放射性同位素安全和防护培训ppt课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,放射性基础知识,放射性同位素安全和防护培训,放射性基础知识,原子和原子核的基本性质,放射性,放射性核素的衰变,放射性强弱的表示,-,放射性活度,辐射源,辐射危害,所有的物质都是由,分子,构成的,分子是由,原子,构成的,组成元素的基本单位,原子是由,原子核,和,电子,构成的,原子核由,质子,和,中子,构成的，构成原子核的质子和中子统称为,核子,。,1.,原子和原子核的基本性质,同位素,1.同位素,：,同位素是原子序数Z相同而质量数A不相同的各核素的总称。,同位,是指各核素在元素周期表中处于同一个位置，它们具有相同的化学性质，但各原子核的物理性质不同。,2.自然界中许多元素具有同位素，,如：天然存在的,氢同位素,有3种：,1,H(氕99.985)、,2,H(重氢、氘0.015)、,3,H(超重氢、氚）,核素丰度：在同位素中各核素天然含量的百分比,。,天然存在的,氧同位素,有3种：,16,O(99.756),17,O(0.039)、,18,O(0.205)。,2,贝克勒尔发现放射性1896年,亨利,贝克勒尔：法国,物理学家。他一直从事铀盐的研究，1880年，他制备出一种导致发现放射性的铀和钾的复合硫酸盐硫酸铀酰钾。同居里夫妇一起荣获了1903年度诺贝尔物理奖。,放射性的发现：贝克勒尔在听伦琴发现,X,射线的报告时，引起了他的联想：,“荧光物质在普通光照下也会发出,X,射线吗？”,他用,硫酸铀酰钾这种荧光物质做了实验：让阳光曝晒硫酸铀酰钾,在铀盐晶体下放一张用黑纸包好的照相底片，并剪了一块带花样的金属片,3 居里夫妇发现新的放射性元素,18971906年，居里夫人与其丈夫、法国物理学家皮埃尔居里对放射现象进行了长达10年的开拓性研究。他们确定：除了,铀,可以发出看不见的射线外，,钍,也可以发出看不见的射线。,1898年，,居里夫妇发现了一种新的具有放射性的元素，它的放射性比铀强,400,倍，为了纪念居里夫人当时被俄国侵占的祖国波兰，她把这种新的元素命名为“,钋,”。,居里夫人在对,沥青铀矿,进行检测时，发现其放射强度确实如贝克勒尔所说，比铀强许多倍。居里夫妇在巴黎市立理化学校找到一个不避风雨的废弃厂棚，用奥地利政府免费赠送的棕色沥青铀矿残渣倒进大锅，加上化学药品和水煮沸，用铁棒连续地搅动几小时。,18981902年，,居里夫妇经过,4,年的艰苦努力，终于从几十吨沥青铀矿中提炼出,0.1g,新的放射性元素镭的氯化物晶体，发现了,镭,。镭的放射性强度是铀的,250,万倍。居里夫妇,荣获了1903年度诺贝尔物理奖。,1906年皮埃尔居里逝世后，居里夫人继续进行放射性元素的研究。1911年，由于钋和镭的发现、镭的分离及其化合物的研究，又荣获本年度的诺贝尔化学奖，成为两次获得诺贝尔奖的第一人。并且是至今获得这种殊荣的唯一女性。,正是由于居里夫人的忘我献身精神、严格的科学态度，和她的巨大的成就而受到世界科学技术界的广泛的崇敬，因而,放射性活度的单位命名为居里。,1934年，法国核物理学家约里奥-居里夫妇用钋的射线轰击铝箔，发现当源移去后，铝箔有,放射性,；其强度也随时间按指数规律下降,。,这种放射性是由粒子打在铝-27上发出一个中子而形成磷-30，,磷-30不稳定,，又放射出正电子而形成的。实际上，他们已经发现了一种,新的放射性物质磷-30.,首次发现人工,放射性同位素,4.放射性,4.1放射性,所谓的,放射性是指原子核自发地放射出射线的现象。,这些原子核处于不稳定状态，在其发生核转变的过程中，自发地放出由,粒子,或,光子,组成的射线，并辐射出原子核里的过剩能量，同时本身转变成另一种核素或成为原来核素的较低能态，常见的射线有,、射线。,放射性核素,:,是一类不稳定的核素，能自发地转变为其他原子核或自发地发生核能态变化，同时放射出射线的核素，称为放射性核素。目前已发现的放射性核素近2500种。,Z83,分类,：,分为天然的和人工的2种，其中天然的有60多种，绝大多数为人工放射性核素。,4.2 放射性核素,放射性核素的基本特性：,1.它们都是不稳定的，从其原子核中不断地、自发地放出射线，而变成另一种核素。即,核衰变,。放出的射线有,射线、,射线、,射线。,2.每种放射性核素核衰变的速度、放出射线的种类、能量是其固有的核性质，与外界条件无关。,3.放射性核素放出的射线遇到物质会产生一定的效应，使这种物质发生变化。遇到不同的物质产生的效应不同。如：使一些物质的分子产生,电离,，产生,荧光,或使胶片,感光，,射线遇到植物、动物和人时，会引起,生理变化。,射线：,是由粒子（即氦原子核）组成的粒子流，出射速度约为光速的110，,它的电离作用,大,，贯穿本领,小,，它在空气中的射程只有,几个,厘米，用普通一张纸就可以挡住。,射线：,是高速运动的,电子流,，,出射速度约为光速的3090，比粒子速度大；它的电离作用较,小,，,贯穿本领较,大,。,它在空气中的射程因其能量的不同而有较大差异，一般为,几米；,用几毫米的铝片屏蔽就可以挡住,射线。,5.,、射线的性质,射线：,是波长很短的电磁波（光子），速度与光速相同，由于不带电，它的电离作用,小,，贯穿本领很,大，,能穿透几十厘米厚的钢板。它在空气中的射程通常为几百米。需用几厘米厚的铅或1米厚的混凝土做屏蔽层。,X射线：,X射线与,射线的基本作用或效应无本质的区别，但二者产生的机理不同，,X射线,由核外内层电子变动发射的连续能量辐射,射线则是由原子核衰变时的能量发射产生，由核内发射。,射线,组成,质量,电荷,速度,2 质子2 中子,相对较重,2,慢,电子,相对较轻,1, 3,10,8,m/s,n,中子,中等,不带电,不定,P,质子,中等,1,不定,高能光子,无,不带电,3,10,8,m/s,X,高能光子,无,不带电,3,10,8,m/s,常见射线的性质,6.1衰变,原子核自发地放射出射线转变成另一种核素的过程叫做,衰变,。在衰变中,电荷数,和,质量数,都是守恒的。如：,母体与子体：,如果某一放射性核素,A,通过衰变产生,B,，则称,A,为,B,的母体,B,为,A,的子体。衰变后的子核有的稳定，有的不稳定而继续进行衰变。如：,6.,放射性核素的衰变,234,90,Th,234,91,Pa,镤, e,238,92,U,234,90,Th,钍,4,2,He,6.2,放射性核素的衰变类型,衰变、衰变、衰变,衰变,:,放射性核素的原子核放射出,粒子而变为另一种核素的原子核的过程称为,衰变。,226,88,Ra,222,86,Rn,4,2,HeQ,226,88,Ra,222,86,Rn,基态,激发态,94.6%,5.4%,原子序数,82的核素,衰变,:,放射性核素的原子核放射出,粒子而变为另一种核素的原子核的过程称为,衰变。,衰变可以看成是母核中有一个中子转变为质子的结果。,14,6,C,14,7,N,0,e,Q,衰变,:,处于激发态的原子核（,高能态,）向基态（低,能态,）,跃迁时，其能量以光子的方式释放出来，发射出,射线，它是一种高能量的电磁波，波长较短。,核素的,衰变往往是与,衰变、,衰变一起发生的。,其他衰变类型：,衰变；电子俘获；,内转换；电子对内转换。,6.3放射性衰变规律,6.3.1衰变定律,衰变定律：母体原子核的,数目,随时间呈,指数,规律,减少,，是实验测量统计规律。,N=N,0,e,-,t,(自然对数的底e的值为2.718),其中：,为一比例常数，称为衰变常量。,只与原子核本身性质有关，与外界条件无关,不因物理条件和化学结构改变而变化。,母体到子体衰变过程相互独立。,6.3.2 衰变常量,定义：特定能态的放射性核素在dt时间内发生自发核跃迁的,概率,除以dt。,物理意义：表示在放射性核素衰变过程中，,每个原子核在单位时间内发生衰变的概率,。,每一种放射性核素都有其固定的衰变常量，,值越大，表示放射性核素衰变的快。,6.3.3 半衰期T,定义：,放射性母体原子核数目衰减至原来数目的一半所需要的时间。,物理意义：表示核衰变快慢的物理量。,各种放射性核素都有一定的半衰期，如Rn-222变为Po的半衰期是3.82d，Ra-226变为Rn-222的半衰期是1602a.,T,与,的换算关系：,T,=(ln2)/,=0.693/,=0.693T,7.1放射性活度（放射性强度）,定义：,一定量的放射性核素，在单位时间内发生衰变的次数。,表达式： A=dN/dt,物理意义：表示放射性物质的放射性的强弱。,单位： 国际单位：贝克 Bq,非法定计量单位：居里 Ci,1Ci= 3.710,10,Bq,7.放射性活度,7.2,放射性活度的单位,由于历史的原因，放射性活度曾采用居里（Ci）为单位。1950年，为了统一起见，国际上共同规定：,一个放射源每秒钟有3.710,10,次核衰变定义为一个居里，,即,1Ci= 3.710,10,/s,更小的单位有毫居里（1mCi=10,-3,Ci）和微居里（1Ci=10,-6,Ci）。,在1975年国际剂量大会上，规定了放射性活度的SI单位为贝克，符号Bq,1Bq=1/s,7.3 放射性活度的计算,放射性活度随时间的延长呈指数规律减弱.,计算公式：,A=A,0,e,-t,A,0,表示在t=0时的放射性活度.,放射性比活度a：,样品的放射性活度除以该样品的总质量（或总体积）。,单位：Bq/kg，Bq/L,8.1,辐射,辐射分为,电离辐射,和,非电离辐射,。,非电离辐射：,辐射能量较低，照射到物体上时，不能使物体的分子和原子发生电离（,即将原子中的电子打掉，变成带电的离子,），如无线电波、红外线、可见光、紫外线等。,电离辐射：,辐射能量较高，照射到物体上时，能使物体的分子和原子发生电离,如X射线、射线、,射线、射线、 ,+,射线及中子射线等。,8.,辐射源,8.2 辐射源,辐射源,指可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体。,例如，钴-60是发射射线和射线的辐射源，医用加速器是放射治疗实践中的辐射源，核电厂是核动力发电实践中的辐射源。,核技术利用领域中的辐射源：,放射性同位素（放射源）及射线装置。,8.3,放射源分类,放射源分类：,1.按,来源,：分为天然和人工两大类。,2.以,潜在危害程度,：类、类、类、类、类(见附件)。,3.按,密封状况,：密封源和非密封源。,4.按,射线种类,：,放射源、放射源、放射源、低能光子源及中子源。,放射源,主要用于,烟雾报警器,、,静电消除器,和,放射性避雷器,等的离子发生器。常用的放射性核素有,210,Po,钋,、,238,Pu,钚,、,239,Pu、,241,Am,镅,、,235,U、,238,U等。,常用的放射源，活度一般较低（10,4,3.710,9,Bq），而且粒子的能量一般低于7MeV,在空气中的射程小于6cm，,穿不透皮肤表面的角质层，故没有外照射危险。,但是绝大多数核素属于极毒或高毒核素，即使摄入体内的量很少，也会造成严重的内照射。因此，使用放射源必须特别注意保护源的密封性能，防止将源丢失或被盗。没有使用价值的废源，应按规定处理，不能随便拆开或扔掉。,放射源：,主要用作放射性测厚仪、,皮肤科敷贴器,和气象色谱仪的电子捕集器等。常用的放射性核素有,58,Co、,60,Co、,63,Ni、,85,Kr,氪,、,137,Cs、,147,Pm,钜,、,204,Tl,铊,等。,射线的穿透能力比同样能量粒子约强100倍，能量超过70keV的粒子可穿透皮肤表层。常用的放射源的粒子能量大于70keV，,故应考虑外照射的防护。,放射性核素衰变时，常伴随有辐射或其他形式的光子。粒子穿过周围物质时产生,轫致辐射（X射线），,其穿透能力比粒子强得多。因此，在使用放射源时不能忽略,射线,的防护，即使是纯发射体，也要减少轫致辐射,（X射线）,的影响。,放射源,放射源是使用最多的放射源，广泛应用于工业、农业、医疗和科研等部门。为了获得高剂量率的辐射场，使用强放射源的辐照装置，装源活度多数在310,15,210,16,(约10,5,610,5,Ci)范围内，也有大于310,16,Bq(约10,6,Ci)的辐照室；活度在10,8,210,12,(约3mCi 60Ci)的放射源主要用于各种核仪表(如料位计，核子秤、厚度计，密度计等)和工业无损探伤(照相)，或作为测量仪表的刻度源和检查源，或供医疗单位进行间质治疗和腔内治疗用。,射线的贯穿能力很强，使用放射源主要防止外照射。,Nickel plated,60,Co pellets,High specific activity,60,Co pellets,Stainless steel spacers customized to source volume,Double encapsulation in low carbon stainless steel,Special assembly procedure ensures uniform source density,Heliarc welding,密封放射源,Co,60,放射源,Nickel plated,60,Co pellets,High specific activity,60,Co pellets,Stainless steel spacers customized to source volume,Double encapsulation in low carbon stainless steel,Special assembly procedure ensures uniform source density,Heliarc welding,锝,99,Technetium 99m,常用的放射性药物,非密封放射源,钼锝发生器,放射免疫分析药盒,碘-131胶囊,is produced in a reactor;,碘,131,Iodine 131,131,Iodine:-,is used in diagnostic procedures involving the thyroid and also for the treatment of thyroid disorders.,can be administered in capsule or liquid solution form;,requires special precautions to be implemented during administration.,常用的放射性药物,碘：碘,的稳定性核素只有,127,I，其它同位素都为放射性，常用,123,I、,124,I、,125,I和,131,I，化学形式为NaI。,123,I和,124,I均由加速器生产,前者半衰期13.2小时,发射159keV的射线;后者半衰期4.2天,湮没辐射后发射511KeV 的 射线。,125,I和,131,I均由反应堆生产,前者半衰期60天,发射2735keV的射线;后者半衰期8天,发射334和606keV的、364和637keV的射线。,123,I和,131,I可供直接口服，用于甲状腺功能测定和甲状腺及其肿瘤SPECT显像，其中,123,I特别适用于儿童和孕妇，,131,I则还可用于治疗甲状腺功能亢进和甲状腺分化型癌。,124,I、,123,I和,131,I可供制备各种含碘的放射性药物,分别用于PET,正电子发射计算机断层扫描,和SPECT,单光子发射计算机断层摄影,显像、诊断和治疗。,125,I标记免疫活性物质后用于体外微量分析,直接用于肿瘤近距离内放疗。,人类对电离辐射危害的认识经历了三个时期,：,早期辐射损伤认识时期,时间：,发现X射线（1895年）1930年代,特点：,对辐射可能造成的损伤认识不足,损伤对象：,（1）,X射线球的制造者和应用X射线的技术人员；,（2）,从事放射性物质研究的科学家；,（3）,铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。,9.,辐射危害,损伤特点：,（1）外照射引起的急性体表损伤；,（2）氡及其子体内照射引起的肺癌；,（3）镭内照射引起的骨肿瘤。,10.,辐射危害,放射性对人体的危害,是通过,生物效应,导致的。,生物效应：,辐射引起电离和电子激发而破坏各种分子，从而破坏人体的细胞而造成伤害，这就是辐射的生物效应。,一是辐射对细胞的杀伤作用。,辐射使受照射细胞死亡或受伤，细胞数目减少或功能降低，结果影响了受照射组织或器官的功能，表现为非随机性效应。,受照剂量超过4戈瑞时，50的受照者可能死亡，超过6戈瑞时，死亡可能达100。,二是辐射对细胞的诱变作用。,主要表现为诱发细胞发生癌变（致癌）、还有诱发基因突变（致突），先天性畸形(致畸)，即“三致”作用。,辐射是一种能引起基因突变和染色体畸变的物理诱变剂，与多环芳烃、黄曲霉素、亚硝胺等化学诱变剂一样，都是环境中的重要污染物。,10.1,辐射的生物效应,分子水平,细胞死亡,细胞变异,体细胞,生殖细胞,体细胞,生殖细胞,功能障碍,不孕,肿瘤,遗传效应,确定性效应,多细胞死亡导致,随机性效应,单一细胞变异导致,DNA损伤,细胞水平,临床症状,效应,10.2,生物效应产生的过程和机理,按辐射效应的发生与剂量之间的关系分为：,确定性效应,：,当照射剂量达到一定水平，死亡细胞达到一定数量时必然会引起器官或组织功能的障碍，或导致机体死亡，这种效应称为,确定性效应。,确定效应的发生有一阈值量。即:在剂量愈大时，对人的损害愈严重。当剂量降低到一定水平后，即,剂量阈值，,这类效应就察觉不到。,确定性效应的特点,：,损害程度取决于吸收剂量,存在剂量阈值,例如: 白内障，皮肤损伤，生育能力损害等,10.3,辐射生物效应的分类,随机效应：,受照细胞未死亡，造成细胞变异，细胞的变异可以表现为细胞出现失去控制的异常增殖，转化为恶性细胞，最后形成癌症或遗传性疾病，这种现象是随机发生的。,随机性效应的严重程度是不受吸收剂量的大小影响。在一定的照射条件下，效应可能出现，也可能不出现，而发生的机率则与剂量大小有关，并且不存在剂量阈值。,随机效应的特点:,损害程度与吸收剂量无关,不存在剂量阈值,发生的机率与吸收剂量有关,例如: 辐射引致的癌病，遗传效应,谢谢！,1,、用爱心来做事，用感恩的心做人。,2,、人永远在追求快乐，永远在逃避痛苦。,3,、有多大的思想，才有多大的能量。,4,、人的能量,=,思想,+,行动速度的平方。,5,、励志是给人快乐，激励是给人痛苦。,6,、成功者绝不给自己软弱的借口。,7,、你只有一定要，才一定会得到。,8,、决心是成功的开始。,9,、当你没有借口的那一刻，就是你成功的开始。,10,、命运是可以改变的。,11,、成功者绝不放弃。,12,、成功永远属于马上行动的人。,13,、下定决心一定要，才是成功的关键。,14,、成功等于目标，其他都是这句话的注解。,15,、成功是一个过程，并不是一个结果。,16,、成功者学习别人的经验，一般人学习自己的经验。,17,、只有第一名可以教你如何成为第一名。,18,、学习需要有计划。,19,、完全照成功者的方法来执行。,20,、九十九次的理论不如一次的行动来得实际。,21,、一个胜利者不会放弃，而一个放弃者永远不会胜利。,22,、信心、毅力、勇气三者具备，则天下没有做不成的事。,23,、如果你想得到，你就会得到，你所需要付出的只是行动。,24,、一个缺口的杯子，如果换一个角度看它，它仍然是圆的。,25,、对于每一个不利条件，都会存在与之相对应的有利条件。,26,、一个人的快乐，不是因为他拥有的多，而是他计较的少。,27,、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限美好。,28,记住：你是你生命的船长；走自己的路，何必在乎其它。,29,、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。,30,、如果你相信自己，你可以做任何事。,31,、天空黑暗到一定程度，星辰就会熠熠生辉。,32,、时间顺流而下，生活逆水行舟。,33,、生活充满了选择，而生活的态度就是一切。,34,、人各有志，自己的路自己走。,35,、别人的话只能作为一种参考，是不能左右自己的。,36,、成功来自使我们成功的信念。,37,、相互了解是朋友，相互理解是知己。,38,、没有所谓失败，除非你不再尝试。,39,、有时可能别人不在乎你，但你不能不在乎自己。,40,、你必须成功，因为你不能失败。,41,、羡慕别人得到的，不如珍惜自己拥有的。,42,、喜欢一个人，就该让他（她）快乐。,43,、别把生活当作游戏，谁游戏人生，生活就惩罚谁，这不是劝诫，而是,-,规则！,44,、你要求的次数愈多，你就越容易得到你要的东西，而且连带地也会得到更多乐趣。,45,、把气愤的心境转化为柔和，把柔和的心境转化为爱，如此，这个世间将更加完美。,46,、一份耕耘，一份收获，付出就有回报永不遭遇过失败，因我所碰到的都是暂时的挫折。,47,、心如镜，虽外景不断变化，镜面却不会转动，这就是一颗平常心，能够景转而心不转。,48,、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。,49,、人，其实不需要太多的东西，只要健康地活着，真诚地爱着，也不失为一种富有。,50,、生命之长短殊不重要，只要你活得快乐，在有生之年做些有意义的事，便已足够。,51,、活在忙与闲的两种境界里，才能俯仰自得，享受生活的乐趣，成就人生的意义。,52,、一个从来没有失败过的人，必然是一个从未尝试过什么的人。,53,、待人退一步，爱人宽一寸，人生自然活得很快乐。,54,、经验不是发生在一个人身上的事件，而是一个人如何看待发生在他身上的事。,55,、加倍努力，证明你想要的不是空中楼阁。胜利是在多次失败之后才姗姗而来。,