輻射劑量學(xué)和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識
1輻射劑量學(xué)簡介
1.1伴隨在我們身邊的輻射
我們生存的大自然里,輻射和陽光、空氣、水同時存在,因為它無色、無味、無臭,人體無法直接感應(yīng),使得大家對于輻射有莫名的恐懼感。媒體有關(guān)輻射安全的炒作性報導(dǎo),幾乎使人人聞輻色變。
實際上我們生活中始終伴隨有輻射,從某種意義上說,我們的生存已離不開輻射:例如,太陽中就有這類輻射,也就是人們常說的宇宙射線;土壤、巖石、水、植物、動物中也都存在放射性,這些造成了地球的本地輻射;在我們吃的食品中都含有40K,40K就有放射性。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和工業(yè)已離不開核技術(shù)的應(yīng)用,可以說放射性給我們現(xiàn)代文明做出了重要的貢獻。人類在一百多年前發(fā)現(xiàn)輻射以來,就嘗試應(yīng)用于許多層面,如X光照射、農(nóng)產(chǎn)品保鮮與飛機結(jié)構(gòu)檢測等,皆帶給了我們許多的方便。事實上日常生活中已經(jīng)少不了輻射的應(yīng)用。
1.2輻射是什么
我們應(yīng)該深入了解輻射是什么,能利用它的優(yōu)點,而避開它的危險性,不再只是莫名的害怕。為了讓大家能更清楚的了解,首先介紹輻射究竟是何種現(xiàn)象,它是如何產(chǎn)生的、有哪些特性以及如何與物質(zhì),如人體等發(fā)生作用。現(xiàn)在就讓我們一同解開這些疑問吧!
輻射,像光一樣,是一種能量,如γ射線等的電磁波,又如β射線等的高速粒子流。通常我們依它們能量的高低或電離物質(zhì)的能力,分成非電離輻射和電離輻射兩大類:
非電離輻射:指能量低無法產(chǎn)生電離的輻射,例如太陽光、燈光、紅外線、微波、無線電波、雷達波等。
電離輻射:指能量高,能使物質(zhì)產(chǎn)生電離作用的輻射。以后講的輻射都是指電離輻射。
早在1895年11月,德國物理學(xué)教授倫琴(Roentgen)發(fā)現(xiàn)一種眼睛看不見但能穿透物質(zhì)的射線。因不知其名,故稱為X射線,俗稱X光。隨后不久便發(fā)現(xiàn)了X射線會使空氣電離而導(dǎo)電。緊接著在1896年2月,法國科學(xué)家貝克勒爾(Becquerel)發(fā)現(xiàn)鈾的化合物會發(fā)
出一種不同于X射線,但也具有穿透能力使照相底片感光的射線,當(dāng)時稱它為鈾放射線。
他是*位發(fā)現(xiàn)放射性的人。1898年7月在法國巴黎,居里(Curie)夫婦兩人自瀝青鈾礦中提煉出一種新元素,命名為釙(Po)以紀念居里夫人的祖國波蘭。同年12月又成功地分離出另一新元素鐳(Ra)。「放射性」(radioactivity)這個名詞就是居里夫人所創(chuàng)的。同在1898年,威廉韋恩發(fā)現(xiàn)了帶正電的質(zhì)子,1899年原籍紐(新)西蘭的拉瑟福德(Rutherford)發(fā)現(xiàn)了帶2個正電單位的α粒子,稱為阿伐射線;還證明了帶一個負電單位的貝他(β)射線就是電子。在1900年韋拉特(Villard)發(fā)現(xiàn)另一種電磁波射線,能量比X射線還高,命名為
加馬(γ)射線。不帶電的中子是zui后被發(fā)現(xiàn)的,遲至1932年2月才由查兌克(Chadwick)發(fā)現(xiàn)。至此人類對原子核里面的構(gòu)造,才有較清楚的了解。
上世紀30年代初期,人們已開始認識了原子的構(gòu)造:原子的中心為原子核,內(nèi)含質(zhì)子和中子,體積很小但質(zhì)量很大。原子核的外面有電子,像行星繞太陽一般,遵循著固定的軌道繞著原子核旋轉(zhuǎn)。我們把原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的總和稱作質(zhì)量數(shù),例如鈷-60,記成60Co,它有27個質(zhì)子和33個中子,其質(zhì)量數(shù)為60。
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