辐射源是什么

小白 QA 2020-06-22 15:36:42 阅读(...)

辐射源指能发射电离辐射的物质或装置。辐射源可以分为天然辐射源与人工辐射源。天然辐射源分为:宇宙射线、陆地辐射源、空气中的辐射源、水中的辐射源以及人体内的辐射源;人工辐射源可以分为医疗照射辐射源、公众照射辐射源以及职业照射辐射源。

辐射源(radiation source) 指能发射电离辐射的物质或装置。辐射源可以分为天然辐射源人工辐射源。天然辐射源分为:宇宙射线、陆地辐射源、空气中的辐射源、水中的辐射源以及人体内的辐射源;人工辐射源可以分为医疗照射辐射源、公众照射辐射源以及职业照射辐射源。

辐射源是什么

分类

辐射源可以根据其来源分为天然辐射源和人工辐射源。

天然辐射源

天然辐射源可根据其分布空间分为:宇宙射线、陆地辐射源、空气中的辐射源、水中的辐射源以及人体内的辐射源。

人工辐射源

人工辐射源可以分为医疗照射辐射源、公众照射辐射源以及职业照射辐射源。

天然辐射源

宇宙射线

从宇宙空间发射而来的高能粒子流,由初级宇宙射线和次级宇宙射线组成。 ü宇宙射线是来自宇宙空间的高能粒子辐射,它主要是由一些质子、α粒子与原子序数 Z>3 的核组成的。 ü宇宙射线有较强的贯穿能力,在射向地球时,与大气中与物质原子相碰撞,发生多种类型的反应而产生次级宇宙射线。由于大气层的屏蔽作用,大大减少了到达地球表面的宇宙辐射的总量。

地球上的宇生核素主要通过宇宙射线与地球大气层物质相互作用而产生。 最常见的相互作用是散裂和中⼦子俘获反应, 这两类事件的发⽣生率约为每 cm2 大气空气柱内每秒有 2 次(2cm-2s-1),而且大部分发生在大气层上部。

宇宙射线中的中子与大气层中的氮原子发生作用时,产生一种非常重要的放射性核素 14C,其反应为 14N (n,p) 14C。14C 的半衰期为 5692 年,它将扩散到低层大气中,并在那里被生物吸收。

陆地上的辐射源

地球上存在的天然放射性核素有两大类:

一类是具有衰变系列的放射性核素,即铀系、钍系、锕系,每一个系都可连续衰变十几次,才变为稳定性核素的子体,母元素均为原子序数大于 83 的重的天然放射性核素,半衰期都在 1010 年以上;

第二类是无衰变系列的天然放射性核素,如 40K 、87Rb 等

世界上的某些地区放射性本底比较高,如印度的喀拉拉邦为 13mSv/年,法国的纽曼岛约为 2.65mSv/年,我国某地约为 2.49mSv/年。当然,世界大部分地区都属低本底地区。

空气中的辐射源

空气中的本底放射性主要是由土壤中的铀和钍产生的。 同位素 238U 和 232Th 都是天然的放射性核素,在它们各自的衰变链中将分别产生 222Rn 和 220Rn,前者叫氡气,后者叫钍射气。它们都是稀有气体,常通过地球表面扩散出来,悬浮在空气中。这些气体发生衰变时,它们的产物又附着在空气中的灰尘中。

放射性气体在空气中的数量随本地区的铀和钍的含量而定。 在同一地区,气候条件将大大地影响这些气体的浓度。通常室内的水平比室外高。室内水平由建筑材料和通风率决定。在矿山和地下洞穴浓度都很高。氡和钍射气及其衰变产物的放射性对人体将产生内、外照射。 从某些建筑材料中释放出来的氡气使有些地区室内氡气含量过高,已引起人们的关注。

水中的辐射源

水中的放射性产物随水源的类型而定。 –例如,海水中含有大量的 40K。 –许多天然泉水中含有相当数量的铀、钍和镭等放射性元素。由于雨天从空气中收集放射性物质,地面水收集存在于岩石和土壤中的放射性,因此可以说几乎所有的水多少都含有放射性。 ·通常饮水而造成人体内照射的剂量已包括在人体内放射性造成的剂量之中。

人体内的天然辐射源

体内放射源主要是人体内含有某些微量放射性元素,如 14C 和 40K 等。

铀和钍系的放射性气体衰变产物,即氡气和钍射气,对人体内放射性也有显著的贡献。

由于地球上的土壤和水中都含有少量放射性物质,其中一部分通过饮水和食物链的循环而转移到人体内,产生对人体的照射

人体内的放射性还有 226Ra、228Ra 和 14C 等,但其量甚微。

平均剂量约为 1.52mSv · a-1。

在人体内,40K 的含量最多。如根据人体平均含有体重的 0.2%的天然钾,而每克天然钾按含有 8.2×10-10 居里 40K 计算,一个体重为 60 千克的人,体内 40K 的放射性活度为: ·8.2×10-10×3.7×1010×60×103×2×10-3 = 3640Bq = 3.64kBq

自从有人类以来一直受天然辐射源的照射,称为天然本底照射,它已是人类不可缺少的一种生存环境。有实验证明,生物如果在完全没有天然辐射源照射的条件下,是无法生存的。

人工辐射源

医疗照射

1 放射性诊断

据估计,群体由于使用 X 射线进行放射性诊断,而受到的照射占医疗照射的 75~90%。放射性诊断包括透视、拍片、萤光检查和 CT 检查等诊断方法。

诊 断 方 法

剂 量 水 平

胸透

0.5~1mSv

拍片

头 3~5 mSv;胸 0.4~1.5 mSv;腰椎 10~40 mSv;胸椎 7~20 mSv

萤光检查

正常 25mSv/分;高水平 100mSv/分

计算机断层照相

腹 25mSv;腰椎 35mSv;头 50mSv

2 放射性治疗

利用放射性照射来治疗肿瘤等疾病已广泛地应用在医疗界,尽管在某些治疗中患者可能受到大剂量的照射,但实际上接受放射性治疗的还是少数人。在大多数国家,放射性治疗对群体产生的平均剂量远低于放射性诊断。

3 放射性同位素在医学中的应用

放射性同位素在医学中可用于跟踪人体内化学物质的转移途径和部位。因为放射性同位素与同一元素的稳定同位素,在化学性质上是相同的,所以它们在人体内经过的途径和浓集的程度也是相同的。

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