輻射防護(hù)常用知識(shí)
一、原子核與原子（核）能?
??? 自然界的物質(zhì)由各種各樣的元素組成，比如，水由氫元素和氧元素組成，食鹽由鈉元素和氯元素組成。元素通常被叫做原子（嚴(yán)格地說(shuō)，把核電荷數(shù)相同的一類原子叫做一種元素），所以，可以說(shuō)，物質(zhì)是由各種各樣的原子組成的。
???? 原子由原子核與電子組成。原子核位于“中心”地位，幾乎集中了原子全部質(zhì)量，帶正電荷；電子帶負(fù)電荷，圍繞“核心”運(yùn)動(dòng)。原子的質(zhì)量數(shù)取決于原子核，其電子質(zhì)量數(shù)忽略不計(jì)。每種原子都有一個(gè)“原子核心”和多個(gè)電子，電子一圈一圈“守規(guī)矩”排列并且運(yùn)動(dòng)。不同的原子其電子數(shù)也不同，比如，炭原子6個(gè)電子，氫原子1個(gè)電子。不同原子，其原子核具有的正電荷數(shù)目就不同；原子核的正電荷數(shù)目，正是它在元素周期表中排列的序號(hào)。
??? 原子核由質(zhì)子和中子組成，“姐妹”倆統(tǒng)稱“核子”。不過(guò)，中子不帶電荷。只有質(zhì)子帶正電荷，與對(duì)應(yīng)的電子（負(fù)電荷）形成“穩(wěn)定局面”。比如，原子序號(hào)都為1的氫有3種，“正宗”的氫只有1個(gè)質(zhì)子，即帶1個(gè)正電荷，另兩種分別叫重氫和超重氫。重氫又叫氘（音“刀”），其原子核中有1個(gè)質(zhì)子，還有1個(gè)中子；超重氫又叫氚（音“川”），1個(gè)質(zhì)子，2個(gè)中子。它們的質(zhì)量分別是“正宗”氫的2倍和3倍。氫、氘、氚具有相同的化學(xué)性質(zhì)，原子序數(shù)都是1，科學(xué)家把它們叫做“氫的3種同位素”，也可以叫做3種不同的核素，分別寫(xiě)作11H、12D、13T 。左下角數(shù)字表示“原子序數(shù)”，左上角數(shù)字表示其質(zhì)量數(shù)。
??? 原子核中的質(zhì)子帶有的正電荷數(shù)目，同電子（帶負(fù)電荷）數(shù)目是相等的，正是它在元素周期表中排列的序號(hào)，科學(xué)家稱之為“原子序數(shù)”。又比如氦原子，寫(xiě)作 24 He，原子序數(shù)為2，其質(zhì)量數(shù)是4，顯然，其原子核中有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子。
??? 質(zhì)子和中子之間，中子和中子之間，質(zhì)子和質(zhì)子之間，總而言之，核子之間，存在著很強(qiáng)的吸引力——核力，或者說(shuō)結(jié)合能、原子能。在一般情況下，核力使所有核子結(jié)合成一個(gè)緊密的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。要想分裂一個(gè)原子核，就必須從外部供給能量，克服這種結(jié)合能。
??? 研究表明，質(zhì)量不同的原子核，其結(jié)合能是不同的。中等質(zhì)量的原子核，其結(jié)合能較大；“重量級(jí)”質(zhì)量的原子核，其結(jié)合能較小。當(dāng)“重量級(jí)”原子核分裂成中等質(zhì)量的原子核時(shí)，要放出能量，這就叫“核裂變能”。
??? 又知道，“輕量級(jí)”原子核的結(jié)合能也比中等級(jí)質(zhì)量的原子核結(jié)合能要小，兩個(gè)“輕量級(jí)”原子核聚合成一個(gè)中等級(jí)質(zhì)量的原子核時(shí)，也有能量放出，這就是“核聚變能”。
??? 它們都叫核能。核電站就是利用“核裂變能”原理進(jìn)行發(fā)電。
??? 二、放射性
??? 1、 放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
??? 1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾在研究物質(zhì)的熒光時(shí)發(fā)現(xiàn)，某些鈾鹽可以放射一種人的眼睛看不見(jiàn)的射線，這種射線能穿過(guò)黑紙、玻璃、金屬箔使照像底片感光；而且還觀測(cè)到，靠近鈾鹽的空氣被“電離”了，驗(yàn)電器可以檢驗(yàn)出來(lái)。
??? 1898年，居里夫人和施密特各自觀測(cè)到，釷的化合物也能放出類似的射線。居里夫人把這種“原子現(xiàn)象”稱為放射性。不久，她又發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的鐳。鉛可以有效地阻擋射線。
??? 1899年，有科學(xué)家將鐳源放入鉛制造的容器中，容器開(kāi)有一小孔，讓鐳的射線射出。然后在射線的垂直方向施以磁場(chǎng)力，奇跡出現(xiàn)了，射線在磁場(chǎng)力作用下，分解為3束，科學(xué)家把它們分別命名為α、β、γ射線。后來(lái)證明，偏轉(zhuǎn)角度不大的α射線或者說(shuō)α粒子就是氦原子核（帶正電荷）；偏轉(zhuǎn)角度大的那束命名β，是電子束（帶負(fù)電荷）；中間不偏轉(zhuǎn)的命名γ，是電磁波，無(wú)電荷。
??? 2、 放射性核素
??? 核素可以分為兩大類，一類是穩(wěn)定的，另一類是不穩(wěn)定的。不穩(wěn)定核素可以自發(fā)地蛻變?yōu)榱硗庠氐暮怂?，這個(gè)過(guò)程叫做放射性衰變。在放射性衰變過(guò)程中，會(huì)從核內(nèi)放出 α 粒子、β粒子 、γ光子以及其它射線。這種不穩(wěn)定核素放出射線的特性叫放射性。例如，考古鑒定文物年代使用的碳-14（寫(xiě)作14C），它就衰變成氮-14（寫(xiě)作 14N）。氮-14是穩(wěn)定核素?，F(xiàn)在已經(jīng)知道的107種元素的1900多種同位素中，大約有300種是穩(wěn)定核素；其余1600種是放射性核素，其中的大約60種是天然放射性核素，其它是人工制造的。放射性核素又叫放射源。
??? 3、 放射性活度和單位
??? 據(jù)《中國(guó)環(huán)境報(bào)》權(quán)威資料，全國(guó)現(xiàn)有放射源用戶上萬(wàn)家，“密封放射源”大約5萬(wàn)枚，總活度約1350萬(wàn)居里。那么，什么叫放射性活度？所謂放射性活度是指一定量的放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)的衰變數(shù)；單位是“貝可勒爾”，簡(jiǎn)稱貝可，符號(hào)為Bq ；1Bq =1個(gè)衰變/秒。所謂居里（符號(hào)Ci ），是以前用的或者說(shuō)習(xí)慣用的單位，居里與貝可的關(guān)系是：1居里=3.7×1010貝可。
??? 4、 電離輻射
??? α粒子、β粒子、質(zhì)子等帶電荷，可以直接引起物質(zhì)電離；X射線、γ光子和中子等不帶電荷，但是在與物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生“次級(jí)粒子”從而使物質(zhì)電離。所有這些現(xiàn)象，統(tǒng)稱電離輻射，習(xí)慣簡(jiǎn)稱輻射。另外，紅外線、紫外線、微波、激光等也稱輻射，但不是“電離輻射”。
??? 5、 電離輻射劑量和單位
??? 電離輻射作用于人體，會(huì)引起人體的某些變化。人們?yōu)榱搜芯窟@種影響，借用了醫(yī)藥中“劑量”一詞，稱電離輻射劑量，用以度量電離輻射的程度。隨著輻射防護(hù)科學(xué)的發(fā)展，“劑量”一詞的含義語(yǔ)來(lái)愈豐富。這里介紹幾種常用的概念。
??? 1）、照射（劑）量，指X射線 、γ射線在空氣中產(chǎn)生電離作用的能力大小。以前的或者說(shuō)人們習(xí)慣的專用單位是倫琴，簡(jiǎn)稱倫，符號(hào)為R 。
??? 2）、照射（劑）量率，是指單位時(shí)間里的照射（劑）量，常常以倫/小時(shí)、微倫/秒表示，符號(hào)分別為R/h 與 μR/S，或者寫(xiě)作Rh-1 與μRS–1 。
??? 現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)使用的測(cè)量“照射量率”的儀表，其單位是 μGy h-1 讀作“微戈瑞每小時(shí)”。
??? 照射（劑）量率通常是指場(chǎng)所X射線 、γ射線的輻射強(qiáng)度，而不是人體受照射劑量。
??? 3）、吸收劑量，這可以指人體受到電離輻射后吸收了多少能量。其專用單位是“戈瑞”，簡(jiǎn)稱戈，符號(hào)為Gy；或毫戈瑞、微戈瑞。
??? 4）、當(dāng)量劑量。人體吸收劑量產(chǎn)生的效應(yīng)，除了與劑量多少有關(guān)外，還與其它因素（比如輻射類型、射線能量大小和照射條件）有關(guān)，因此要根據(jù)其它因素進(jìn)行修正，修正后的吸收劑量叫“當(dāng)量劑量”。
??? 5）、有效劑量。人體受到照射時(shí)，常常是多個(gè)器官受到照射。器官不同，產(chǎn)生的效應(yīng)也不同，所以，要進(jìn)一步細(xì)化為“有效劑量”。當(dāng)量劑量和有效劑量的單位都叫“希沃特”，簡(jiǎn)稱希，符號(hào)為Sv，常常用毫希：mSv。
??? 6）、待積當(dāng)量劑量和待積有效劑量。這是為了計(jì)算放射性物質(zhì)進(jìn)入人體內(nèi)后長(zhǎng)時(shí)間（一般地說(shuō)，成人取50年，兒童取70年）對(duì)人體組織和器官造成的當(dāng)量劑量和有效劑量。
??? 三、電離輻射對(duì)人體的效應(yīng)
??? 電離輻射對(duì)人體的作用，是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。它通過(guò)直接的或間接的電離作用，使人體的分子發(fā)生電離或者激發(fā)。對(duì)人體的水分子，會(huì)使其產(chǎn)生多種自由基和活化分子；嚴(yán)重的，導(dǎo)致細(xì)胞或機(jī)體損傷甚至死亡。
??? 當(dāng)然，電離輻射對(duì)人體的作用過(guò)程是“可逆轉(zhuǎn)”的，人體自身具有修復(fù)功能，這種修復(fù)能力的大小與個(gè)體素質(zhì)的差異有關(guān)，與原始損傷程度有關(guān)。所以，一定要控制人所受劑量的大小。
??? 1、 外照射
??? 對(duì)X射線 、γ射線，吸收劑量在0.25戈瑞以下時(shí)，人體一般不會(huì)有明顯效應(yīng)；但是，劑量再增加，就可能出現(xiàn)損傷。當(dāng)達(dá)到幾個(gè)戈瑞時(shí)，就可能使部分人死亡。接受同樣數(shù)量的“吸收劑量”，受照射時(shí)間越短，損傷越大；反之，則輕。吸收同樣數(shù)量劑量，分幾次照射，比一次照射損傷要輕。
??? α粒子穿透能力弱（一張紙就可以阻擋），不會(huì)引起外照射損傷。β粒子穿透能力也較弱，外照射時(shí)只能引起皮膚損傷。γ射線穿透能力強(qiáng)，人體局部受到它照射，吸收2～3戈瑞劑量時(shí)不會(huì)出現(xiàn)全身癥狀，即使有人出現(xiàn)也很輕微。但是，全身照射就可能會(huì)引起放射病。
??? 不同組織和器官對(duì)電離輻射敏感性也不同。
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??? 自然界的物質(zhì)由各種各樣的元素組成，比如，水由氫元素和氧元素組成，食鹽由鈉元素和氯元素組成。元素通常被叫做原子（嚴(yán)格地說(shuō)，把核電荷數(shù)相同的一類原子叫做一種元素），所以，可以說(shuō)，物質(zhì)是由各種各樣的原子組成的。
???? 原子由原子核與電子組成。原子核位于“中心”地位，幾乎集中了原子全部質(zhì)量，帶正電荷；電子帶負(fù)電荷，圍繞“核心”運(yùn)動(dòng)。原子的質(zhì)量數(shù)取決于原子核，其電子質(zhì)量數(shù)忽略不計(jì)。每種原子都有一個(gè)“原子核心”和多個(gè)電子，電子一圈一圈“守規(guī)矩”排列并且運(yùn)動(dòng)。不同的原子其電子數(shù)也不同，比如，炭原子6個(gè)電子，氫原子1個(gè)電子。不同原子，其原子核具有的正電荷數(shù)目就不同；原子核的正電荷數(shù)目，正是它在元素周期表中排列的序號(hào)。
??? 原子核由質(zhì)子和中子組成，“姐妹”倆統(tǒng)稱“核子”。不過(guò)，中子不帶電荷。只有質(zhì)子帶正電荷，與對(duì)應(yīng)的電子（負(fù)電荷）形成“穩(wěn)定局面”。比如，原子序號(hào)都為1的氫有3種，“正宗”的氫只有1個(gè)質(zhì)子，即帶1個(gè)正電荷，另兩種分別叫重氫和超重氫。重氫又叫氘（音“刀”），其原子核中有1個(gè)質(zhì)子，還有1個(gè)中子；超重氫又叫氚（音“川”），1個(gè)質(zhì)子，2個(gè)中子。它們的質(zhì)量分別是“正宗”氫的2倍和3倍。氫、氘、氚具有相同的化學(xué)性質(zhì)，原子序數(shù)都是1，科學(xué)家把它們叫做“氫的3種同位素”，也可以叫做3種不同的核素，分別寫(xiě)作11H、12D、13T 。左下角數(shù)字表示“原子序數(shù)”，左上角數(shù)字表示其質(zhì)量數(shù)。
??? 原子核中的質(zhì)子帶有的正電荷數(shù)目，同電子（帶負(fù)電荷）數(shù)目是相等的，正是它在元素周期表中排列的序號(hào)，科學(xué)家稱之為“原子序數(shù)”。又比如氦原子，寫(xiě)作 24 He，原子序數(shù)為2，其質(zhì)量數(shù)是4，顯然，其原子核中有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子。
??? 質(zhì)子和中子之間，中子和中子之間，質(zhì)子和質(zhì)子之間，總而言之，核子之間，存在著很強(qiáng)的吸引力——核力，或者說(shuō)結(jié)合能、原子能。在一般情況下，核力使所有核子結(jié)合成一個(gè)緊密的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。要想分裂一個(gè)原子核，就必須從外部供給能量，克服這種結(jié)合能。
??? 研究表明，質(zhì)量不同的原子核，其結(jié)合能是不同的。中等質(zhì)量的原子核，其結(jié)合能較大；“重量級(jí)”質(zhì)量的原子核，其結(jié)合能較小。當(dāng)“重量級(jí)”原子核分裂成中等質(zhì)量的原子核時(shí)，要放出能量，這就叫“核裂變能”。
??? 又知道，“輕量級(jí)”原子核的結(jié)合能也比中等級(jí)質(zhì)量的原子核結(jié)合能要小，兩個(gè)“輕量級(jí)”原子核聚合成一個(gè)中等級(jí)質(zhì)量的原子核時(shí)，也有能量放出，這就是“核聚變能”。
??? 它們都叫核能。核電站就是利用“核裂變能”原理進(jìn)行發(fā)電。
??? 二、放射性
??? 1、 放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
??? 1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾在研究物質(zhì)的熒光時(shí)發(fā)現(xiàn)，某些鈾鹽可以放射一種人的眼睛看不見(jiàn)的射線，這種射線能穿過(guò)黑紙、玻璃、金屬箔使照像底片感光；而且還觀測(cè)到，靠近鈾鹽的空氣被“電離”了，驗(yàn)電器可以檢驗(yàn)出來(lái)。
??? 1898年，居里夫人和施密特各自觀測(cè)到，釷的化合物也能放出類似的射線。居里夫人把這種“原子現(xiàn)象”稱為放射性。不久，她又發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的鐳。鉛可以有效地阻擋射線。
??? 1899年，有科學(xué)家將鐳源放入鉛制造的容器中，容器開(kāi)有一小孔，讓鐳的射線射出。然后在射線的垂直方向施以磁場(chǎng)力，奇跡出現(xiàn)了，射線在磁場(chǎng)力作用下，分解為3束，科學(xué)家把它們分別命名為α、β、γ射線。后來(lái)證明，偏轉(zhuǎn)角度不大的α射線或者說(shuō)α粒子就是氦原子核（帶正電荷）；偏轉(zhuǎn)角度大的那束命名β，是電子束（帶負(fù)電荷）；中間不偏轉(zhuǎn)的命名γ，是電磁波，無(wú)電荷。
??? 2、 放射性核素
??? 核素可以分為兩大類，一類是穩(wěn)定的，另一類是不穩(wěn)定的。不穩(wěn)定核素可以自發(fā)地蛻變?yōu)榱硗庠氐暮怂?，這個(gè)過(guò)程叫做放射性衰變。在放射性衰變過(guò)程中，會(huì)從核內(nèi)放出 α 粒子、β粒子 、γ光子以及其它射線。這種不穩(wěn)定核素放出射線的特性叫放射性。例如，考古鑒定文物年代使用的碳-14（寫(xiě)作14C），它就衰變成氮-14（寫(xiě)作 14N）。氮-14是穩(wěn)定核素?，F(xiàn)在已經(jīng)知道的107種元素的1900多種同位素中，大約有300種是穩(wěn)定核素；其余1600種是放射性核素，其中的大約60種是天然放射性核素，其它是人工制造的。放射性核素又叫放射源。
??? 3、 放射性活度和單位
??? 據(jù)《中國(guó)環(huán)境報(bào)》權(quán)威資料，全國(guó)現(xiàn)有放射源用戶上萬(wàn)家，“密封放射源”大約5萬(wàn)枚，總活度約1350萬(wàn)居里。那么，什么叫放射性活度？所謂放射性活度是指一定量的放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)的衰變數(shù)；單位是“貝可勒爾”，簡(jiǎn)稱貝可，符號(hào)為Bq ；1Bq =1個(gè)衰變/秒。所謂居里（符號(hào)Ci ），是以前用的或者說(shuō)習(xí)慣用的單位，居里與貝可的關(guān)系是：1居里=3.7×1010貝可。
??? 4、 電離輻射
??? α粒子、β粒子、質(zhì)子等帶電荷，可以直接引起物質(zhì)電離；X射線、γ光子和中子等不帶電荷，但是在與物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生“次級(jí)粒子”從而使物質(zhì)電離。所有這些現(xiàn)象，統(tǒng)稱電離輻射，習(xí)慣簡(jiǎn)稱輻射。另外，紅外線、紫外線、微波、激光等也稱輻射，但不是“電離輻射”。
??? 5、 電離輻射劑量和單位
??? 電離輻射作用于人體，會(huì)引起人體的某些變化。人們?yōu)榱搜芯窟@種影響，借用了醫(yī)藥中“劑量”一詞，稱電離輻射劑量，用以度量電離輻射的程度。隨著輻射防護(hù)科學(xué)的發(fā)展，“劑量”一詞的含義語(yǔ)來(lái)愈豐富。這里介紹幾種常用的概念。
??? 1）、照射（劑）量，指X射線 、γ射線在空氣中產(chǎn)生電離作用的能力大小。以前的或者說(shuō)人們習(xí)慣的專用單位是倫琴，簡(jiǎn)稱倫，符號(hào)為R 。
??? 2）、照射（劑）量率，是指單位時(shí)間里的照射（劑）量，常常以倫/小時(shí)、微倫/秒表示，符號(hào)分別為R/h 與 μR/S，或者寫(xiě)作Rh-1 與μRS–1 。
??? 現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)使用的測(cè)量“照射量率”的儀表，其單位是 μGy h-1 讀作“微戈瑞每小時(shí)”。
??? 照射（劑）量率通常是指場(chǎng)所X射線 、γ射線的輻射強(qiáng)度，而不是人體受照射劑量。
??? 3）、吸收劑量，這可以指人體受到電離輻射后吸收了多少能量。其專用單位是“戈瑞”，簡(jiǎn)稱戈，符號(hào)為Gy；或毫戈瑞、微戈瑞。
??? 4）、當(dāng)量劑量。人體吸收劑量產(chǎn)生的效應(yīng)，除了與劑量多少有關(guān)外，還與其它因素（比如輻射類型、射線能量大小和照射條件）有關(guān)，因此要根據(jù)其它因素進(jìn)行修正，修正后的吸收劑量叫“當(dāng)量劑量”。
??? 5）、有效劑量。人體受到照射時(shí)，常常是多個(gè)器官受到照射。器官不同，產(chǎn)生的效應(yīng)也不同，所以，要進(jìn)一步細(xì)化為“有效劑量”。當(dāng)量劑量和有效劑量的單位都叫“希沃特”，簡(jiǎn)稱希，符號(hào)為Sv，常常用毫希：mSv。
??? 6）、待積當(dāng)量劑量和待積有效劑量。這是為了計(jì)算放射性物質(zhì)進(jìn)入人體內(nèi)后長(zhǎng)時(shí)間（一般地說(shuō)，成人取50年，兒童取70年）對(duì)人體組織和器官造成的當(dāng)量劑量和有效劑量。
??? 三、電離輻射對(duì)人體的效應(yīng)
??? 電離輻射對(duì)人體的作用，是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。它通過(guò)直接的或間接的電離作用，使人體的分子發(fā)生電離或者激發(fā)。對(duì)人體的水分子，會(huì)使其產(chǎn)生多種自由基和活化分子；嚴(yán)重的，導(dǎo)致細(xì)胞或機(jī)體損傷甚至死亡。
??? 當(dāng)然，電離輻射對(duì)人體的作用過(guò)程是“可逆轉(zhuǎn)”的，人體自身具有修復(fù)功能，這種修復(fù)能力的大小與個(gè)體素質(zhì)的差異有關(guān)，與原始損傷程度有關(guān)。所以，一定要控制人所受劑量的大小。
??? 1、 外照射
??? 對(duì)X射線 、γ射線，吸收劑量在0.25戈瑞以下時(shí)，人體一般不會(huì)有明顯效應(yīng)；但是，劑量再增加，就可能出現(xiàn)損傷。當(dāng)達(dá)到幾個(gè)戈瑞時(shí)，就可能使部分人死亡。接受同樣數(shù)量的“吸收劑量”，受照射時(shí)間越短，損傷越大；反之，則輕。吸收同樣數(shù)量劑量，分幾次照射，比一次照射損傷要輕。
??? α粒子穿透能力弱（一張紙就可以阻擋），不會(huì)引起外照射損傷。β粒子穿透能力也較弱，外照射時(shí)只能引起皮膚損傷。γ射線穿透能力強(qiáng)，人體局部受到它照射，吸收2～3戈瑞劑量時(shí)不會(huì)出現(xiàn)全身癥狀，即使有人出現(xiàn)也很輕微。但是，全身照射就可能會(huì)引起放射病。
??? 不同組織和器官對(duì)電離輻射敏感性也不同。
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