《放射性儀器與測量》課件

《放射性儀器與測量》本課程將深入探討放射性儀器和測量技術(shù)，涵蓋放射性原理、儀器分類、測量方法、應(yīng)用實例以及安全防護等方面。課程概述目標了解放射性儀器的原理、分類、使用方法以及應(yīng)用領(lǐng)域。內(nèi)容放射性基礎(chǔ)知識、放射性測量儀器、放射性測量方法、放射性應(yīng)用、放射性安全防護。放射性背景知識原子結(jié)構(gòu)原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子又稱為核子。同位素具有相同原子序數(shù)但中子數(shù)不同的原子被稱為同位素。放射性一些原子核不穩(wěn)定，會自發(fā)地發(fā)生放射性衰變，釋放出能量和粒子。放射性衰變1α衰變原子核釋放出α粒子（氦核），原子核的質(zhì)量數(shù)減少4，原子序數(shù)減少2。2β衰變原子核釋放出β粒子（電子或正電子），原子核的質(zhì)量數(shù)不變，原子序數(shù)增加或減少1。3γ衰變原子核從高能級躍遷到低能級，釋放出γ射線（高能光子），原子核的質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)不變。放射性活度放射性活度是指放射性物質(zhì)單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的次數(shù)，單位為貝克勒爾（Bq）或居里（Ci）。主要的放射性測量單位貝克勒爾（Bq）放射性活度的國際單位，表示每秒發(fā)生的衰變次數(shù)。居里（Ci）放射性活度的傳統(tǒng)單位，1Ci=3.7×10^10Bq。戈瑞（Gy）吸收劑量的單位，表示每千克物質(zhì)吸收的能量，1Gy=1J/kg。西弗（Sv）劑量當量的單位，表示輻射對生物組織造成的傷害程度，1Sv=1J/kg。放射性測量儀器分類氣體電離室利用電離輻射在氣體中產(chǎn)生的離子對進行測量，適用于較高劑量率的測量。計數(shù)管利用電離輻射在氣體中產(chǎn)生的離子對引起放電，計數(shù)脈沖，適用于較低劑量率的測量。閃爍檢測器利用電離輻射與閃爍體相互作用產(chǎn)生的光信號進行測量，適用于多種類型輻射的測量。半導(dǎo)體探測器利用電離輻射在半導(dǎo)體材料中產(chǎn)生的電子空穴對進行測量，適用于能量譜分析。氣體電離室氣體電離室是一種利用電離輻射在氣體中產(chǎn)生的離子對進行測量的儀器，適用于較高劑量率的測量。比例計數(shù)管比例計數(shù)管是一種利用電離輻射在氣體中產(chǎn)生的離子對引起放電，計數(shù)脈沖的儀器，適用于較低劑量率的測量。蓋革-米勒計數(shù)管蓋革-米勒計數(shù)管是一種利用電離輻射在氣體中產(chǎn)生的離子對引起放電，計數(shù)脈沖的儀器，適用于較低劑量率的測量。閃爍檢測器閃爍檢測器是一種利用電離輻射與閃爍體相互作用產(chǎn)生的光信號進行測量的儀器，適用于多種類型輻射的測量。半導(dǎo)體探測器半導(dǎo)體探測器是一種利用電離輻射在半導(dǎo)體材料中產(chǎn)生的電子空穴對進行測量的儀器，適用于能量譜分析。高純鍺探測器高純鍺探測器是一種具有高能量分辨率的半導(dǎo)體探測器，適用于高精度能量譜分析。放射性測量的基礎(chǔ)知識計數(shù)率單位時間內(nèi)探測器接收到的粒子數(shù)。計數(shù)效率探測器接收到的粒子數(shù)與實際發(fā)射的粒子數(shù)之比。本底計數(shù)探測器在沒有放射源的情況下接收到的粒子數(shù)。放射性檢測的基本方法直接計數(shù)法直接測量放射源發(fā)射的粒子數(shù)。間接測量法通過測量放射源對物質(zhì)產(chǎn)生的影響來間接測量放射源的強度。放射性譜分析放射性譜分析是指根據(jù)放射性核素發(fā)射的射線能量和強度來識別核素種類和活度的技術(shù)。多道分析系統(tǒng)多道分析系統(tǒng)是一種用于采集和處理放射性譜數(shù)據(jù)的電子設(shè)備，可用于多種類型輻射的能量譜分析。放射性同位素示蹤技術(shù)放射性同位素示蹤技術(shù)是指利用放射性同位素作為示蹤劑，追蹤物質(zhì)在生物、化學(xué)或物理過程中的變化。應(yīng)用實例一：放射性同位素應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷1診斷例如，碘-131用于甲狀腺功能檢查，锝-99m用于骨骼掃描。2治療例如，鈷-60用于腫瘤放射治療，碘-131用于甲狀腺癌治療。應(yīng)用實例二：放射性同位素應(yīng)用于工業(yè)檢測1無損檢測例如，用γ射線探傷金屬材料的內(nèi)部缺陷。2厚度測量例如，用β射線測量薄膜或紙張的厚度。3流量測量例如，用放射性同位素測量管道中的流體流量。應(yīng)用實例三：放射性同位素應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測1水質(zhì)監(jiān)測例如，用放射性同位素測量水體中的污染物濃度。2空氣監(jiān)測例如，用放射性同位素測量空氣中的放射性氣體濃度。3土壤監(jiān)測例如，用放射性同位素測量土壤中的重金屬含量。放射性儀器保養(yǎng)與維護放射性儀器需要定期保養(yǎng)和維護，以確保其性能穩(wěn)定和安全使用。保養(yǎng)內(nèi)容包括清潔、校準、更換部件等。放射性安全防護放射性工作需要嚴格遵守安全防護措施，以避免放射性傷害。防護措施包括距離防護、屏蔽防護、時間防護等。應(yīng)急處理程序在發(fā)生放射性事故時，要迅速啟動應(yīng)急處理程序，并采取必要的防護措施，以減少人員傷亡和環(huán)境污染。放射性廢物管理放射性廢物需要進行安全處置，以防止環(huán)境污染。處置方法包括固化、封裝、深埋等。儀器校準和檢定放射性儀器需要定期進行校準和檢定，以保證其測量結(jié)果的準確性。校準和檢定應(yīng)由專業(yè)機構(gòu)進行。實驗實踐課程將安排實驗實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生可以動手操