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放射性小知识

发布时间:2009/11/27 10:27:27 文章来源:科技处 浏览次数: [ 字号:

 

1、什么是辐射?

   辐射是指以波或粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量(如声辐射、热辐射、电磁辐射、粒子辐射等)的统称。例如物体受热向周围发射热量叫做热辐射;受激原子退激时发射的紫外线或X射线叫做原子辐射;不稳定的原子核衰变时发射出的粒子或γ射线叫做原子核辐射,简称核辐射。

   辐射可分为非电离辐射和电离辐射两大类。非电离辐射通常又称电磁辐射,如无线电波、红外辐射、微波、紫外线等,波的频率和能量较低,不足以使原子中的电子游离而产生带电的离子;电离辐射通常又称放射性,如αβγ射线有足够的能量使受照射物质的原子电离,这种电离过程具有双重性,即受照辐射量过大,会对生物体构成损伤,而有控制的辐照可达到治疗疾病的效果。

 

2、什么放射性?

   放射性是自然界存在的一种自然现象。世界上一切物质都是由原子构成的,每个原子的中心有一个原子核。大多数物质的原子核是稳定不变的,但有些物质的原子核不稳定,会自发地发生某些变化,这些不稳定的原子核在发生变化的同时会发射出特有的射线,这种性质就是人们常说的放射性。

   有的放射性物质在地球诞生时就存在了,如铀、钍、镭等,它们叫做天然放射性物质。另一方面,人类出于不同的目的制造了一些具有放射性的物质,这种物质叫人工放射性物质。

 

3、什么是同位素和核素?

   在中子和质子组成的原子核内,质子数相同,中子数不同的这一类原子称为同位素。会发生放射性衰变的同位素称为放射性同位素。其核内具有一定数目的中子和质子以及特定能态的原子称为核素。例如,氢同位素有三种核素:1H2H3H,元素符号的左上角标出原子质量数,他们分别被取名为氢、氘(音刀)、氚(音川)。其中,3H具有放射性,称为放射性同位素。在自然界里,1H2H同位素天然含量的原子数百分比分别为99.9852%、0.0148%,3H几乎为零。

 

4、放射线哪些种类?它们有什么特点?

   放射线包括α(阿尔法)射线、β(贝塔)射线、中子及γ(伽玛)射线等。
   α射线是由高速运动的氦原子核(2个质子和2个中子)组成的,通常也称α粒子,α衰变时大多数粒子能量在49MeV范围内。因α粒子质量重,电离本领大,射程短,一般用普通纸张即可屏蔽住。
  β射线是高速运动的电子流,有正负电子之分。负电子是稳定的,带有一个单位的负电荷,正电子带有一个单位的正电荷,两种电子的静止质量相同,其质量约为质子质量的1/1846β衰变时β粒子的能量一般在几十KeV~几MeV间,在物质中的射程相对较弱,用有机玻璃或金属铝屏蔽即可起到防护的作用。
  中子是原子核组成成分之一,它不带电荷,质量数为1,比质子略重。自由中子是不稳定的,它可以自发地发生变化,生成质子、电子和反中微子,其半衰期为10.6分钟。因中子质量轻,而且不带电,只能靠碰撞消耗能量,故多采用含氢类的物质屏蔽。
  γ射线和X射线一样,都是电磁波,又称光子,不带任何电荷,静止质量为0γ跃迁时,γ能量一般在几KeV~十几MeV,穿透能力较强,需要较厚的物质才能屏蔽,多采用厚混凝土墙或铅等物质来进行防护。

 

5、什么是放射源?

   放射源是指射性物质制成的能产生辐射照射的物质或实体,放射源按其密封状况可分为密封源和非密封源。密封源是密封在包壳或紧密覆盖层里的放射性物质,如钴-60、铯-137、铱-192等。非密封源是指没有包壳的放射性物质,也称开放源或开放型放射源,医院核医学中使用的放射性示踪剂属于非密封源,如碘-131、碘-125、锝-99m等。

 

6如何衡量放射源源强度的大小?

   一个放射源强度的大小通常不用体积或质量的大小来衡量,而使用放射性活度来表示。一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数称为它的放射性活度。1975年召开的国际计量大会规定了放射性活度的国际单位是秒的倒数(s-1),叫贝可勒尔(Becquerel),简称贝可,符号是Bq1Bq就是放射性物质在1秒钟内有1个原子核发生衰变。历史上曾用居里(Ci)表示放射性活度的大小,它与贝可的关系为1Ci3.7×1010Bq。放射源质量或体积一般都不大,但它们所含有的放射性物质的活度却可以很大。
  为了衡量物质中放射性的多少,我们用单位质量物质中的放射性活度来衡量,称为活度浓度。对于固体,其单位为每千克贝可(Bq/kg);对于液体或气体,其单位为每升贝可或每立方米贝可(Bq/LBq/m3)。与放射源不同,人们周围的水、空气、房屋、土壤与岩石等物质,其中存在的天然放射性物质活度浓度都很小。对于这些天然存在于我们周围环境中的放射性,我们称它为天然本底水平。为了控制人为活动(如核设施、核技术利用、伴生放射性矿开发利用等)对环境造成放射性污染,国家对排放环境的放射性物质都有明确的严格限制。

 

7什么是放射性半衰期?

在放射源使用过程中,常常用半衰期来表示放射性变化的快慢。所谓半衰期,就是放射性核素衰变掉一半所需要的时间。每经过一个半衰期,放射源的活度就只剩原来活度的一半了。半衰期越长,表明这个放射源的活度变化得越慢,半衰期越短,表明这个放射源的活度变化得越快。每种放射性核素都有一个特有的半衰期,其范围从几百万分之一秒到几十亿年。根据半衰期的长短,我们可以更合理地选用合适的放射源开展工作。

 

8如何判定放射性对人体健康影响的大小?

放射性无声、无色、无臭、无味,人体是无法感觉到它们的存在的,只有用专业仪表才能探测到。人们利用射线与物质相互作用并把能量消耗在物质中的原理,用仪器测量出某种射线在这个过程中由物质吸收的能量,就可以知道射线辐射场的强弱,也就是说,物质吸收的能量越多,射线辐射场越强,对人体健康的影响就越大。单位物质吸收的能量称为吸收剂量,单位为戈瑞(Gy),定义为每千克物质中吸收1焦耳的能量(J/kg)。物质在单位时间内的吸收剂量称为吸收剂量率,单位为戈瑞/小时(Gy/h)或戈瑞/秒(Gy/s)。通过选用专门的仪器,测量各种射线在空气中的吸收剂量或吸收剂量率,我们就能够知道它们的存在和大小,从而判断出它们对我们的影响。

 

9、物质的放射性能改变吗?

实验发现,用加压、加热、加电磁场、机械运动等物理或化学手段都不能人为地改变放射性核素的衰变规律。这是因为放射性核素衰变是由原子核内部的运动规律所决定的,它不以人的意志为转移。因此,我们在处理放射性物质时,只能通过合理的使用、保管、贮存等方法来达到安全使用放射线、进行辐射防护和保护环境的目的。

 

10、房屋中有哪些放射性?

房屋是由各种建筑材料构成的,如花岗石、泥土、砖瓦、混凝土和木材等,这些建筑材料都或多或少地含有放射性物质。其中以花岗石的放射性活度浓度最高,红砖次之,青砖较低,木材最低,而混凝土则随其原料而异。房屋内主要表现为室内γ辐射和氡气,另外,宇宙射线会穿过屋顶(即使是多层建筑)射入到我们的室内。一般情况下,室内的γ辐射剂量水平要高于室外,这主要是因为室内四周及上下建筑构件均对室内空间产生γ辐射;室内的放射性氡气水平要高于室外,这是由于室内常常处于较为密闭的状态,氡气聚集不易扩散的缘故。

11.氡气对人体健康有什么危害?

据权威部门调查,人类所受到的天然辐射剂量中,约有40%是由氡气引起的。氡是与地球共生的天然放射性气体,人们看不见也闻不到,是铀、镭、钍的土壤和岩石、花岗岩、页岩、磷酸盐和沥青铀矿中,人们可以发现高浓度的氡。在受到某种类型的工业矿物开采(如铀和磷酸盐)污染的土壤中,也会发现较高水平的氡。氡本身会发生自然衰变并产生具有放射性的子体衰变物。当人们呼吸时,氡的衰变产物能够被肺捕捉到,由于这些衰变产物的进一步衰变放出α粒子等射线,这种小的能量“炸弹”能够损坏肺的组织,甚至导致肺癌。

 

12.如何降低室内的氡?

氡是一种可以在房基下的土壤和岩石的空隙中自由活动的气体,氡气可以通过泥土地板、混凝土地板上的裂缝,通过墙、地沟、接合面以及空心砖墙中的缝或孔进入房间聚集,当建筑材料中含有较高水平的放射性核素时,例如掺工业废渣的建筑材料或粉煤灰时,建筑材料就有可能成为室内氡气的主要来源。

降低室内氡气的方法主要有自然通风、强制通风、密封裂缝以及采用环保型的建材和装修材料等,因室外氡浓度较低,经常打开窗户和门进行自然通风,可使室内氡浓度降低90%以上。在自然通风不理想的情况下。可对室内空间事实强制通风,让新鲜空间不断地吹进住宅里,降低氡浓度。对于地下室等空间,更有必要采取这样的措施。另外,采用涂料或者油漆等材料,将氡的主要渗透点阻塞起来,也可以起到有效地降低室内氡的作用。

 

13.对建筑材料中的放射性有什么限制规定?

随着工业技术和综合利用的发展,一些放射性活度浓度较高的建材被广泛应用,如国外的磷石膏墙板、赤泥砖和明矾页岩混凝土,国内的石煤渣砖,有色冶金矿渣砖和某些粉煤灰及高炉重渣等。由于它们来自矿业废渣,其天然放射性活度浓度比常用的砖瓦要高出几倍甚至几十倍,致使住房内的辐射水平、室内空间中氡浓度相应增高。

我国常用建材的代表性活度浓度226Ra50Bq/Kg232Th50Bq/Kg 40K 500Bq/Kg

现行我过国家标准规定的建筑主题材料中放射性核素限量为:

      226Ra活度浓度不大于200 Bq/Kg

      226Ra活度浓度/370232Th活度浓度/26040K活度浓度/4200的和不大于1

 

14.对花岗石等装修材料中的放射性有什么限制规定?

石材中所含的天然放射性核素,因受地质结构、生成年代与生成条件的影响,其含量也各不相同,部分石才中的放射性水平较高。商业上天然石材为大理石、花岗石和

板石三大类,大力士主要产自镁质碳酸岩和变质碳酸岩,如大理岩石、蛇纹岩等;花岗石主要产自花岗岩和变质花岗岩;板石主要产自板岩和部分薄层沉积岩。

为控制放射性污染水平,保护人体健康,现行国家标准对各类装修材料中的放射性水平作出了规定,其中,A类装修材料(其使用范围不受任何限制)中的放射性核素限量为:

      226Ra活度浓度不大于200 Bq/Kg

      226Ra活度浓度/370232Th活度浓度/26040K活度浓度/4200的和不大于1.3

我过大理石、板石和黑色花岗石基本属于A类装修材料。红色酸性岩和碱性岩具有较高的放射性活度浓度,若在住宅室内用作装修材料使用,应在购买使用前进行放射性检测,以确定其放射性能否满足A类装修材料的要求。

 

15.怎样检测建材中的放射性?

随着人们生活水平日益提高,建筑材料,特别是装修材料中的放射性越来越为人们所关注。根据我国建筑材料放射性核素限量的要求,对建筑材料的放射性检测需采用低本底多道γ能谱仪,它能通过材料样品中的放射性核素的特征γ能谱,分析出样品中放射性核素含量,再与国家标准进行比较,以正确选择合适的建筑材料。需要注意的是,样品必须能代表你要使用的材料,用2~3公斤做破坏性测试。同时,应选顶国家质量技术监督部门认定的有资质单位进行检测,确保分析结果的准确可靠。

 

16.饮用水中也有放射性吗?

水中也含有放射性核素,主要是天然放射性核素钾和铀、钍、镭及其子体。根据上世纪80年代全国天然放射性本底调查的结果,我国各流域江河水中天然放射性核素浓度:铀为每升(0.02~42.35)微克,钍为每升(<0.01~9.07)微克,镭-226为每升(<0.50~99.54)毫贝可,钾-40为每升(8.0~7149)毫贝可。我国城镇自来水中天然放射性核素浓度均值:铀为每升2.12微克,钍为每升0.13微克,镭-226为每升686毫贝可,钾-40为每升917毫贝可。水中含有这些为量的放射性物质不会影响我们的生活和健康。

 

17.日常生活中那些消费品有放射性?

在人们的日常生活中,有些常用的消费品掺入了放射性核素,如夜光钟表和仪表、指示牌、厌恶报警器、避雷器、汽灯纱罩等物品;有的能发射X射线,如电视机、家用电脑等,因此它们也都有放射性。

夜光钟表是人们司空见惯的生活用品,这些钟表的面盘上涂有少量铜或银的硫化锌闪烁体,在闪烁物质中搀入放射性镭的同位素或放射性核素147pm3H等,利用这些核素放出的辐射激发闪烁体而发光,作为夜间指示或照明,因此象夜光钟表和仪表、指示牌等也具有放射性。烟雾报警器和避雷器等产品利用241Am等放射性核素的射线作电离信号源,汽灯纱罩有放射性核素232Th,因此也都具有放射性。另外,眼镜片、假牙、瓷器釉等,由于原料中往往还有一些铀、钍和锕铀系子体的放射性核素,也具有放射性。烟草中的放射性核素的活度浓度比一般农作物中的放射性浓度活度要高出100倍以上,其中尤以210Po210Pb226Ra等居多,有20%210Po10%210Pb被吸烟者吸入体内,20%210Po随烟雾逸散到空气中,影响周围人群,这些放射性核素进入人的呼吸器官和消化道里,在体内危害人的机体。据美国抗癌协会发表的统计资料表明,吸烟者的肺癌死亡率要比不吸烟者平均高19%,人们还是少吸或不吸烟为好。

电视机也有放射线吗?回答是肯定的。电视机的显象管会发射X射线,黑色电视机使用的加速电压较低(约为20kV),电流较小(月0.1mA),因而产生的X射线比较少,穿透能力也低。而彩色电视机使用的加速电压高达25Kv,其电流可达1 mA。可产生较高的能量和较强的X射线。为了防止X射线对人的照射,在制造电视机显象管所用的玻璃中,特别加入了一些吸收射线能力很强的铅之类的元素,同时把显象管的管壁加厚,以防止X射线外泻。国内外研究表明,电视机发出的少量射线对人体不会产生不良影响。

 

18.我们日常生活中受到那些辐射照射?

生活中处处有放射性,人类无时不在受到辐射的照射,我们吃的事物、喝的水、住的房屋、用的物品、周围的天空大地、山川草木甚至人体本身都含有一定的放射性。我们祖祖辈辈就这样生活着,生儿育女。

除天然放射性外,人工放射性也与我们的日常生活密不可分,人们受到的放射性照射大约有82%来自天然环境,大约有17%来自医疗照射,而来自其他活动大约只有1%。我们日常生活中受到辐射照射的情况列于表下:

我国陆地天然本底

0.55毫希/

我国某些高本底地区

3.7毫希/

宇宙射线(地面)

0.26毫希/

砖房

0.4毫希/

食物

0.2毫希/

土壤、空气

0.5毫希/

乘飞机

0.01毫希/小时

胸部透射

0.02毫希/

血管造影

12毫希/

核电站周围

0.01毫希/

吸烟20/

1毫希/

 

 

19、放射性对人体健康有什么危害?

放射性通常是指具有一定能量的射线,它可以破坏细胞组织,从而对人体造成伤害。射线强度和能量越大,受照时间越长,对人体的伤害就越大。当人受到大量射线照射时,可能会产生诸如头昏乏力、食欲减退、恶心、呕吐等症状,严重时会导致机体损伤,甚至死亡。但当人只受到少量射线照射(例如来自天然本底辐射的照射和医疗检查照射)时,不会有不适应症状发生,也不会伤害身体。

 

20、什么是核技术利用?

    核技术利用是指密封放射源、非密封放射源和射线装置在医疗、工业、农业、地质调查、科学研究和教学等领域中的使用。在这些应用中。主要是利用射线的贯穿本领和对物质原子的电离本领。我国核技术利用起步于上世纪50年代,并逐步在工业、农业、医疗及科研等各个领域获得了越来越广泛的应用,推动了我国国民经济建设和发展。

 


发布:科技处 实验室管理科  打印此稿 | 关闭窗口