核資源與核勘查工程導論

1、2022-2-241核資源與核勘查工程導論（碩士研究生課程）方方 方方 成都理工大學成都理工大學2022-2-242核資源與核勘查工程導論第一部分第一部分 核資源概論核資源概論鈾礦地質學鈾礦地質學第二部分第二部分 找礦勘探階段和礦山地質工作找礦勘探階段和礦山地質工作第三部分第三部分 核勘查核勘查鈾礦物探與鈾礦化探鈾礦物探與鈾礦化探2022-2-243第三部分第三部分 核勘查核勘查 鈾礦物探與鈾礦化探鈾礦物探與鈾礦化探第第3.1章章 天然放射性核素天然放射性核素第第3.2章章 測量、測量、第第3.3章章 測量、測量、第第3.4章章 測井、測井、第第3.5章章 編錄和輻射取樣編錄和輻射取樣第第3.

2、6章章 放射性物探參數(shù)測定放射性物探參數(shù)測定第第3.7章章 鈾礦化探方法簡介鈾礦化探方法簡介2022-2-244第三部分第三部分 核勘查核勘查鈾礦物探與鈾礦化探鈾礦物探與鈾礦化探第第3.1章章 天然放射性核素天然放射性核素 放射性系列放射性系列 鈾釷等元素的主要地球化學特性鈾釷等元素的主要地球化學特性 放射性元素在自然界的分布特征放射性元素在自然界的分布特征 2022-2-245一、放射性衰變系列一、放射性衰變系列 鈾系鈾系 uranium series U - 238 A=4n+2釷系釷系 thorium series Th- 232 A=4n錒鈾系錒鈾系 actinium uranium

3、series U- 235 A=4n+3镎系镎系 neptunium series Np- 237 A=4n+1 2022-2-2461. 放射性系列-鈾系鈾鏷釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛鈾鏷釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 ThU2349023892PbPoRnRaThU214822188422286226882309023492Pa23491PbPo2108221484PbPo2068221084Bi21483Bi21083 2022-2-247放射性系列-鈾系鈾鏷釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛鈾鏷釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛 92 91 90 89 88 87 86

4、85 84 83 82 ThU2349023892PbPoRnRaThU214822188422286226882309023492Pa23491PbPo2108221484PbPo2068221084Bi21483Bi21083 min8 .26min7 .19d825.3min0 . 3a1602a4107 . 7a51044. 2a91047. 4S41064. 1a3 .22d5d4 .138d1 .24min17. 12022-2-2482. 放射性系列釷系 釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛 鉈鉈 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 PbPoRnRaTh2

5、128221684220862248822890RaTh2288823290TlBi2088121283Ac22889PbPo20882212842022-2-249放射性系列釷系 釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛 鉈鉈 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 PbPoRnRaTh2128221684220862248822890RaTh2288823290TlBi2088121283Ac22889PbPo2088221284a91015.4S71005. 3a75. 5h13. 6a91. 1d64. 3S6 .55S15. 0h6 .10min6 .60min1 .

6、 32022-2-2410天然放射性元素射線譜1.1.鈾系鈾系 核素核素 射線射線 射線射線 (MeV) (MeV) 幾率幾率 能量能量(MeV)(MeV) U-238 4.185 0.187 0.048 U-238 4.185 0.187 0.048Th-234 0.148 0.093Th-234 0.148 0.093Ra-226 4.761 0.012 0.184Ra-226 4.761 0.012 0.184Rn-222 5.482 0.00064 0.51 Rn-222 5.482 0.00064 0.51 Po-218 6.002 - -Po-218 6.002 - -Pb-214

7、 - 0.377 0.352Pb-214 - 0.377 0.352 0.189 0.295 0.189 0.295Bi-214 - 0.052 2.204Bi-214 - 0.052 2.204 0.163 1.764 0.163 1.764 0.166 1.120 0.166 1.120 0.471 0.609 0.471 0.6092022-2-2411天然放射性元素射線譜2.釷系釷系 核素核素 射線射線 射線射線 (MeV) (MeV) 幾率幾率 幾率幾率 能量能量(MeV)(MeV)Th-232 3.993 0.197 0.06Ra-224 5.677 0.030 0.241Rn-2

8、20 6.282 - -Po-216 6.774 - -Pb-212 0.470 0.239Bi-212 6.051 0.337 Po-212 8.785 0.663 Tl-208 0.337 2.620 0.293 0.5832022-2-2412天然放射性元素射線譜不成系列的天然放射性核素的射線譜不成系列的天然放射性核素的射線譜 K-40 1.46 MeV T=1.3 X 109a Rb-87 T=5.0 X 1010a Sm-147 T=1.06 X 1011a2022-2-2413放射性系列小結主要的輻射體主要的輻射體Rn及其衰變子體及其衰變子體主要的譜線及與核素間的一一對應關系主要的

9、譜線及與核素間的一一對應關系主要的譜線的相對強度主要的譜線的相對強度2022-2-2414三、三、放射性衰變的基本規(guī)律放射性衰變的基本規(guī)律1.1.基本規(guī)律基本規(guī)律 在 t 到 t + dt 的時間間隔內，原子的衰變數(shù) dN 與存在的原子總數(shù) N 成正比。NdtdNNdtdNttNNeNNtNNdtNdN000lnln02022-2-2415放射性衰變的基本規(guī)律2. 2. 衰變常數(shù)衰變常數(shù) 每個原子在單位時間內衰變的幾率，每個原子在單位時間內衰變的幾率， 量綱量綱 t-1(秒秒-1、日、日-1、年、年-1）3. 3. 半衰期半衰期NdtdN /693.02/122/1002/1LnTeNNNT2

10、022-2-24164.4.放射性核素的壽命放射性核素的壽命經過十倍半衰期，只剩下經過十倍半衰期，只剩下1/1024。認為衰變完了。認為衰變完了2/1001093. 61000100011000TLnteeNNNtt2022-2-24175 5. .多種放射性元素衰變、積累規(guī)律多種放射性元素衰變、積累規(guī)律（1）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律1 0,0)(00ttABAABBBBAABABAeeNNNtNNdtdN2022-2-2418（1）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律1)稱為達到稱為達到放射性平衡放射性平衡，10 TBAAAABBBAA

11、BBtBAABBANNNNNNNteNNB000,1可寫為極大當2022-2-2419（1）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律2)ABAABBBAABABABtABtAABBANNTtNNtBeeNNABA,2/1max,max)(010ln11當元素達最大的時間：2022-2-2420（1）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律）兩個放射性元素相繼衰變的規(guī)律3)規(guī)律衰變按時，第二項先趨于零當BBtBAAABAtBAAAtBAAABBANeNNTteNeNNBAB0max,2/100102022-2-2421（2）放射性平衡）放射性平衡壽命最長的子體核素的半衰期的壽命最長的子體核

12、素的半衰期的10倍倍鈾系：壽命最長的子體核素為鈾系：壽命最長的子體核素為 U-234, 半衰期為半衰期為2.44 X 105a，整個系列達平衡，整個系列達平衡250萬年萬年釷系：壽命最長的子體核素為釷系：壽命最長的子體核素為 Ra-228, 半衰期為半衰期為5.75a，整個系列達平衡，整個系列達平衡50多年多年怎樣獲取怎樣獲取 Po-218 ?怎樣區(qū)分怎樣區(qū)分 Rn-222; Rn-220 ?nnCCBBAANNNN.5.5.多種放射性元素衰變、積累規(guī)律多種放射性元素衰變、積累規(guī)律2022-2-2422（2）放射性平衡）放射性平衡與與1克鈾平衡時鐳是多少？克鈾平衡時鐳是多少？克71123182

13、32323104.31037.123810023.61091.410023.622610023.622610023.6226RaUURaRaUURaNNRaNN2022-2-2423四、射線與物質的相互作用四、射線與物質的相互作用l帶電粒子與物質相互作用帶電粒子與物質相互作用l電磁輻射與物質相互作用電磁輻射與物質相互作用2022-2-2424 帶電粒子與物質相互作用 電磁輻射與物質相互作用研究作用雙方的變化：研究作用雙方的變化： 射線射線: 能量能量 物質：物質： Z、密度、密度一個重要的物理量：吸收系數(shù)一個重要的物理量：吸收系數(shù)2022-2-24254.1.帶電粒子與物質相互作用 粒子與物質

14、相互作用粒子與物質相互作用 電離電離 激發(fā)激發(fā) 次級電離次級電離2022-2-2426電離：電離：帶電粒子與靶物質原子中的核外電子發(fā)生庫侖帶電粒子與靶物質原子中的核外電子發(fā)生庫侖作用作用,使核外電子獲得能量而成為自由電子使核外電子獲得能量而成為自由電子,形成形成自由電子與正離子組成的離子對自由電子與正離子組成的離子對,這一過程稱為這一過程稱為電離。電離。激發(fā)：激發(fā)：帶電粒子發(fā)生庫侖作用帶電粒子發(fā)生庫侖作用,使核外電子躍遷到更高使核外電子躍遷到更高的能級的能級,靶原子處于激發(fā)態(tài)靶原子處于激發(fā)態(tài),這一過程稱為激發(fā)。這一過程稱為激發(fā)。次級電離：次級電離：入射粒子在物質中由于直接碰撞打出能量入射粒子在

15、物質中由于直接碰撞打出能量較高的電子較高的電子,這個電子再次與物質中的核外電子這個電子再次與物質中的核外電子起作用起作用,而發(fā)生一次新的電離而發(fā)生一次新的電離,形成離子對形成離子對,這一過這一過程稱為次級電離作用。程稱為次級電離作用。2022-2-2427 粒子的射程粒子的射程 能量E 在 48 MeV,在空氣中的射程R 28 cm 在其他物質中的射程R 幾十微米 測量裝置的設計及防護 2/332. 0ER ARR4102 . 32022-2-2428重帶電粒子（重帶電粒子（ 粒子）粒子）與物質的相互作用與物質的相互作用比電離比電離 帶電粒子在單位路程上所產生的離子對數(shù)稱為比電離，帶電粒子在單

16、位路程上所產生的離子對數(shù)稱為比電離，以以S表示表示 。 帶電粒子入射到靶物質中后，在單位路程上能量損失與粒子的速度，所帶電粒子入射到靶物質中后，在單位路程上能量損失與粒子的速度，所帶電荷數(shù)有關，所以單位路程上產生的電子。離子對數(shù)目也與粒子的速度帶電荷數(shù)有關，所以單位路程上產生的電子。離子對數(shù)目也與粒子的速度和所帶電荷有關。和所帶電荷有關。相對電離密度與剩余路程的函數(shù)關系 速度相同時速度相同時,電荷多的電荷多的S大大. 同一種粒子同一種粒子,速度小速度小,S大大,但當速度但當速度接近為接近為0時時,S劇降為劇降為0.2022-2-24292. 粒子與物質相互作用粒子與物質相互作用電離電離 直接電

17、離（占直接電離（占202030%30%） 次級電離（占次級電離（占707080%80%）激發(fā)激發(fā)彈性散射彈性散射軔致輻射軔致輻射 射程：射程： 粒子的運動軌跡是折線粒子的運動軌跡是折線2022-2-2430彈性散射：彈性散射：粒子與原子核發(fā)生庫侖作用，只改變方粒子與原子核發(fā)生庫侖作用，只改變方向，不輻射能量向，不輻射能量,這種過程稱為彈性輻射。這種過程稱為彈性輻射。2)(ZP軔致輻射：高速電子軔致輻射：高速電子(或其他帶電粒子或其他帶電粒子)通過物質時，通過物質時，被原子核庫侖場阻止而迅速減速被原子核庫侖場阻止而迅速減速(或加速或加速)時時,伴隨產生電磁輻射，稱為軔致輻射。伴隨產生電磁輻射，稱

18、為軔致輻射。2022-2-2431ENZdXdE2)(輻射800)()(ZEdXdEdXdE電離輻射在同一物質中，軔致輻射損耗與電離損耗的關系如下：在同一物質中，軔致輻射損耗與電離損耗的關系如下：單位距離上，單位距離上， 粒子由于產生粒子由于產生軔致輻射，在物質中損耗軔致輻射，在物質中損耗的能量稱為輻射損耗率，表示如下：的能量稱為輻射損耗率，表示如下：2022-2-2432 粒子在物質中的衰減粒子在物質中的衰減近似按指數(shù)規(guī)律衰減近似按指數(shù)規(guī)律衰減 式中：式中： 衰減系數(shù)，衰減系數(shù)，d d 介質厚度介質厚度 粒子在物質中的射程粒子在物質中的射程R R：deII0MeVEcmgRMeVEERMeV

19、EER光子能量的量綱為面密度：，當：，當：:/8 . 015. 0407. 08 . 0133. 0542. 02038. 10002022-2-2433放射層中放射層中 射線的自吸收射線的自吸收)1 (0XXeIIdXeIdI式中：式中： 自吸收減系數(shù)自吸收減系數(shù)，X 自吸收層介質厚度自吸收層介質厚度2022-2-24344.2.4.2.電磁輻射與物質相互作用電磁輻射與物質相互作用 射線與物質的相互作用射線與物質的相互作用一、光電效應一、光電效應二、康普頓散射二、康普頓散射三、形成電子對三、形成電子對2022-2-2435 射線與物質的相互作用射線與物質的相互作用一、光電吸收一、光電吸收當當

20、光子與物質原子中的束縛電子作用時光子與物質原子中的束縛電子作用時, ,光子把全部光子把全部能量轉移給某個束縛電子能量轉移給某個束縛電子, ,使之發(fā)射出去使之發(fā)射出去, ,而光子本身消失而光子本身消失, ,這種過程稱為光電效應這種過程稱為光電效應 。2022-2-2436光電效應光電效應 與與 軌道電子軌道電子 光電子光電子 消失消失 特征特征 X X 射線射線 K K 層層 幾率最大幾率最大 光電子能量光電子能量 光電子的飛行方向：向前光電子的飛行方向：向前 光電效應的幾率：光電效應的幾率： 低能、重物質低能、重物質式中：式中：h 光子能量光子能量E，h 普朗克常數(shù)普朗克常數(shù)6.621034J

21、s， 頻率頻率HzkhE2/75EZ2022-2-24374.2 射線與物質的相互作用射線與物質的相互作用二、康普頓散射二、康普頓散射當當光子與原子的核外電子發(fā)生彈性碰撞時光子與原子的核外電子發(fā)生彈性碰撞時, ,光子的一光子的一部分能量轉移給電子部分能量轉移給電子, ,是它脫離原子成分反沖電子是它脫離原子成分反沖電子, ,而散射而散射光子的能量和運動方向都發(fā)生變化，這一過程稱為康普頓光子的能量和運動方向都發(fā)生變化，這一過程稱為康普頓效應效應 。（1 1）作用的特征）作用的特征 與核外電子發(fā)生作用與核外電子發(fā)生作用. . 非彈性碰撞非彈性碰撞, , 光子損失部分能量光子損失部分能量. . 作用后

22、作用后, , 光子運動方向改變光子運動方向改變. . 形成反沖電子形成反沖電子. .2022-2-2438二、康普頓散射二、康普頓散射（2 2）能量分配與散射角的關系）能量分配與散射角的關系 hv入射光子的能量. hv-散射光子的能量. Ee反沖電子的動能.散射光子的散射角.反沖電子的反沖角.2022-2-24394.2.電磁輻射與物質相互作用2. 康普頓散射康普頓散射 與與 自由電子自由電子 反沖電子反沖電子 改變方向、減低能量改變方向、減低能量 散射射線能量：散射射線能量： 當當 一定，一定， 隨隨 增大而減小增大而減小 當當 一定，一定， 隨隨 增大而增大增大而增大 =90 =90 不會

23、超過不會超過 0.51 MeV0.51 MeV =180 =180 不會超過不會超過 0.25MeV0.25MeVcos51.0151.0hhhhhhhh2022-2-24404.2.電磁輻射與物質相互作用2. 康普頓散射康普頓散射 反沖電子能量反沖電子能量 反沖電子的飛行方向：向前反沖電子的飛行方向：向前 )cos1 (51. 01hhE2022-2-24414.2 射線與物質的相互作用射線與物質的相互作用三、形成電子對三、形成電子對當當光子從原子核旁經過時光子從原子核旁經過時, ,在原子核的庫侖場作用下在原子核的庫侖場作用下, , 光子轉化為一個正電子和一個負電子光子轉化為一個正電子和一個

24、負電子, ,這種過程稱為電這種過程稱為電子對效應子對效應。（1 1）作用特征）作用特征 與原子核發(fā)生作用. 入射光子消失. 形成正、負電子對.2022-2-2442三、形成電子對三、形成電子對（2 2）產生條件）產生條件 必要條件: hv 2m0C2 = 1.02 MeV. m0C2電子靜止時的能量=0.51MeV. 必須有第三者(原子核)參加.（3 3）電子對的動能）電子對的動能Ee+ +Ee- = hv 1.02. 2022-2-2443三、形成電子對三、形成電子對（4 4）電子對的湮沒電子對的湮沒正電子的湮沒正電子的湮沒 正電子正電子與負電子不同，它很不穩(wěn)定，其壽命約與負電子不同，它很不

25、穩(wěn)定，其壽命約10-1010-7s。正電子在物質中由于電離而損失能量后，將與電子結。正電子在物質中由于電離而損失能量后，將與電子結合，通常轉化合，通常轉化為兩個為兩個能量為能量為0.51meV且方向相反的且方向相反的光子光子。這。這種現(xiàn)象稱為電子對湮沒。放出的種現(xiàn)象稱為電子對湮沒。放出的光子叫做湮沒輻射光子叫做湮沒輻射.（5）形成電子對效應的幾率）形成電子對效應的幾率2lnZE2022-2-2444五、射線能譜學五、射線能譜學1.核素的原始譜線2.射線儀器譜3.射線通過物質譜成分的變化4.譜平衡2022-2-24451.核素的原始譜線1） 粒子的能量2）射線的能量3）核素的原始譜線-線譜4）能

26、譜測量的實質2022-2-24461.核素的原始譜線1） 粒子的能量 核能級躍遷 Po-218 Po-214 Po-216 Po-2122022-2-24471.核素的原始譜線2）射線的能量 核能級躍遷 Bi-214 Pb-214 Tl-2082022-2-24481.核素的原始譜線3）核素的原始譜線-線譜2022-2-24491.核素的原始譜線4）能譜測量的實質 核素與放出的射線間一一對應 儀器譜與射線通過物質后譜成分的變化使問題復雜化2022-2-24502.射線儀器譜1）形成儀器譜的原因2）次級電子的貢獻2022-2-24512.射線儀器譜1）形成儀器譜的原因閃爍體發(fā)射光子數(shù)的偏差光陰級

27、光子收集效率的漲落光陰級發(fā)射光電子數(shù)的漲落光電倍增管倍增系數(shù)的漲落即輸出脈沖幅度的漲落2022-2-24522.射線儀器譜2）次級電子的貢獻光電子反沖電子正負電子對正電子的湮沒單逃逸、雙逃逸51. 051. 0EEh2022-2-24533.射線通過物質譜成分的變化1）單色射線通過物質譜成分的變化2）復雜射線通過物質譜成分的變化2022-2-24543.射線通過物質譜成分的變化1）單色射線通過物質譜成分的變化2022-2-24553.射線通過物質譜成分的變化2）復雜射線通過物質譜成分的變化2022-2-24564.譜平衡1）小稱量樣品的儀器譜2）飽和樣品的儀器譜3）譜平衡2022-2-2457

28、4.譜平衡1）小稱量樣品的儀器譜保存了低能、高能譜段的特征譜線2022-2-24584.譜平衡2）飽和樣品的儀器譜保存了高能譜段的特征譜線低能譜段被掩沒在康普頓散射背景下2022-2-24594.譜平衡3）譜平衡2022-2-2460六、放射性測量單位與防護基本知識六、放射性測量單位與防護基本知識1. 放射性測量的單位放射性測量的單位2. 放射性防護的基本知識放射性防護的基本知識2022-2-2461 1.放射性測量的單位放射性測量的單位 活度活度單位時間內的衰變次數(shù)，是放射性物質單位時間內的衰變次數(shù)，是放射性物質“量量”的單位。它表示的單位。它表示物質的放射性強度。物質的放射性強度。 貝可（

29、貝可（Bq）:每秒發(fā)生一次衰變的放射性物質的活度。每秒發(fā)生一次衰變的放射性物質的活度。 曾用單位：居里。曾用單位：居里。 1Ci = 3.71010 Bq 質量質量(W)與活度與活度(A)的關系：的關系：A=A=NN=WNA/M W=NM/NA=AM/NA=AMT1/2/0.693 NAN為原子核數(shù)，為原子核數(shù)，NA阿佛加德羅常數(shù)阿佛加德羅常數(shù), M為原子量為原子量1 mCi 的短壽的短壽 32P 3.510-9g 14.282d1 mCi 的長壽的長壽 238U 3 kg 4.468109 a2022-2-2462放射性測量的單位 比活度比活度某種物質單位質量的放射性活度。某種物質單位質量的

30、放射性活度。Kg/Bq。含量與比活度的關系：含量與比活度的關系：已知鐳已知鐳-226、釷、釷-232、鉀、鉀-40 放射性比活度時，可用下式估算樣放射性比活度時，可用下式估算樣品鈾、釷、鉀含量（視鈾、鐳處于放射性平衡）品鈾、釷、鉀含量（視鈾、鐳處于放射性平衡） C(Ra)= 12.41U C(Th)= 4.07Th C(K )= 312.60 K式中：式中：C(Ra)、C(Th)、C(K)為比活度，單位：為比活度，單位：Bq/kg ；U、Th、K 為含量，單位：為含量，單位：10-6g/g。2022-2-2463放射性測量的單位 關于劑量關于劑量 劑量分為三類：照射劑量、吸收劑量、相對劑量分為

31、三類：照射劑量、吸收劑量、相對生物效應劑量。生物效應劑量。 現(xiàn)在用：照射量、現(xiàn)在用：照射量、 吸收劑量、劑量當量吸收劑量、劑量當量2022-2-2464放射性測量的單位1. 照射量照射量是對電離輻射產生電離能力的一種度量。是對輻照場的定量是對電離輻射產生電離能力的一種度量。是對輻照場的定量描述。只適用于描述。只適用于X、射線。照射量（射線。照射量（X）是）是Q除以除以m所所得的商得的商 。 即即 X=Q/m式中：式中：Q是在質量為是在質量為m的空氣中，由光子釋放的全部電子的空氣中，由光子釋放的全部電子（正、負電子）在空氣中完全被阻止時，產生一種符號的離（正、負電子）在空氣中完全被阻止時，產生一

32、種符號的離子的總電荷的絕對值。子的總電荷的絕對值。X單位：庫侖每千克（單位：庫侖每千克（C/kg） 曾用單位：倫琴（曾用單位：倫琴（R）1R=2.5810-4C/kg=0.258 mC/kg 2022-2-2465放射性測量的單位照射量率照射量率 單位時間內的照射量。（單位時間內的照射量。（C/kgs） 曾用單位：微倫琴每小時（曾用單位：微倫琴每小時（R/h）。簡稱伽瑪（）。簡稱伽瑪（） 1=1R/h=2.5810-10C/(kgh) 2022-2-2466放射性測量的單位吸收劑量（吸收劑量（D） 是定量描述射線對物質的作用和把能量傳給物質情況的物理量。是定量描述射線對物質的作用和把能量傳給物

33、質情況的物理量。也可以認為是度量介質在輻射場中吸收輻射能量的物理量。也可以認為是度量介質在輻射場中吸收輻射能量的物理量。吸收劑量反映了受照射物質吸收輻射能量的程度。吸收劑量反映了受照射物質吸收輻射能量的程度。吸收劑量吸收劑量(D)是是dE除以除以除以除以m所得的商所得的商 。式中：式中：dE 是電離輻射（包括是電離輻射（包括X、中子等各種輻射）給予質量、中子等各種輻射）給予質量為為dm 的物質的平均授予能量?；騿挝毁|量的某物質所吸收的平均的物質的平均授予能量。或單位質量的某物質所吸收的平均能量。能量。（D）單位：焦耳每千克。）單位：焦耳每千克。 1戈瑞（戈瑞（Gy）。）。1 Gy=1 J/kg

34、 倍分單位：倍分單位：n Gy。1 nGy=10-9Gy 曾用單位：拉德曾用單位：拉德 （red）1 red=10-2 Gy 1 毫拉德毫拉德=10 微戈瑞微戈瑞 證：證： 1red=106mred=10-2 Gy=10-2109Gy; 1mred=10Gy2022-2-2467放射性測量的單位劑量當量劑量當量輻射所致的有害效應的嚴重程度不僅取決于吸收劑量的大輻射所致的有害效應的嚴重程度不僅取決于吸收劑量的大小，而且與輻射種類、照射條件、生物反應有關。小，而且與輻射種類、照射條件、生物反應有關。劑量當量（劑量當量（H）:對人體某一器官或某一組織確定的、把人對人體某一器官或某一組織確定的、把人體

35、所受照射與輻射誘發(fā)的有害效應相聯(lián)系的量。定義為：體所受照射與輻射誘發(fā)的有害效應相聯(lián)系的量。定義為：組織內某一點處的組織內某一點處的 D、Q、N的乘積的乘積H=DQND吸收劑量，吸收劑量，Q品質因數(shù)、品質因數(shù)、N修正因子。修正因子。H單位：單位：Sv (希沃特希沃特) 1Sv= 1 J/kg 焦耳每千克。焦耳每千克。曾用單位：雷姆（曾用單位：雷姆（rem）1 Sv = 100 rem2022-2-2468放射性測量的單位.照射量與吸收劑量的關系照射量與吸收劑量的關系對空氣介質照射量與吸收劑量的關系：對空氣介質照射量與吸收劑量的關系：1D(Gy)=8.69 10-3X(R)1Gy/h =86.9

36、1 0.01150748Gy/h 11.50748nGy/h 2022-2-24692. 放射性防護的基本知識放射性防護的基本知識（1）射線對人體的影響）射線對人體的影響（2）輻射防護標準）輻射防護標準（3）輻射防護的一般方法）輻射防護的一般方法2022-2-2470（1）射線對人體的影響）射線對人體的影響急性放射性損傷急性放射性損傷遠后效應遠后效應本底輻射本底輻射2022-2-2471（2）輻射防護標準）輻射防護標準195019561958196519741977199020002022-2-2472（3）輻射防護的一般方法）輻射防護的一般方法外照射的防護外照射的防護內照射的防護內照射的防護

37、思考題：在思考題：在1000 地場所中，接受全身照射地場所中，接受全身照射10小時，求出人體受到輻射的小時，求出人體受到輻射的劑量當量是多少（雷姆）？劑量當量是多少（雷姆）？2022-2-2473七、放射性統(tǒng)計學七、放射性統(tǒng)計學1.核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計漲落現(xiàn)象核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計漲落現(xiàn)象2.核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布3.放射性測量的統(tǒng)計誤差放射性測量的統(tǒng)計誤差4.測量數(shù)據(jù)的檢驗測量數(shù)據(jù)的檢驗2022-2-24741.核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計漲落現(xiàn)象核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計漲落現(xiàn)象 在放射性測量中，即使所有實驗條件都是穩(wěn)定的；在放射性測量中，即使所有實驗條件都是穩(wěn)定的；進行多次測量

38、，每次測到的計數(shù)不完全相同，而進行多次測量，每次測到的計數(shù)不完全相同，而 是圍是圍繞某個平均值上下漲落。稱為放射性計數(shù)的統(tǒng)計漲落。繞某個平均值上下漲落。稱為放射性計數(shù)的統(tǒng)計漲落。 由由 放射性原子核衰變的隨機性放射性原子核衰變的隨機性 探測效率的隨機性探測效率的隨機性 引起引起2022-2-24752.核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布1）核衰變的統(tǒng)計分布）核衰變的統(tǒng)計分布 假設假設 在某一時間間隔內，放射性原子核衰變的概在某一時間間隔內，放射性原子核衰變的概率與此原子核過去的歷史和現(xiàn)在的環(huán)境無關率與此原子核過去的歷史和現(xiàn)在的環(huán)境無關 則：衰變的概率與時間間隔成正比則：衰變的概率

39、與時間間隔成正比 衰變與不衰變是互相排斥的事件，經過衰變與不衰變是互相排斥的事件，經過 未發(fā)未發(fā)生衰變的概率生衰變的概率tptttpqtt112022-2-24762.核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布1）核衰變的統(tǒng)計分布）核衰變的統(tǒng)計分布 將時間將時間 t 分成許多很短的時間間隔分成許多很短的時間間隔 則：則： 經過經過 t 時間后未發(fā)生衰變的概率為：時間后未發(fā)生衰變的概率為：這是一個放射性原子核經過這是一個放射性原子核經過 t 時間后未發(fā)生衰變的概率時間后未發(fā)生衰變的概率 titt/iiitt)1 ()1 (tieit)(1lim0,則令t2022-2-24772.核衰變數(shù)和

40、計數(shù)的統(tǒng)計分布核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布1）核衰變的統(tǒng)計分布）核衰變的統(tǒng)計分布 t=0 時刻時刻 個放射性原子核經過個放射性原子核經過 t 時間后未發(fā)生衰時間后未發(fā)生衰變的原子核數(shù)目為變的原子核數(shù)目為 0NteNN02022-2-24782.核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布1.核衰變的統(tǒng)計分布核衰變的統(tǒng)計分布1）二項式分布）二項式分布任何一個核在任何一個核在 t 時間內衰變的概率時間內衰變的概率不衰變的概率不衰變的概率服從二項式分布，在服從二項式分布，在 t 時間內發(fā)生衰變數(shù)為時間內發(fā)生衰變數(shù)為 n 的概率的概率tep1tepq1nNtnteennNNnp0)()1 (!)!(!)(002022-2-24792.核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布核衰變數(shù)和計數(shù)的統(tǒng)計分布1.核衰變的統(tǒng)計分布核衰變的統(tǒng)計分布1）二