原子核和放射性衰败

欢迎你修读“放射防护远程培训”课程。本课程由广东省职业病防治院和香港公开大学科技学院共同合办，目的是帮助大家提高对放射安全重要性的认识，增强防护意识，掌握防护技术，最大限度地减少人员不必要的照射，避免辐射事故发生，保障工作人员、受检者与患者以及公众的健康与安全，确保电离辐射的应用获取最佳效益。“放射防护远程培训”是一个理论与实践并重的课程，内容分为八个单元。单元一和单元二会介绍电离辐射的基本知识和放射性疾病的成因和诊治方法，让你掌握辐射防护的理论基础；单元三会在这理论基础上，系统地讲述放射防护的基本原则、原理和方法，而单元四则会介绍最新放射防护法规和标准的主要内容。单元五至八属于实践部分，单元五会探讨放射事故产生的原因及其应急措施，单元六至八则分别讨论三大应用范畴的放射检测与防护技术，包括医用X射线诊断、临床核医学工作，以及放射治疗工作。本课程的教与学主要采用网上学习模式，通过网上学习平台进行。你们会在网上平台读取本课教材，观看教学录像，并参与网上互动练习与讨论。为了加强内容的应用性，本课程特别加入了放射事故案例分析和学习活动，帮助你应用所学。完成这个课程之后，希望你们能够学以致用，懂得如何减少自己和受检者所受到的照射，并能正确使用防护设施与防护用品；万一发生异常照射或辐射事故，你们也能够采取适当的应急措施，保障公众的健康与安全。原子核结构和放射性衰变核物理发展至今已有百多年历史。1896年，贝可勒尔发现天然放射性，这是人们第一次观察到核变化。此后的40多年，人们主要从事放射性衰变规律和射线性质的研究，幷且利用放射性射线对原子核做了初步的探讨，这是核物理发展的初期阶段。1919年，卢瑟福等人又发现用α粒子轰击氮核时会释放出质子，这是首次用人工实现的核反应。30年代初，静电、直线和回旋等类型的加速器已具雏形，人们在高压倍加器上进行了初步的核反应实验。利用加速器可以获得束流更强、能量更高和种类更多的射线束，从而大大扩展了核反应的研究工作。20世纪40年代前后，核物理进入一个大发展的阶段。1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象；1942年，费密建立了第一个链式裂变反应堆，这是人类掌握核能源的开端。核电子学和计算技术的飞速发展从根本上改善了人们获取和处理实验数据的能力，同时也大大扩展了理论计算的范围。所有这一切，开拓了可观测的核现象的范围，提高了观测的精度和理论分析的能力，从而大大促进了核物理研究和核技术的应用。你知道什么物质会产生辐射吗？其实，并不是所有物质都会产生辐射。我们知道碘127是稳定的物质，而碘131则是放射性物质，那么，这些放射性物质究竟具备什么特性呢？我们又是如何得知放射源的强弱和衰变的规律？这个部分会为你详细讲解。具体来说，本部分内容包括：原子核的结构及符号表示核素与同位素稳定性同位素和放射性同位素放射性衰变的主要类型及特性衰变常数及半衰期放射性活度及衰变规律请你仔细观看教学录像／简报，然后完成随后的活动题，最后进行自我检测，以巩固所学。各位同学，你们好！今天我们要讨论的课题是原子核结构和放射性衰变。要了解电离辐射的原理，必须先要了解这方面的基础知识。我们都知道，电离辐射自古以来就一直存在在于自然界，由于它的无法感知性，直到19世纪末由伦琴和贝可勒尔相继发现了X射线和铀的放射性后，它才逐步被人们所认识。那么，原子核的结构是怎样的？放射性究竟是什么？我们又是如何表示放射源的强弱和衰变的规律？以下我会为你详细讲解。首先让我们看看原子核的结构，从示意图我们可以看到，原子核的结构是行星模型的结构，即原子内部像一个太阳系，原子核像太阳一样位于太阳系中央，其他电子则像行星一样在自己的轨道上绕原子核飞行，这一模型奠定了原子结构的基础。原子由原子核和核外电子组成。原子核内有带正电荷质子和不带电的中子，它们统称为核子。不同核素的原子核里含有不同数量的质子和中子。通常，原子内的带正电的质子和带负电的电子的数目是相同的，所以原子不带电荷。氢是最细小的原子，它的原子核内只有一个质子。接下来，我们看下原子核是如何表示的：任何一个原子核都可以由这个符号来表示，其中X是该原子核对应的元素符号，N是核内中子数，Z是核内质子数或电荷数，A是核子数或核的质量数。由于核子数为质子数与中子数之和，所以通常可以省去中子数N，用X、A及Z即可标识。又因为原子核符号X和质子数Z具有唯一、确定的关系，所以事实上，只要元素符号X确定后，该元素的质子数或电荷数就已经确定，所以符号AX足以表示一个特定的核。如可用60Co表示，可表示为131I。学习活动放射性物质的活度随着时间不断衰变而降低，因此医用如90Sr-90Y敷贴治疗用源，必须对源表面剂量率定期进行校正，一般每半年进行一次以保证照射剂量的准确性。现有2012年2月15日表面剂量率为36mGy/s的90Sr-90Y敷贴源，其半衰期为28.5年，到2012年8月15日它的表面剂量率应为多少？另外，90Sr-90Y敷贴源在使用过程中发生的放射事故主要有两种情况，一种是敷贴器被病人拿走，另一种是敷贴器窗面破损造成环境放射性污染。为避免以上放射事故的发生，请简要说出可采取的几个措施。网上讨论一11年3月11日日本大地震后，福岛核电站爆炸已成为公众最关注的话题。3月17日，日本NHK官方电视台公布3月16日福岛核电站附近核辐射量为正常情况的6600倍，核泄漏加剧，激发了恐慌高潮。“快去抢食盐，海盐快不能吃了！”“上海的口罩都被抢光了！”手机、微薄频频收到这样的信息，抢盐、服碘片、买口罩、买仙人掌成为热门关键词。3月17日，一场“抢盐”风波更是横扫中国，传播速度比核爆炸后的尘埃云还要快速。身在当时的处境，如果有朋友或家人向你求助，根据你已掌握的核物理知识，你会如何为大众解释这种惊恐和行为实属不必要？