第一章：核科學基礎(chǔ)知識

1、 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院第一章第一章 核科學基礎(chǔ)知識核科學基礎(chǔ)知識蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院萬萬 駿駿20142014年年8 8月月 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院第一節(jié)第一節(jié) 原子與原子核原子與原子核 第二節(jié)第二節(jié) 核衰變核衰變 第三節(jié)第三節(jié) 天然放射性核素天然放射性核素 第四節(jié)第四節(jié) 放射性核素衰變規(guī)律放射性核素衰變規(guī)律主要內(nèi)容主要內(nèi)容 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院第一節(jié)第一節(jié) 原子與原子核原子與原子核 輻射檢測

2、技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院物質(zhì)由分子組成物質(zhì)由分子組成分子由原子組成分子由原子組成原子由原子核和核外電子組成原子由原子核和核外電子組成 每一種原子對應一種化學元素每一種原子對應一種化學元素(Z(Z一定一定) )原子核由中子和質(zhì)子組成原子核由中子和質(zhì)子組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院定義：組成物質(zhì)的微小單元定義：組成物質(zhì)的微小單元構(gòu)成：原子核構(gòu)成：原子核 + + 核外電子核外電子原原 子子 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子結(jié)構(gòu)模型 輻射

3、檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子模型原子模型類似太陽系類似太陽系太陽太陽- -原子核原子核行星行星- -核外電子核外電子 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院組成：組成： 質(zhì)子質(zhì)子 + + 中子中子 數(shù)目：數(shù)目： Z Z個質(zhì)子，個質(zhì)子， N N個中子個中子質(zhì)子電荷：質(zhì)子電荷： + +e e原子核電荷：原子核電荷： + +ZeZe中子電荷：中子電荷： 不帶電不帶電原子核原子核 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子電中性： 整體對外表現(xiàn)出來的電荷為0 核外電子數(shù)：

4、等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù) Z原子核外電子原子核外電子數(shù)數(shù) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院質(zhì)量單位：質(zhì)子質(zhì)量：1.007276 u 中子質(zhì)量：1.008665 u電子質(zhì)量：1/1836 u原子質(zhì)量原子質(zhì)量kgCu27121066. 11211原子質(zhì)量原子質(zhì)量 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子質(zhì)量數(shù)原子質(zhì)量數(shù)原子質(zhì)量：原子質(zhì)量：原子質(zhì)量數(shù)：原子質(zhì)量數(shù)：A A電子：電子：ANZZmNmZmmenpae = 1.60210-19Cme = 9.01910-31kg 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學

5、院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子核 原子中的全部正電荷和原子的絕大部分質(zhì)量(99.9%都集中在原子中心一個很小的區(qū)域內(nèi), 稱作原子核.原子核的大小fm, 1fm = 10-15m. 原子的大小為10-10m 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子與原子核的大小原子與原子核的大小原子大小：原子大?。涸雍税霃剑涸雍税霃剑?mnm101010.mfm15101fmAR3141/. 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù) 1 mol1 mol單原子物質(zhì)的質(zhì)量：單原子物質(zhì)的質(zhì)量：比如：比如

6、：1 1克氫氣、克氫氣、6060克克6060CoCo，197197克黃金均含有相同的原克黃金均含有相同的原子數(shù)子數(shù)N NA AmolNA/.原子或分子原子或分子2310026)(1066. 11002. 62423gAAgm 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子核密度原子核密度核密度：核密度：不可壓縮性：密度為常數(shù)不可壓縮性：密度為常數(shù)31433433410661411cmguRAuVm/. 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院能量單位：能量單位： 國際單位焦爾國際單位焦爾, 1J , 1J 原子能單位：原

7、子能單位： 1eV = 11eV = 1電子伏特電子伏特 = 1.6= 1.61010-19 -19 J J派生單位：派生單位： 1keV = 101keV = 103 3eV, eV, 1MeV = 10 1MeV = 106 6eVeV能量及其單位能量及其單位 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子核質(zhì)量虧損：原子核質(zhì)量虧損：所有原子核都有正的質(zhì)量虧損。所有原子核都有正的質(zhì)量虧損。原子核結(jié)合能：原子核結(jié)合能：原子核質(zhì)量虧損原子核質(zhì)量虧損anpmNmZmm2),(cmAZB 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護

8、學院質(zhì)能關(guān)系質(zhì)能關(guān)系質(zhì)量虧損對應放出能量：質(zhì)量虧損對應放出能量：1 1克質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化為能量：克質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化為能量：101014 14 J J相當于相當于24122412噸標準煤燃燒噸標準煤燃燒2mCE思考：核電與火電的能量密度差異？思考：核電與火電的能量密度差異？ 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核素的表示核素的表示 原子核由原子核由中子中子和和質(zhì)子質(zhì)子組成，中子不帶組成，中子不帶電，質(zhì)子帶單位正電荷。中子和質(zhì)子質(zhì)量相當，電，質(zhì)子帶單位正電荷。中子和質(zhì)子質(zhì)量相當，分別約等于一個分別約等于一個原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位。核中中子和質(zhì)。核中中子和質(zhì)子統(tǒng)稱

9、為核子，數(shù)目以子統(tǒng)稱為核子，數(shù)目以A表示，表示，A稱為核子數(shù)稱為核子數(shù)或質(zhì)量數(shù)，核中質(zhì)子數(shù)記為或質(zhì)量數(shù)，核中質(zhì)子數(shù)記為Z，中子數(shù)記為，中子數(shù)記為N。常用如下形式表示一個原子核：常用如下形式表示一個原子核：ZANX質(zhì)量質(zhì)量數(shù)數(shù)A質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)中子數(shù)N元素符號元素符號X核素：核素：質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和能量狀態(tài)相同的原子核的總稱。質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和能量狀態(tài)相同的原子核的總稱。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核素圖核素圖 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇

10、州大學放射醫(yī)學與防護學院核素圖（部分）核素圖（部分） 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院在核素圖上表在核素圖上表示的不同種類示的不同種類的原子核的原子核 穩(wěn)定線穩(wěn)定線 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核素的種類核素的種類人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20002000多種核素多種核素有近有近300300種種核素是穩(wěn)定的，其余都是不穩(wěn)定核素核素是穩(wěn)定的，其余都是不穩(wěn)定核素同位素：如同位素：如1 1H H、 2 2H H 、 3 3H H ， 1212C C、 1313C C 、 1414C C 3939K K、

11、 4040K K 、 4141K K 234234U U、 235235U U 、 238238U U同量異位素：同量異位素： 4040ArAr、 4040K K 、 4040CaCa 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院放射性放射性 原子核自發(fā)地放射出某種粒子或原子核自發(fā)地放射出某種粒子或射線的現(xiàn)象，射線的現(xiàn)象，稱為放射性。稱為放射性。 放射性不受物理、化學等環(huán)境條件的影響，放射性不受物理、化學等環(huán)境條件的影響，是原子核的內(nèi)在特征。是原子核的內(nèi)在特征。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院放射性的發(fā)現(xiàn)放射性的

12、發(fā)現(xiàn)18961896年貝可勒爾（年貝可勒爾（H.BequerelH.Bequerel）發(fā)現(xiàn)鈾礦能發(fā)射出穿透力很強發(fā)現(xiàn)鈾礦能發(fā)射出穿透力很強的不可見射線，并使照相底片的不可見射線，并使照相底片感光。感光。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院射線在電場中的偏轉(zhuǎn)射線在電場中的偏轉(zhuǎn) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)射線在磁場中的偏轉(zhuǎn) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院放射性種類放射性種類 ： 在電在電/ /磁場中偏轉(zhuǎn)，與帶正電荷離子流相同；磁場中偏轉(zhuǎn)，

13、與帶正電荷離子流相同； ： 在電在電/ /磁場中偏轉(zhuǎn)，與帶負電荷粒子流相同；磁場中偏轉(zhuǎn)，與帶負電荷粒子流相同； ： 在電在電/ /磁場中磁場中不不偏轉(zhuǎn)，電中性。偏轉(zhuǎn)，電中性。 ： 2 2HeHe2 2 原子核；原子核； ： 電子；電子； ： 光子，電磁波；光子，電磁波；n: n: 中子，在電磁場中不偏轉(zhuǎn)中子，在電磁場中不偏轉(zhuǎn) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院第二節(jié)第二節(jié) 核衰變核衰變 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院放射性來源于原子核的衰變：放射性的來源放射性的來源不穩(wěn)定的核素不穩(wěn)定的核素 衰變衰變穩(wěn)定

14、的核素穩(wěn)定的核素 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰變類型衰變類型 衰變衰變 衰變衰變 衰變衰變 衰變衰變 衰變衰變電子俘獲電子俘獲EC 躍遷躍遷內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換IC 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰變衰變原子核自發(fā)地放出原子核自發(fā)地放出粒子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變粒子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變HeRnRa42222226例如：例如： 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰變的表達式與守恒量衰變的表達式與守恒量2N 2Z Z 4AAXYXYXYN中中子子數(shù)數(shù)守守恒恒：電電荷荷數(shù)數(shù)守守恒恒：

15、質(zhì)質(zhì)量量數(shù)數(shù)守守恒恒：YX4A2ZAZ一般衰變表達式：一般衰變表達式： 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰變能與衰變能與粒子粒子動能動能dyd2yxdEA4E EA4AE )cm-m(mE 反沖核動能：反沖核動能：粒子動能：粒子動能：衰變能：衰變能： 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院粒子特征特征能量：一般來說，能量：一般來說， 粒子能量粒子能量 4-8 MeV4-8 MeV，能，能量單一。量單一。穿透能力：穿透能力：非常弱，非常弱，在空氣中的射程約幾厘在空氣中的射程約幾厘米米。在固體材料中的射程在固體材

16、料中的射程10-2010-20微米。微米。一張薄紙一張薄紙就能擋住。就能擋住。重核才具有重核才具有衰變衰變 （A150A150） 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院常見的常見的衰變源衰變源 源源 能量能量 空氣空氣 自身材料自身材料210210PoPo： 5.3MeV 3.84cm 0.002cm5.3MeV 3.84cm 0.002cm238238PuPu： 5.445,5.499MeV 4.1cm 0.002cm5.445,5.499MeV 4.1cm 0.002cm241241AmAm： 5.443,5.486MeV 4.1cm 0.002cm

17、5.443,5.486MeV 4.1cm 0.002cm 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰變衰變原子核自發(fā)地放射出電子或正電子或俘獲一原子核自發(fā)地放射出電子或正電子或俘獲一個軌道電子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變個軌道電子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變衰變衰變- -衰變衰變放射出電子：放射出電子：+ +衰變衰變放射出正電子：放射出正電子：俘獲軌道電子：俘獲軌道電子：_A1ZAZeYXeYXA1 -ZAZYeXA-1ZAZ 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰變能與衰變能與粒子動能粒子動能衰變能：衰變能：衰變能的分配：衰變能的分配：yEEE

18、2eyxd)cm-m(mE粒子粒子中微子中微子反沖核反沖核 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰變特點衰變特點電子：電子： 放出的射線是電子放出的射線是電子能量連續(xù)：能量連續(xù)： 從很低能量到接近衰變能從很低能量到接近衰變能穿透力不強：紙張，鋁箔穿透力不強：紙張，鋁箔伴隨粒子：伴隨粒子： 中微子中微子，穿透力極強！穿透力極強！韌致輻射：韌致輻射： 屏蔽材料選擇屏蔽材料選擇 +e+e： 對于正電子，存在電子對效應對于正電子，存在電子對效應質(zhì)量數(shù)守恒：衰變過程中，質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)守恒：衰變過程中，質(zhì)量數(shù)A A保持不變保持不變 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學

19、放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院常用的常用的放射源放射源低能源：低能源：5555Fe(5.6keV), Fe(5.6keV), 3 3H(18.5keV), H(18.5keV), 63 63Ni(65.8keV)Ni(65.8keV)中能源：中能源：1414C(156keV), C(156keV), 147147Pm(224keV),Pm(224keV), 204 204Tl(763keV)Tl(763keV)高能源：高能源：3232P(1710keV), P(1710keV), 8989Sr(1460keV),Sr(1460keV), 106 106Ru-Ru-106106Rh

20、(3541keV)Rh(3541keV) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院躍遷躍遷原子核從高激發(fā)態(tài)到低激發(fā)態(tài)躍遷時，放出光原子核從高激發(fā)態(tài)到低激發(fā)態(tài)躍遷時，放出光子的過程子的過程EiEffiEE E 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院躍遷特點躍遷特點躍遷中原子核只是能量狀態(tài)的轉(zhuǎn)變躍遷中原子核只是能量狀態(tài)的轉(zhuǎn)變躍遷中躍遷中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)保持不變原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)保持不變 能量從幾十能量從幾十keVkeV到幾個到幾個MeVMeV放射源一般伴隨著放射源一般伴隨著 、粒子的發(fā)射粒子的發(fā)射。 輻射檢測技

21、術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院中子中子組成原子核的粒子組成原子核的粒子不帶電不帶電穿透力極強，屏蔽困難穿透力極強，屏蔽困難生物損傷大生物損傷大 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院137Cs 衰變綱圖衰變綱圖661.66 85.0% e9.6%30.17 y0661.662.55 m11/23/2 7/2)Ba(13756穩(wěn)穩(wěn)定定Cs137550 511.6 94.6% 9.6 1173.2 5.4% 12.1 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院60Co的衰變的衰變60C

22、o5.3a60Ni 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院輻射類型靜止質(zhì)量(u)電荷(e)能量(MeV)4+2481/184010.013忽略不計00.0110特性：射線是重帶電粒子射線，與物質(zhì)作用電離本領(lǐng)大，在物質(zhì)中射程短；射線是輕帶電粒子射線，與物質(zhì)作用是直接電離，射程比射線長；射線是光子（電磁波）射線，與物質(zhì)作用是間接電離，射程在三種射線中最長。比較、和輻射 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院活度定義活度定義活度：一個放射源，在單位時間內(nèi)衰變的原子核數(shù)目。用于衡一個放射源，在單位時間內(nèi)衰變的原子核數(shù)目。用

23、于衡量放射性的強弱。量放射性的強弱。放射源質(zhì)量的多少不能用于衡量放射性的強弱。放射源質(zhì)量的多少不能用于衡量放射性的強弱。射線強度：單位時間內(nèi)放射出的某種射線的數(shù)目。單位時間內(nèi)放射出的某種射線的數(shù)目。對于有些放射源，活度與射線強度相等，有些放射源，活度不對于有些放射源，活度與射線強度相等，有些放射源，活度不等于射線強度。等于射線強度。比活度：放射源單位質(zhì)量的活度。用于衡量放射源的純度。放射源單位質(zhì)量的活度。用于衡量放射源的純度。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院活度單位活度單位放射性活度的國際單位為放射性活度的國際單位為BqBq( (貝可勒爾貝可勒爾

24、) )1 1貝可：貝可： 1Bq=11Bq=1次衰變次衰變/ /秒秒強度單位：強度單位： 1Bq=11Bq=1個射線個射線/ /秒秒常用舊單位：居里常用舊單位：居里 CiCi 1Ci = 3.7 1Ci = 3.7101010 10 BqBq 1mCi = 3.7 1mCi = 3.710107 7 BqBq 1uCi = 3.7 1uCi = 3.710104 4 BqBq比活度單位：比活度單位： Bq/kg, CiBq/kg, Ci/kg/kg 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院比活度理論最大值比活度理論最大值一個放射源，如果由純的放射性原子核組

25、成，一個放射源，如果由純的放射性原子核組成， 它的比放射性有一個理論最大值：它的比放射性有一個理論最大值： 比如比如 6060CoCo： 4.24.210101616 Bq Bq/kg (/kg (1.231.2310106 6CiCi /kg/kg) )實際：實際： 101014-1514-15 Bq Bq/kg (10/kg (104 4-10-105 5 CiCi /kg)/kg) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院第三節(jié)第三節(jié) 天然放射性核素天然放射性核素 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院天然放射

26、性天然放射性天然放射性核素分成兩大類：天然放射性核素分成兩大類： 一類是宇宙射線的粒子與大氣中的物質(zhì)相互作一類是宇宙射線的粒子與大氣中的物質(zhì)相互作用下產(chǎn)生，主要有用下產(chǎn)生，主要有1414C C，3 3H H 另一類是地球形成時就已存在的核素和它們的另一類是地球形成時就已存在的核素和它們的衰變產(chǎn)物，如衰變產(chǎn)物，如238238U U，235235U U，232232ThTh錒錒 三個放射系（三個放射系（其其中中RnRn的危害最大的危害最大）和）和4040K K，8787RbRb（8787銣）銣） 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原生放射性核素原生放射性

27、核素地球形成以來就有的放射性核素地球形成以來就有的放射性核素- -稱為稱為. .連續(xù)的放射性衰變系列通稱放射系連續(xù)的放射性衰變系列通稱放射系. .地殼中存在三個天然放射系地殼中存在三個天然放射系. .母核半衰期都很長母核半衰期都很長,10,109 9年年, ,與地球相近與地球相近. .三個天然放射性系三個天然放射性系: : 釷系、鈾系和錒系釷系、鈾系和錒系. . 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院釷系釷系從從232Th開始，經(jīng)過開始，經(jīng)過十次連續(xù)衰變，最后十次連續(xù)衰變，最后到穩(wěn)定核素到穩(wěn)定核素 208Pb。 母體母體 232Th 的半衰期的半衰期為為

28、1.411010年。子年。子體半衰期最長的是體半衰期最長的是228Ra，為，為5.76年。年。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 核核 素素 衰變方式衰變方式 半衰期半衰期 粒子能量（粒子能量（MevMev）（分支比）（分支比） 232Th 1.411010y 4.01(76),3.95(24) 228Ra 5.76 y 0.048(70),0.024(30) 228Ac 6.13 y 1.19(35),1.76(20) 2.10(13),0.62(6) 228Th 1.931y 5.42(71),5.34(28) 224Ra 3.661d 5.6

29、84(95),5.45(5) 220Rn 55.6s 6.29(99.9),5.75(0.07) 216Po 0.15s 6.77(100) 212Pb 10.64h 0.34(81),0.58(14) 212Bi , 60.6min 2.25(54),1.25(5) 6.05(25),6.09(10) 212Po 3.0101-7s 8.78(100) 208Tl 3.053min 1.80(49),1.29(24) 1.52(23),1.04(4) 208Pb 穩(wěn)定 釷系釷系 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院鈾系鈾系從從238U開始，經(jīng)過開始，

30、經(jīng)過14次次連續(xù)衰變，最后到穩(wěn)連續(xù)衰變，最后到穩(wěn)定核素定核素206Pb。母體母體 238U 的半衰期為的半衰期為4.468109年。年。子體半衰期最長的是子體半衰期最長的是234U，為，為2.45105年。年。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核核 素素 衰變方式衰變方式 半衰期半衰期 粒子能量（粒子能量（MevMev）（分支比）（分支比） 238U 4.468109y 4.20(75),4.15(25)234Th 24.10d 0.19(81),0.10(19) 234mPa 1.175min 1.29(98) 234Pa 6.75h 0.51(

31、66),0.23(14), 0.73(11),1.02(7) 234U 2.45105y 4.77(72),4.72(28) 230Th 8104y 4.68 (76),4.62 (23) 226Ra 1600y 4.78(94),4.598(5) 222Rn 3.824d 5.486(99) 218Po , 3.05min 6.00(99.98), 0.27(0.02) 214Pb 26.8min 0.69(42),0.74(36),1.03(6) 212Bi , 19.7min 3.28(20),1.51(18),1.55(15),5.45,5.511(0.02) 214Po 1.6410

32、-4s 7.688(100) 210Tl 1.30min 1.9(56),1.3(25),2.3(19) 210Pb 22.3y 0.017(81),0.063(19) 210Bi 5.01d 1.160(99+) 210Po 138.4d 5.305(100) 206Pb 穩(wěn)定鈾系鈾系 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院從從235U開始，經(jīng)過開始，經(jīng)過11次連續(xù)衰變，最后到次連續(xù)衰變，最后到穩(wěn)定核素穩(wěn)定核素207Pb。母體母體235U的半衰期為的半衰期為7.038108年。年。子體半衰期最長的是子體半衰期最長的是231Pa,為為3.28104年。年

33、。錒系錒系 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 核核 素素 衰變方式衰變方式 半衰期半衰期 粒子能量（粒子能量（MevMev）（分支比）（分支比）l 235235U U 7.037.0310108 8y y 4.396(57),4.37(18)4.396(57),4.37(18)l 231231ThTh 25.52h 0.30(46),0.22(27) 25.52h 0.30(46),0.22(27)l 231231Pa Pa 3.283.2810104 4y y 5.01(24),5.02(23),4.95(22)5.01(24),5.02(23)

34、,4.95(22)l 227227AcAc, 21.773d 0.044, 21.773d 0.044, (98.6), 4.95(0.7),4.94(0.5) (98.6), 4.95(0.7),4.94(0.5)l 227227Th Th 18.718d 6.03(25),5.976(23),5.755(20),18.718d 6.03(25),5.976(23),5.755(20),l 223 223FrFr 21.8min 1.10, 21.8min 1.10,l 223223Ra Ra 11.435d11.435d 5.71(53),5.605(24), 5.745(9),5.538

35、(9),5.71(53),5.605(24), 5.745(9),5.538(9),l 219219Rn Rn 3.96s 6.817(81),6.551(12),6.423(7),3.96s 6.817(81),6.551(12),6.423(7),l 215215Po Po 1.781.781010-3-3s s 8.384(100)8.384(100)l 211 211PbPb 36.1min 1.37(92),0.53(6), 36.1min 1.37(92),0.53(6),l 211211Bi Bi , 2.15min 6.62(84),6.28(16), 2.15min 6.62

36、(84),6.28(16). 0.59,. 0.59,(0.3)(0.3)l211211Po Po 0.516s 7.45(99),6.89(0.5),0.516s 7.45(99),6.89(0.5), l 207207TlTl 4.77min 1.43(99) 4.77min 1.43(99)l 207207Pb Pb 穩(wěn)定穩(wěn)定錒系錒系 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院天然放射系天然放射系鈾系（鈾系（238U）錒系（錒系（235U）釷系（釷系（232Th）鐳（鐳（226Ra）鐳（鐳（223Ra）鐳鐳(228Ra,224Ra)氡（氡（222Rn）

37、氡（氡（219Rn）氡（氡（220Rn）短壽命子體短壽命子體(218Po,214Pb,214Bi)短壽命子體短壽命子體(216Po,212Pb,212Bi)終止核素終止核素(206Pb)終止核素終止核素(207Pb)終止核素終止核素(208Pb) 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院第四節(jié)第四節(jié) 放射性衰變規(guī)律放射性衰變規(guī)律 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核數(shù)目的衰變規(guī)律核數(shù)目的衰變規(guī)律放射性放射性原子核數(shù)目隨時間的變化關(guān)系：原子核數(shù)目隨時間的變化關(guān)系： 衰變常數(shù)：衰變常數(shù)： 在單位時間內(nèi)每個原子核的衰變

38、幾率在單位時間內(nèi)每個原子核的衰變幾率。teNN0dtNdN / 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院222Rn衰減曲線衰減曲線-直角坐標直角坐標 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院衰減曲線衰減曲線-對數(shù)坐標對數(shù)坐標 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院活度衰變規(guī)律活度衰變規(guī)律活度與源數(shù)目、衰變常數(shù)的關(guān)系活度與源數(shù)目、衰變常數(shù)的關(guān)系tteAeNNA00 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院半衰期半衰期 T1/2定義：定義：放射性

39、原子核衰減到原來數(shù)目的一半需要的時間。放射性原子核衰減到原來數(shù)目的一半需要的時間。半衰期與衰變常數(shù)的關(guān)系：半衰期與衰變常數(shù)的關(guān)系：693021./T2/1/002TttAeNNA 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院實例實例1 1、已知、已知137137CsCs的半衰期為的半衰期為3030年，目前的活度為年，目前的活度為 100100萬萬CiCi，求，求9090年后活度為多少？年后活度為多少？2 2、已知、已知6060CoCo的半衰期為的半衰期為5.275.27年，目前的活度為年，目前的活度為 100100萬萬CiCi，估算，估算1515年后的活度為多

40、少？年后的活度為多少？3 3、求、求1Ci1Ci的的6060CoCo所含的原子核數(shù)目與核質(zhì)量。所含的原子核數(shù)目與核質(zhì)量。4 4、求純、求純6060CoCo的理論上的比活度？的理論上的比活度？5 5、制得、制得137137CsCs放射源，放射源， 137137CsCs的質(zhì)量僅有的質(zhì)量僅有1 1毫克，毫克， 求放射性活度？求放射性活度？ 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 原子核衰變往往是一代又一代地連續(xù)衰變，直原子核衰變往往是一代又一代地連續(xù)衰變，直到最后達到穩(wěn)定為止，這種衰變叫做遞次衰變。到最后達到穩(wěn)定為止，這種衰變叫做遞次衰變。舉例：舉例：)(Zr

41、Y穩(wěn)定穩(wěn)定909090Sr 母體母體子體子體第二代子體第二代子體遞次衰變遞次衰變 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院遞次衰變中原子核數(shù)目和放射性活度的變化關(guān)系遞次衰變中原子核數(shù)目和放射性活度的變化關(guān)系 t t時刻的原子核數(shù)目時刻的原子核數(shù)目 N N1 1 N N2 2 N N3 3母體母體子體子體第二代子體第二代子體半衰期半衰期 T T1 1 T T2 2衰變常數(shù)衰變常數(shù) 1 1 2 2 0 0時刻的原子核數(shù)目時刻的原子核數(shù)目 N N1010 0 0 0 0ABC 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院母體母體

42、A A原子核數(shù)目的變化服從原子核衰變規(guī)律：原子核數(shù)目的變化服從原子核衰變規(guī)律：teN)t (N1101 子體子體B B的核數(shù)目變化情況：的核數(shù)目變化情況：111NdtdN 22112NNdtdN 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 各代各代子體原子核的衰變子體原子核的衰變，不再是簡單指數(shù)規(guī)律不再是簡單指數(shù)規(guī)律，而，而與前面各代衰變常數(shù)都有關(guān)。與前面各代衰變常數(shù)都有關(guān)。子體子體B B的原子核數(shù)目隨時間的變化：的原子核數(shù)目隨時間的變化：)ee(N)t (Ntt,21011212 在連續(xù)放射性衰變中：在連續(xù)放射性衰變中： 母體原子核的衰變母體原子核的衰變，

43、服從簡單的指數(shù)衰減規(guī)律；，服從簡單的指數(shù)衰減規(guī)律； 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院有三種情況：長期平衡有三種情況：長期平衡 暫時平衡暫時平衡 不平衡不平衡問題：問題： 在遞次衰變鏈中，時間足夠長后，子體在遞次衰變鏈中，時間足夠長后，子體的衰變規(guī)律會出現(xiàn)什么情況？的衰變規(guī)律會出現(xiàn)什么情況？)(21穩(wěn)定CBA1T2T 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 T T1 1 T T2 2 或者或者 1 1 T T2 2 或者或者 1 1 55T T2 2 ) )，)()(121102121tNeNtNt 即：即：)

44、()(2211tNtN)()(21tAtA 時間足夠長，子體母體之間出現(xiàn)長期平衡，時間足夠長，子體母體之間出現(xiàn)長期平衡，子體的放射性活度與母體相同，達到飽和。子體的放射性活度與母體相同，達到飽和。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院子體單獨存放時的活度子體單獨存放時的活度子體放射性活度子體放射性活度母體放射性活度母體放射性活度母子體的總放射性活度母子體的總放射性活度 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 不成平衡不成平衡T T1 1 2 2，母體衰變比子體快。，母體衰變比子體快。例如例如：)(XeITe穩(wěn)定穩(wěn)

45、定131541315313152 25.0m8.04h條件：條件： 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院 根據(jù)子體根據(jù)子體B B的原子核數(shù)目隨時間的變化，的原子核數(shù)目隨時間的變化，)()(21101212tteeNtN當時間足夠長，母體幾乎全部衰變，轉(zhuǎn)變成子體，當時間足夠長，母體幾乎全部衰變，轉(zhuǎn)變成子體，子體按照自己的衰變常數(shù)衰變，子體母體之間不會出子體按照自己的衰變常數(shù)衰變，子體母體之間不會出現(xiàn)平衡?，F(xiàn)平衡。 當當t t足夠大時，足夠大時，teNtN2102112)(0)(1101teNtN 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大

46、學放射醫(yī)學與防護學院核反應的基本概念核反應的基本概念定義：原子核與原子核、或者原子核與其他粒子之間相互定義：原子核與原子核、或者原子核與其他粒子之間相互作用引起的各種變化作用引起的各種變化表示：表示：概念：入射粒子、靶核，出射粒子、剩余核概念：入射粒子、靶核，出射粒子、剩余核 BbaAbBAa),( 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院反應道反應道發(fā)生反應的一個途徑，稱為反應道發(fā)生反應的一個途徑，稱為反應道，如：，如：入射道、出射道入射道、出射道：npCuCupnpCuCup261636263HeBenHeLid4747 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州

47、大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核反應中的守恒量核反應中的守恒量電荷電荷質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)能量能量動量動量角動量角動量宇稱宇稱 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院反應能反應能核反應中釋放出來的能量稱為反應能核反應中釋放出來的能量稱為反應能反應能的來源：質(zhì)量虧損反應能的來源：質(zhì)量虧損放能反應：放能反應： Q0Q0， 吸能反應：吸能反應：Q0Q0如：如：2)(cmmmmQBbAaQbBAaMeVpONMeVHeLid19. 14 .22171446 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院反應截面與產(chǎn)額反應

48、截面與產(chǎn)額反應截面定義：反應截面定義：截面單位截面單位：靶恩：靶恩( b) 1b = 10( b) 1b = 10-24 -24 cmcm2 2反應產(chǎn)額定義反應產(chǎn)額定義：平均每個入射粒子引起的反應數(shù)：平均每個入射粒子引起的反應數(shù)反應產(chǎn)額與靶材料狀態(tài)有關(guān)反應產(chǎn)額與靶材料狀態(tài)有關(guān)ssNIINII00dNNIIYvs0/ 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核反應類型核反應類型低能核反應：低能核反應： 30MeV/A30MeV/A高能核反應：高能核反應： 1000MeV/A1000MeV/A中子核反應：中子核反應： (n,(n,), (n,p), (n,2n

49、), (n,p), (n,2n)帶電粒子核反應：帶電粒子核反應：(p,n), (d,n), (p,n), (d,n), (,pn) )光核反應：光核反應： ( (,n), (), (,p) )重離子核反應：重離子核反應： 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院實現(xiàn)核反應的方法實現(xiàn)核反應的方法加速器加速器反應堆反應堆放射性同位素放射性同位素宇宙射線宇宙射線 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院七、核裂變與核聚變七、核裂變與核聚變 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核裂變是

50、一個大原子核分裂成兩個或者多個中等質(zhì)量原子核的變化。二分裂變（占主要）三分裂變（少部分，0.3%）核裂變的基本概念核裂變的基本概念 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院原子核自發(fā)產(chǎn)生的裂變，如：原子核自發(fā)產(chǎn)生的裂變，如：252252CfCf： T T1/2 1/2 = 2.6a = 2.6a 裂變中子源裂變中子源254254CfCf： T T1/2 1/2 = 60.5 d= 60.5 d238238U U： T T1/2 1/2 = 1= 110101616a a235235U U： T T1/2 1/2 = 3.5= 3.5101017 17 a

51、a242242AmAm： T T1/2 1/2 = 9.5= 9.5101011 11 a a自發(fā)裂變自發(fā)裂變 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院由中子轟擊才能引起的核裂變，如：由中子轟擊才能引起的核裂變，如：QnSrXeUnU2943814054*23623592QnIYUnU3137539939*23923892誘發(fā)裂變誘發(fā)裂變 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院如果出射粒子也是中子，稱為中子與原子核的散射。l彈性散射：彈性散射： 散射后系統(tǒng)總動能不變散射后系統(tǒng)總動能不變（n，n）,nl非彈性散射：非彈

52、性散射：散射后系統(tǒng)總動能減少散射后系統(tǒng)總動能減少（n，n）, n輻射俘獲：出射粒子是射線 （n, ）, c慢中子及中能中子與核作用，主要以彈性散射、輻射俘獲為主。裂變： f中子與核的作用中子與核的作用 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院不同能量的中子，引起的裂變幾率不一樣。對于238U，存在一個閾能，只有中子能量大于閾能時，才能引起裂變。對于235U，熱中子就可以引起裂變，且有較大截面。中子能量高時截面反而小。0.025eV2MeV235Uf=583b c=98bf= 1 c=0.1b238Uf = c=2.7bf= 0.5 c=0.1b截面與中子能

53、量關(guān)系截面與中子能量關(guān)系 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院熱中子就可以引起裂變的核素，稱為易裂變熱中子就可以引起裂變的核素，稱為易裂變核，又稱核燃料，核，又稱核燃料， 如如 23233 3U U、235235U U、239239PuPu?？熘凶硬拍芤鹌淞炎兊暮怂兀Q為可裂變快中子才能引起其裂變的核素，稱為可裂變核，如核，如238238U U。核燃料核燃料 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院裂變產(chǎn)物是指核裂變后產(chǎn)生的所有裂變碎片及其衰裂變產(chǎn)物是指核裂變后產(chǎn)生的所有裂變碎片及其衰變產(chǎn)物。變產(chǎn)物。中子、中子、

54、射線、射線、粒子、中微子，以及其他帶電粒粒子、中微子，以及其他帶電粒子等如子等如粒子，是上述碎片衰變時放出的粒子。粒子，是上述碎片衰變時放出的粒子。對裂變產(chǎn)物及其分布的研究，對于反應堆的設(shè)計、對裂變產(chǎn)物及其分布的研究，對于反應堆的設(shè)計、運行、控制，對乏燃料的處理處置等均具有重要運行、控制，對乏燃料的處理處置等均具有重要的意義。的意義。裂變產(chǎn)物裂變產(chǎn)物 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院235235U U裂變初級碎片裂變初級碎片元素符號半衰期氫1H212.26a氪36Kr4910.7a鍶38Sr5228a釔39Y5259d鋯40Zr5565d釕44Ru

55、5939.5d44Ru62368d 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院235235U U裂變初級碎片（續(xù)）裂變初級碎片（續(xù)）核素符號半衰期碲52Te759.4h，105d碘53I788d氙54Xe795.2d銫55Cs8230a鈰58Ce86285d钷61Pm862.65a釤62Sm8987a 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院235U主要裂變產(chǎn)物主要裂變產(chǎn)物核素裂變產(chǎn)額(%)半衰期說明85Kr0.310.8a氣體，長半衰期89Sr4.851d90Sr5.828a長半衰期95Zr6.255.5d131I3.

56、18.05d揮發(fā)性133Xe6.65.27d氣體135Xe6.39.1h中子吸收截面大137Cs6.230a長半衰期144Ce6.0285d147Pm2.02.64a長半衰期 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院裂變產(chǎn)物特征及影響裂變產(chǎn)物特征及影響具有強烈放射性，攜帶能量（熱量）具有強烈放射性，攜帶能量（熱量） 個別產(chǎn)物釋放中子個別產(chǎn)物釋放中子有些產(chǎn)物對中子有強烈吸收有些產(chǎn)物對中子有強烈吸收有些產(chǎn)物是氣體有些產(chǎn)物是氣體對反應堆安全、靜特性、動特性有重要影響。對反應堆安全、靜特性、動特性有重要影響。 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇

57、州大學放射醫(yī)學與防護學院原子核在發(fā)生核裂變時，釋放出巨大的能量，稱為裂變能，俗原子核在發(fā)生核裂變時，釋放出巨大的能量，稱為裂變能，俗稱原子能。稱原子能。裂變能來源：質(zhì)量虧損裂變能來源：質(zhì)量虧損裂變能裂變能MeVuccmmmmmmcEnIYnu21022503222.)( 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院235235U U裂變能及分布裂變能及分布能量形式數(shù)量（MeV）粒子射程能量沉積處裂變碎片動能1680.001cm燃料內(nèi)裂變中子動能510100cm慢化劑內(nèi)瞬發(fā)能量71m反應堆內(nèi)緩發(fā)能量71m反應堆內(nèi) 衰變能量8110mm主要在燃料內(nèi)中微子能量12反

58、應堆外合計2071次裂變，在堆內(nèi)約200MeV 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院1克鈾235完全發(fā)生核裂變后質(zhì)量虧損： 1克鈾235完全發(fā)生核裂變后放出的可用能量：相當于2.5t標準煤JMeVEt10232310281012520023510026.裂變能具體計算（裂變能具體計算（1 1）1mgg106 . 914235225. 0 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院1000MWe 核電站每天消耗235U：相當于標準煤： 8000t裂變能具體計算（裂變能具體計算（2 2）kggMu233160102836

59、00243101000106./ 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院壓水堆核電站示意壓水堆核電站示意 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院核聚變核聚變輕原子核結(jié)合生成較重原子核的反應，稱為核聚輕原子核結(jié)合生成較重原子核的反應，稱為核聚變。變。最重要的聚變反應：最重要的聚變反應：MeVnHeTd58.1742MeVpTddMeVnHedd04. 427. 332 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院聚變能聚變能1 1克氘完全聚變放出的能量：克氘完全聚變放出的能量：受控熱

60、核反應：人類解決能源問題的希望受控熱核反應：人類解決能源問題的希望JMeVE11231027. 321002. 6 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院中國環(huán)流器中國環(huán)流器二號二號A A裝置建裝置建成投運，物理成投運，物理實驗取得重大實驗取得重大進展，中國成進展，中國成為國際聚變技為國際聚變技術(shù)研究的一員術(shù)研究的一員。核聚變實驗裝置 輻射檢測技術(shù)輻射檢測技術(shù) 蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院蘇州大學放射醫(yī)學與防護學院生長規(guī)律生長規(guī)律 假設(shè)單位時間內(nèi)生長的核數(shù)目為假設(shè)單位時間內(nèi)生長的核數(shù)目為P P，放射性活度隨，放射性活度隨時間的增長為：時間的增長為：）2/1