v 照射壁X和照射量率X d.,、,,, ………363 四、次级带电粒子平和带电位子平衡条件………………………364 五、质能转移系数"和质能吸收系数 第二节外照射防护的基本方法 370 、时间防护…………………………………………………………370 二、距离防护 370 屏蔽 第三节Y射线剂量计算和屏蔽………………………371 点状Y源的照射量率和空气中比释动能计算 371 二、γ射线剂量当量与照射量的关系…………………………376 三、窄束Y辐射穿透介质时的减弱规律………………………379 四、宽東Y射线在物质中减弱规律,积累因子……………………882 五、确定Y屏蔽层厚度的简单方法………………………………384 六、Y射线的屏蔽材料……………… 甲中 ……………385 第四节巾子的剂量计算和屏蔽 一、中子的剂量计算…………………………………………387 二、中子的屏蔽 388 第五节β射线的剂量计算和防护………………………393 、β射线的剂量计算………………………………………393 二、β射线的轫致辐射的剂量………………………………394 三、β射线的屏蔽……………………………………………………396 第六外照射剂量测量………………………………396 、Y和X射线的剂量测量…… ……396 二、中子剂量测量…………… …40L 三、β射线剂量测量,外推电离室……………………………406 四、外照射常规监測 …408 习题 参考文献 第八章内照射的防护 第一节内照射及其次级限值和导出限值………………415
、內照射……………………………………………… …415 、内照射的次级限值标准一一年摄入量限值(ALI)……………419 导出限值 ,,·,,,·中,·,,,甲·中;,甲干非 第二节内照射防护的基本方法………………………423 放射性核素的毒性分类和工作场所分级…………………424 、开放型工作场所的分区原则和其内部建筑要求……………426 、通风框和手套箱… 四、个人防护………… ……………………428 第三节与內照射防护有关的安全监测… 429 、表面污染监测… …429 、工作场所空气中放射性气溶胶浓度监测………………………431 习題 参考文献 附表 附表1正态概率积分表 ……435 附表2泊松分布表…………………………………………436 附表8t分布表…………………………………………………437 附表4x2分布表………………………………………………438 附表5F分布表…………………………………………………440 附表6-1几种物质(水、空气、混凝土、NaI)的μ/p、μa/p 和::/p ··· 42: 附表6-21H、6C、于N的;/p、μa/p和pt/p…… …………443 附表6-380,1Na、12Mg、13Al的μ/p、μea/p和μtr/p……44 附表6-414Si,15P、165,18Ar的μ/、c/p和μ:/p 445 附表6-519K、20Ca、26Fe、29Cu的μ/p、μea/p和μt/p…446 附表665Sn、8Pb、q2U的/p、甚a/和μ:/p…………447 附表7各向同性点源照射量率积累因子B2……… 附表81水的减弱倍数K(对各向同性点源)…………… 附表82混凝土的减弱倍数K(对各向同性Y点源)………………455 附表83铁的减弱倍数K(对各向同性y点源)……………457 附表8-4铅的减弱倍数K(对各向同性Y点源 …459
第一章电离辐射与物质的 相互作用 在核工程和核技术领城内所涉及到的电离辐射通常是指正负 电子、质子、c粒子、中子、Y射线,有时把X射线也包括在内 而且这些辎射的能量是在几kev到十几MeV的范围内。随着核科 学的不断发展,核技术的应用范围也在不断扩大,在有些资料中 讲述电离辐射与物质相互作用时也涉及到重离子和裂变碎片。 表1-1介绍了一些电离辐射的特性。 来1-1常见电高辐射的特性 射类多 件用符子电荷静止质静止质量的平均寿命 等效能量 (相对(u) (Me v) (s) 中子 0:.08982939.507 1.073 质子 1.007593 938.213 稳定 氛核 2.014187 1,875.50 稳定 c粒 4.0027773.727.16 稳定 正电子(B粒f)B 10.000549 0.510976 稳定 电子(β粒子) β-,e 0.0005⊥9 0.510976 稳定 稳定 稳定 电捐射可分为带电的和不带电的两类。 带电的电离辐射(如电子、正电子、质子、a粒子等),在穿 透物质时主要通过库仑力发生如下4种相互作用 (1)与核外电子的非弹性碰撞,即电离和激发
(2)与核外电子的弹性碰撞; 3)与原了核的非弹性碰撞,发射轫致辐射或其它类型∷辑 射(切伦科夫光); 4〕与原子核的弹性碰擀。 不带电的电离辐射(如中子和γ光子)在与物质相互作用 时,可能产生出电子、质子等带电粒了。而这些电子和质子等与 物质相互作用的规律就与带电的电离辐射相同了。因此4章先介 绍带电的电离辐射与物质的相互作用。而在讲述中子和γ辐射与 物质的相互作用时,只介绍由它们穿透物质时产生带电粒子的作 用过程以及中子、Y辐射本身的衰减规律。 研究电离辐射与物质的相互作用有以下几方面的意义: 1)可以详细了解原子和原子核的结构、射线身的性质和 射线发射的过程y 2)它是研制和了解各种类型辐射探测器的物理基础 〔3)它是了解和进行辐射防护以求保证人体和环境安全$基 础 (4)它是在工农业、医疗以及在各学科中开展辐射应用究 工作的理论基础 第一节重带电粒子与物质的相互作用 根据带电的电离辐射静止质量的差别可分为重带电粒子(如 粒子、质子等)和轻带电粒子(电予和正电子)。 在核工程技术领城内所涉及到的重带电粒子,其能量绝大部 分在10keV到10MeV之间。在此能量范围内的重带电粒予,穿透 物质时,在气体内最多穿透几个cm,在液体和固体内最多穿透 几十m的深度后全部停滞在该物质内。与这深度相应的经历时 间,在气体内约为10"s,在液体和固体内约为10-12到10-1ls量 级。东这段历程内,1MeV的重带电粒了大约经历14次或更多次 妇碰撞,大约使10或更多个原子电离。尽管经受如此多次的碰
撞,重带电粒本身偏离原来运动方向很小,因此通常可以认为 重带电粒子在物质中的路径是直线 重带电粒子与核外电子的相互作用 带电粒子可与核外电子发生弹性碰撞,但它只在其能量低 于100cV时有意义,所以一般只考虑带电粒子与核外电子的非弹 性碓搔 亟带电粒子与核外电孑发生非弹性碰撞的结果是使原子发生 电离或激发。电离就是核外电子道过非弹性碰撞得到足够的能量 后克服了原子核的東缚而脱离出来,使原子成为一个自由电子和 个正离子。这二者的总称叫离子对。如果非弹性碰撞使核外电 子得到的能量不够克服原子核的束缚而脱离出来,仅使电子从能 量低的壳层跃到能量较高的壳层,这就是原子的激发。处于激发 态的原子是不稳定的,它将自发地跳回基态,这个过程叫退激。 退激时,多余的能量常以光子形式释放出来。 无论是电离或是激发都导致重带电粒子损失动能,速度逐渐 减慢直到最后停止。使一个原子电离所需要的平均能量称为平均 电离能。平均电离能要比原子的电离电位大,这是因为它包括了 在带电粒子穿过物质时由于激发作用而损失了的能量。在同一种 类的气体中,一种带电粒子的平均电离能与它的动能无关。不同 种类的物质平均电离能虽不同,但其数值变化不大。例如粒了 在空中的平均电离能为34.98eV,在氬气中的平均电离能为 26.3cV(参看第二章表2-1)。 把带电粒子使物质原子电离或激发而损失的能量称为电离能 量损失。带电粒子在物质中单位路程上的电离损失称为电离能量 损失率,常用符号(-dE/dx);表示。脚标“ion”表示是由入 射粒子使哌亍电离或激发所引起的能量损失。(-dE/dx);。a也 反映了物质原子的电子对入射带电粒子的阻止能力,所以又称为 电子阻止本领