核辐射检测产品知识培训手册

 

核辐射检测产品知识培训

第一部分:核辐射&放射线种类

原子基本结构

1.α射线

　　α粒子就是氦的原子核。氦元素符号He，原子序数2。

α粒子的动能可达几兆电子伏特，带有正电荷。α粒子穿透物质的本领很弱，一张白纸就能把它挡住，但是它有很强的电离作用。

对于α 射线源应注意，严防进入体内。

2.β射线

　　β粒子即电子，带负电荷。穿透力较弱。在生物体内的电离作用较γ射线、x射线强。

β 射线是比较容易阻挡的，用一般的金属就可以阻挡。

3.γ射线(伽马射线)

　　可以由放射性同位素如60Co或137Cs产生。是一种高能电磁波，波长很短（0.001-0.0001nm），穿透力强，射程远，危险性大，必须屏蔽（几个cm的铅板或几米厚的混凝土墙）。

　　γ射线穿透力很强，又携带高能量，容易造成生物体细胞内的疾病。

　　因为它可以杀死细胞，因此也可以作杀死癌细胞，以作医疗之用。

4.X射线

　　频率比γ射线小的一种高能电磁波。由德国物理学家伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线，由x光机产生。

     波长比γ射线长，射程略近，穿透力不及γ射线。有危险，应屏蔽（几毫米铅板）。

5.中子

　　不带电的粒子流。辐射源为核反应堆、电子加速器或中子发生器。中子按能量大小分为：快中子、慢中子和热中子。

中子电离能力大，常常引起大的突变。  目前辐射育种中，应用较多的是热中子和快中子。

第二部分:核辐射强度测量单位

1.放射性物质的活度单位－ Bq

放射性物质每秒有一个原子发生衰变时，其放射性活度即为1Bq。

1 Bq  = 1 次核衰变/秒

2.体积活度Bq/L

以体积含量表示，即单位体积中放射性物质的活度Bq/L。

3.表面污染的单位Bq/cm²

主要用于 α（阿尔法），β（贝塔）粒子,即单位面积中放射性物质的活度Bq/cm2,

4.吸收剂量(戈瑞  Gy)

定义：核辐射给予被照射物质单位质量的能量

法定单位：戈瑞   1戈瑞＝1焦耳 / 千克 ; 1  Gy＝ 1 J/ kg

吸收剂量：1 戈瑞（1焦耳/千克）时的能量效应

水温升高：

   1毫升水吸收剂量 1 Gy

   水温度上升 0.24 C°

剂量——实际上是单位物质吸收电离辐射能大小的一种量度。吸收剂量大，生物体受到的损害大。

5.剂量当量(希沃特 Sv)

意义：表示吸收剂量引起的生物效应的大小

H=Gy.Q

Q－ 电离辐射的品质因数, 生物放大效应

法定单位：希沃特    1希沃特 ＝ 1焦耳/千克

1.Sv＝ 1 J/ kg ; 曾用单位：雷姆         1 rem＝0.01Sv

剂量当量(希沃特 Sv)是研究辐射作用于生物体引起各种变化的一个重要物理量.由于辐射类型不同，即使同一物质吸收相同的剂量，引起的变化却不等同。

电离辐射的品质因数 Q 数值

比喻:

放射性活度(Bq):        瓦数

吸收剂量(Gy):         照度或亮度

剂量当量(Sv):         人体感觉的热度

其它单位：

1.Sv/h：希沃特/小时

2.mSv/h：毫希沃特/小时

3.uSv/h：微希沃特/小时

4.CPS:脉冲/秒  

5.CPM :脉冲/分钟

第三部分:标准源和核辐射检测仪的标定

标准源

标准源的定义：用一些放射性核素含量或照射量率准确的放射源，作为基准，用来标定辐射仪，这些可作为基准的放射源称为标准源。

标准源的分类：按标准源发射的射线种类可分为：α标准源、β标准源、γ标准源、 X标准源和中子标准源等。

1.α射线标准源

α活度标准源，一般用单位时间内2π立体角内所发射的α粒子数来表示其发射率。

β标准源类似

α射线标准源

2.γ射线标准源

⁶⁰Co是常用来标定辐射仪器的γ射线标准源。其半衰期5.25a，射线能量：1.17MeV、1.33MeV。

¹³⁷Cs半衰期30a，射线能量：0.661MeV。

核辐射仪的标定

国内具有标定资质的部门

1.中国计量院

2.省级计量院

3.部分市级计量院

4.部分军工单位

第四部分:核辐射对生物的伤害及防护

核辐射对人体的影响

1.DNA损伤（分子水平）

2.细胞损伤

3.细胞凋亡(apoptosis)

4.关于晚期效应的潜伏期

日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化

5.急性放射病症状与剂量的关系:

人类受到的辐射照射

人类受到照射的辐射源有两类，即天然辐射源和人工辐射源。

1.天然本底照射

在地球上生命体每时每刻都受到宇宙射线和地球环境中原始存在的放射性物质发射出射线的照射，这种天然放射性是客观存在，通常称之为天然本底照射。天然本底照射是迄今人类受到电离辐射照射的最主要来源。

2.人工辐射源照射

近半个世纪以来，由于医疗照射及核能核技术的开发与应用，以及核动力生产、核试验等，产生了不少新的放射性物质和辐射照射。这类辐射照射称之为人工辐射源照射。

外照射防护三原则

（1）时间防护

          累积剂量与受照时间成正比

          措施：充分准备，减少受照时间

（2）距离防护

          剂量率与距离的平方成反比

          措施：远距离操作

（3）屏蔽防护

屏蔽材料选择的一般原则

放射性工作场所控制区的标志

第五部分:主流核辐射检测传感器知识

核辐射检测传感器

目前主流的核射线传感器有如下4种：

1.盖革&GM计数管

粒子进入盖格计数管后，气体被电离后，经过高压电源放大，形成一个电压脉冲。

2.闪烁晶体 NaI&CsI crystal

晶体被核射线照射后，产生光，并经过光电倍增管放大后被检测到。

3.电离室 ionization cell

利用电场来搜集气体中电离所产生的电荷，电离室传感器产生弱电流

4.半导体 semiconductor detector    

利用半导体材料为探测介质的辐射探测器。最通用的半导体材料是锗和硅，其基本原理与气体电离室相类似，故又称固体电离室。