69页哦4 放射源和射线装置基本知识放射源和射线装置基本知识医用加速器 中子发生器 第51页，此课件共69页哦4 放射源和射

13、线装置基本知识放射源和射线装置基本知识4.5放射性同位素和射线装置的应用放射性同位素和射线装置的应用射线应用1、工业应用2、农业应用探伤仪在线测量辐射加工消除静电测井治疗恶性肿瘤同位素示踪诊断仪器刻度3、医疗应用4、其它应用辐射育种分析仪器第52页，此课件共69页哦4 放射源和射线装置基本知识放射源和射线装置基本知识密度测量仪密度测量仪探测器探测器Detector物质流向物质流向 Material Flow开关控制开关控制Shutter Control屏蔽屏蔽Shielding源源Source关（开）关（开）Shutter(open)第53页，此课件共69页哦4 放射源和射线装置基本知识放射源

14、和射线装置基本知识测厚仪射线测厚装置金属板第54页，此课件共69页哦4 放射源和射线装置基本知识放射源和射线装置基本知识示踪第55页，此课件共69页哦5 放射源和射线装置分类放射源和射线装置分类5.1 放射源分类放射源分类依据：2005年 第62号放射源分类办法。原则：国际原子能机构。分类：、类。第56页，此课件共69页哦5 放射源和射线装置分类放射源和射线装置分类类放射源：极高危险源。类放射源：高危险源。类放射源：危险源。类放射源：低危险源。类放射源：极低危险源。第57页，此课件共69页哦5 放射源和射线装置分类放射源和射线装置分类非密封源分类非密封源分类 非密封源工作场所按放射性核素日等效

15、最大操作量分为甲、乙、丙三级。甲级：类放射源。乙级和丙级：、类放射源。第58页，此课件共69页哦5 放射源和射线装置分类放射源和射线装置分类非密封源工作场所的分级级别级别日等效最大操作量日等效最大操作量/Bq甲4109乙21074109丙豁免活度值以上2107第59页，此课件共69页哦5 放射源和射线装置分类放射源和射线装置分类5.2 射线装置分类射线装置分类依据：2005年 第62号射线装置分类办法。分类：、类。类：高危险射线装置；类：中危险射线装置；类：低危险射线装置。第60页，此课件共69页哦5 放射源和射线装置分类放射源和射线装置分类射线装置分类表射线装置分类表装置类别装置类别医用射线

16、装置医用射线装置非医用射线装置非医用射线装置射线装置射线装置能量大于能量大于100兆电子伏的兆电子伏的生产放射性同位素的加速器（不生产放射性同位素的加速器（不含制备含制备PET用放射性药物的加速用放射性药物的加速器）器）医用加速器医用加速器能量大于能量大于100兆电子伏的加速器兆电子伏的加速器类射线装置类射线装置放射治疗用放射治疗用X射线、电子束加速器射线、电子束加速器工业探伤加速器工业探伤加速器重离子治疗加速器重离子治疗加速器安全检查用加速器安全检查用加速器质子治疗装置质子治疗装置辐照装置用加速器辐照装置用加速器制备正电子发射计算机断层显像装置制备正电子发射计算机断层显像装置（PET）用放射

17、性药物的加速器）用放射性药物的加速器其它非医用加速器其它非医用加速器其他医用加速器其他医用加速器中子发生器中子发生器X射线深部治疗机射线深部治疗机工业用工业用X射线射线CT机机数字减影血管造影装置数字减影血管造影装置X射线探伤机射线探伤机类射线装置类射线装置医用医用X射线射线CT机机X射线行李包检查装置射线行李包检查装置放射诊断用普通放射诊断用普通X射线机射线机X射线衍射仪射线衍射仪X射线摄影装置射线摄影装置兽医用兽医用X射线机射线机牙科牙科X射线机射线机乳腺乳腺X射线机射线机放射治疗模拟定位机放射治疗模拟定位机其它高于豁免水平的其它高于豁免水平的X射线机射线机第61页，此课件共69页哦6 放

18、射源身份管理制度放射源身份管理制度是放射源安全监管体系的有效组成部分之一；具有唯一性编码；类似于居民身份证；生产的国家和单位、放射源核素、该核素的原子质量、源生产年份、源生产的序列号或批次号以及放射源类型等。第62页，此课件共69页哦6 放射源身份管理制度放射源身份管理制度6.1放射源编码格式放射源编码格式第12位：生产单位。第34位：出厂年份。第56位：核素代码。第711位：产品序列号。第12位：出厂时放射源类别。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12第63页，此课件共69页哦6 放射源身份管理制度放射源身份管理制度例：1.中国原子能科学研究院2005年生产的Cs137放射源，

19、产品序列号为00001，出厂时为3类放射源，则其编码为：0405CS000013；2.2003年从美国进口的Co60放射源，在北京使用，分配的序列号为00001，出厂时为4类放射源，则其编码为：US03CO000014;第64页，此课件共69页哦6 放射源身份管理制度放射源身份管理制度掌握事项：指密封放射源，不包括植入人体种子源。半衰期60天。编码不得重复使用。第65页，此课件共69页哦6 放射源身份管理制度放射源身份管理制度6.3 放射源编码卡格式放射源编码卡格式核素名称核素名称出厂活度出厂活度 贝可贝可出厂日期出厂日期 年年 月月 日日生产厂家生产厂家源外形尺寸源外形尺寸标号标号国家编码国

20、家编码第66页，此课件共69页哦6 放射源身份管理制度放射源身份管理制度注意事项：1.字体均为五号宋体，应为刻印，不得手写。2.编码卡材料要适合存档和长期保存，建议使用金属或PVC磁卡材质。3.编码卡标准尺寸为5.6厘米9厘米，可根据容器大小按比例调整尺寸，但应以便于识别为准。第67页，此课件共69页哦6 放射源身份管理制度放射源身份管理制度填写说明：1国家编码为按放射源编码规则编制的编码。2核素名称用汉字和核素符号填写。如：钴60，Co-60。3源外形尺寸填写源本体形状和尺寸。如：圆柱体，810mm，立方体，222mm。4标号为生产单位刻印在源本体或包壳上的编号。5本卡不能留空，不清楚的项目

21、填“未知”。第68页，此课件共69页哦6 放射源身份管理制度放射源身份管理制度放射源编码序列号分配表区段区段省、自治区、省、自治区、直辖市直辖市区段区段省、自治省、自治区、直辖区、直辖市市区段区段省、自治区、直辖省、自治区、直辖市市00001-05000北京市47001-50000安徽省82501-84500四川省05001-09000天津市50001-54000福建省84501-86500贵州省09001-13000河北省54001-57000江西省86501-88500云南省13001-16000山西省57001-61000山东省88501-90000西藏自治区16001-19000内蒙古自治区61001-64000河南省90001-92000陕西省19001-24000辽宁省64001-67000湖北省92001-94000甘肃省24001-27000吉林省67001-70000湖南省94001-96000青海省27001-29000黑龙江省70001-76000广东省96001-98000宁夏回族自治区29001-35000上海市76001-79000广西壮族自治区98001-99999新疆维吾尔自治区35001-41000江苏省79001-81000海南省41001-47000浙江省81001-82500重庆市第69页，此课件共69页哦