当N=No,1nNo/N=ln2-0.693,可得 0.693 t 1 (1-10) t12为裂变物质的半衰期。裂变剩余原子数与时间的关系如图18 所示。由此图和式(1-10)可见,对确定的裂变物质,其半衰期是 个常数。与袈变起始的物质量无关。裂变物质的放射强度由于辐 射时间的延长而减弱,但永远不会衰变完,这表明放射性危害对人 体会有终生的影响。 表1-19列出了几种危险放射性物质的放射产物及半衰期,可 供参考。 N 4+4:艹h+— 图1-NNat曲线 表1-19几种危险放射产物及半衰期 裂变物质 辐射产物 半衰期 半衰期 裂变物质辐射产物 /年 氢(8Kr) 氚(3tI 锯(sr) 钴(o) 铯(Cs) 碳(“) 5770 碘(3 j、了 (2)a、β、Y射线a、β、γ二种射线对被辐射物体的穿透能 力并不相等,其危害作用也不样 α射线α粒子即氦核(He2),其裂变能在4~10MeV之间 颗粒质量为4anu( atomic mass unit),带有2个正电荷。a射线在
发射过程中与沿途存在的其他原」发生相互作用,在lcm长度内 (空气中)可产生30000~10000个离子对,因此在空气中的运动 速度不高(约16000km/s),在空气中的衰减长度(发射长度)仅 1~8cmaa射线进人固体中会迅速消耗,人的皮肤即可阻挡。所以 a射线对人体的危害较轻,但对人体一生的持续影响仍不可忽视。 3射线β粒子即电子,其裂变能较低(0.2~3,2MeV),质 量极小(5.5×10-4amu),但其运幼速度极高(接近光速),在发 射过程中产生的离子对仅200对/m(空气),在空气中的衰减长 度可达数米。可穿透人体的皮下组织,对外部器官如眼睛等可造成 损伤。 y射线射线是一种电磁射线,由光子组成,类似医疗中的X 射线。γ射线不带电荷,可在发射过程中与其他原子随机碰撞,其 裂变能为0.7MeV。Y射线在空气中的衰减长度可达1000cm (100m),在水中可达50m,在金属铅中亦可达5cm,y射线可不 受阻碍地进人人体,如果超过允许剂量,可对人体造成全面的 损伤 (3)辐射剂量射线能否对人造成伤害,取决于人体受照射的 剂量。 ①测量放射性的单位 拉德(Rad)1Rad定义为克被辐射物通过辐射吸收100尔 格的能量。对同一强毒的同一射线,不同辐射材料的拉德数是不相 同的。 伦琴( Roentgen)在0℃,1atm下,每克空气吸收辐射能量 877尔格称为1伦琴。伦琴被当作标准状况下的辐射标准单位, 但伦琴测量单位并未指明辐射对象。 雷姆(Rem)或毫雷姆(0.001kem)雷姆是用以统∽衠量生物 所受的各种辐射剂量的辐射剂量当量单位( Roentgen quivalent man), 它可由拉德数计算而得 H: I)Q(Rem) (1-11) 式中D-Rad数
Q—-品质系数,按各种射线在生物体内一生中的持续影 响而定,对α射线,Q-1.0;对β、Y射线,QB (Qx)=1-1.7 居里(rie)居里可作为辐射强度单位,居里相当于1克镭 的放射强度。居里也可用以表示放射性物质含量:1居里表示含有 强度为1居的放射性物质 ②允许剂量国际放射防护委员会曾制定了5Rem/a的最大 容许剂量标准。这个标准对于y射线相当于在2.5Rem/h或 0.69μRem/s的照射下每周持续上作40h,50年也不会损害健康a 目前世界各国广泛采用这个标准。对放射性工作场所邻近地区居民 的限制剂量,规定为放射性上作人员的十分之一,我国规定为百分 之…,即50mRem/a 地球上的居民实际上均叮接受一定的大然本底辐射量,包括宇 宙射线、士壤和建筑材料中所含的天然放射性物质以及人体本身的 内辐射等。据统计,这些本底辐射剂量约为100~15mRcm/a表 t-20为美国的统计数字,可做参考。 表1-20美国周年平均辐射量(本底值) 辐射剂量 辐射剂量 射线来源 AmRetn射线来源 /mRem (a每人) /(a每人)] a(y)岩4矿物(U) 30.0 体检(X射线) 20.0 3若石、矿物(K“) 宇宙射线(海平面 大气中(3H) 总计 112.5 电视(!h/d) .5 1.4.2污染与危害 放射性核污染主要来自核燃料的循环过程,图19表示了核 污染源的产生过程。在原f能发电厂中产生一些固体的、液体的和 气体的放射性废料,这些废料中包括用过的防护用品和机械设备。 危害最大的是用过的核燃料.以及在反应器的金属部件上由于化学 反应而产生的含有钴、锌和铁产物的液体废料和以液态或气态方式
铀矿开采]—--核燃料制备 核反应 器 受污染的表土尾矿污染产物废弃燃料污染产物 增殖反应堆j一。「再生系统」→混合与转换 污染产物P与污染产物 图19核燃料放射性污染源 存在的H。由于H具有12.3的半衰期,所以是一种潜在的生命 危害物。 图1-10为一原子能发电厂的示意图,从图可以看出,放射性 裂变物质在厂里处于封闭循环状态,只要在技术上严格控制,是不 会产生危害人类的核污染的,但若管理失误,会造成严重后果,如 1986年前苏联切尔诺贝利核电站事故就是一个严重教训。 反应器 防扩屏 0a控制杆 一热交换器 蒸汽 反应器芯 铀燃料) 水 冷却器7汽轮机 发电机 泵 喜本冷却热体 调节器 热载体 图1-10原子能发电厂示意图 其他的工业及医疗、科研部门,也可能产生一些放射性污染, 例如8Au、13I、3P、(o等的污染,但比核工业造成的污染要 轻微得多。 核污染造成的危害(外照射的损伤效应)不仅取决于总照射剂 量,还与照射率、照射及肌体的情况(年龄、健康)有关。人体对
辐射最敏感的是增殖旺盛的细胞组织,如血液系统和造血器官,生 殖系统,胃肠系统,眼睛的水晶体和皮肤等 射线引起的远期效应主要有白血病和再生障碍性贫血,恶性肿 痼及白内障。 放射性废液按强度大小订分为高水平(居里级)、中水平(毫 居里级)及低水平(微居里级)类。不同水平的废液釆取不同的 处置方法,一般高水平的放射性废液采取浓缩、密封、固化、长期 储存的办法处置;对低水平的采取各种净化措施后,自然蒸发净 化、深层处置或稀释排放。鉴于放射性污染的特殊性,除应反对利 用原子武器进行战争外,对和平利用放射性核素应建立、健全各种 严格的管理体制、加强净化处理、严格监测、严格控制,并注意居 民的安全而全面规划、合理布置有放射性污染的污染源单位。 1.5其他水污染 1.5,1病原微生物污染 这一类污染主要来自城市生活污水、医院污水、垃圾以及地面 径流。病原微生物水污染的危害历史久远.至今仍是威胁人类健康 和生命的重要污染类型。受病原微生物污染后的水体,微生物激 增,其中许多病虫卵和病毒,它们往往与其他细菌和大肠杆菌共 存,所以通常规定采用细菌总数和大肠杆菌指数值及菌值数作为病 原微生物污染的间接指标。 病原微生物质数量大,分布广,存活时间较长,繁殖速度很 快,易产生抗药性,很难绝灭:常见的致病菌是肠道传染菌。每升 生活污水细菌总数可达几百万个以上,病毒种类也有上百种。近年 来一般病菌、病虫卵造成的传染病死亡率在发达国家及我国均大大 降低,但是甲型肝炎病毒却有所Ⅰ升,说明病毒性感染疾病对人类 仍是极大的威胁。对给水处理,日前许多国家用提高出水浊度的控 制标准来控制病毒的污染.如美国采用滤池出水浊度小于1度(最 好小于0、2度),然后再釆用投氯消毒的方法控制。而西欧则主要 对低浊度出水用臭氧杀灭病毒.然后再投氯保持有效余氯的方法控