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- 2012-04-19 14:14:59
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【资料下载】http://www.51rcmh.com/download/核辐射国际标准.zip X射线:工业X射线,医学X射线
Y射线:天然放射源,人造放射源产生的Y射线。
宇宙射线:乘坐一次飞机相当于拍6次X光。
电磁辐射:各种电器,中转站,发射塔。
X射线:
波长小于0.1埃的称超硬X射线,在0.1~1埃范围内的称硬X射线,1~10埃范围内的称软X射线。
放射线- 危害
人体受到放射线的照射,随着射线作用剂量的增大,有可能随机地出现某些有害效应。例如它可能诱发白血病、甲状腺癌、骨肿瘤等恶性肿瘤;也可能引起人体遗传物质发生基因突变和染色体畸变,造成先天性畸形、流产、死胎、不育等病症。不过,这种情况发生的几率很低,其危险度一般没有超过目前人们可以接受的范围。
α射线的穿透本领最差,它在空气中最远只能走7厘米。一薄片云母,一张0.05毫米的铝箔,一张普通纸都能把它挡住。
β射线的穿透本领比α射线强一些,能穿透几毫米厚的铝片。
γ射线的穿透本领极强,1.3厘米厚的铅板也只能使它的强度减弱一半。
放射线- 物质组成
放射线居里用汤姆逊研究阴极射线的方法去测定了β射线,证明了β射线和阴极射线性质一样,是带阴电的电子流,只不过速度更快一些。y射线和X射线类似,都是波长非常短的电磁波。
由于α射线和β射线在磁场中弯曲的方向相反,显然α射线带的电荷和β射线正相反,α射线应该是带阳电(正电)荷的粒子流。卢瑟福用了几年时间专心研究α射线,最后才证明α射线是失去两个电子的氦原子(氦离子)流。
宇宙射线为来自太阳系以外的高能量粒子,能量约从109eV to 1020eV以上。在靠近地球的太空中,每秒每平方公分约有一个宇宙射线穿过。宇宙射线的主要成份是质子,及其它核种从氦核到铁核以上,甚至微量的镧系元素。人造粒子加速器其最高能量约为1013eV。右图显示了宇宙射线的能谱,横跨12个数量级的能量。能谱上有两个有重要物理意义的转折点,1015eV称为膝点(knee),3′1018eV称为踝点(ankle)。极高能宇宙射线(Ultra High Energy Cosmic Rays: UHECR)主要研究1018eV以上的宇宙射线。
各种射线:
1)无线电波
波长从几千千米到0.3米左右,一般的电视和无线电广播、手机等的波段就是用这种波;
(2)微波
波长从0.3米到10^-3米,这些波多用在雷达或其它通讯系统;
(3)红外线
波长从10^-3米到7.8×10^-7米;红外线的热效应特别显著;
(4)可见光
这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。可见光的波长范围很窄,大约在7600 ~4000埃(在光谱学中常采用埃作长度单位来表示波长,1=10^-10米)。从可见光向两边扩展,波长比它长的称为红外线,波长大约从7600直到十分之几毫米。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分,波长从(7.8~3.8)×10^-7米。
(5)紫外线
波长比可见光短的称为紫外线,它的波长从(380~10)×10^-9米,它有显著的化学效应和荧光效应。这种波产生的原因和光波类似,常常在放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当,因此紫外光的化学效应最强;
红外线和紫外线都是人类看不见的,只能利用特殊的仪器来探测。无论是可见光、红外线或紫外线,它们都是由原子或分子等微观客体激发的。近年来,一方面由于超短波无线电技术的发展,无线电波的范围不断朝波长更短的方向发展;另一方面由于红外技术的发展,红外线的范围不断朝波长更长的方向扩展。日前超短波和红外线的分界已不存在,其范围有一定的重叠。
(6)伦琴射线
这部分电磁波谱,波长从(10~0.01)×10^-9米。伦琴射线(X射线)是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的;X射线,它是由原子中的内层电子发射的。随着X射线技术的发展,它的波长范围也不断朝着两个方向扩展。目前在长波段已与紫外线有所重叠,短波段已进入γ射线领域。放射性辐射γ射线的波长是认1左右直到无穷短的波长。
(7)γ射线
是波长从10^-10~10^-14米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的,放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。γ射线的穿透力很强,对生物的破坏力很大。
由于辐射强度随频率的减小而急剧下降,因此波长为几百千米的低频电磁波强度很弱,通常不为人们注意。实际中用的无线电波是从波长约几千米(频率为几百千赫)开始。波长3000米~50米(频率100千赫~6兆赫)的属于中波段;波长50米~10米(频率6兆赫~30兆赫)的为短波;波长10米~1厘米(频率30兆赫~3万兆赫)甚至达到1毫米(频率为3×10^5兆赫)以下的为超短波(或微波)。有时按照波长的数量级大小也常出现米波,分米波,厘米波,毫米波等名称。中波和短波用于无线电广播和通信,微波用于电视和无线电定位技术(雷达)。
电磁波谱中上述各波段主要是按照得到和探测它们的方式不同来划分的。随着科学技术的发展,各波段都已冲破界限与其他相邻波段重叠起来。目前在电磁波谱中除了波长极短(10^-4埃~10^-5埃以下)的一端外,不再留有任何未知的空白了。
电磁波信息
如果一本书被严重损坏,怎样才能不打开它而记录下里面的内容呢?地质学家能不能在不损坏标本的前提下,就能识别出岩石中的化石,从而把它们挖掘出来呢?这就是科学界正在开垦的电磁波谱领域最后的一块处女地--T射线的功能。此外,科学家还就T射线的其他用途提出了许多建议:除了提供物体的结构图像外,还能展现炸药的成分或癌病灶的内部情景;DNA分子的旋转和振动在T射线的射程之内,因此人们可以通过它来辨别基因突变。这种强大的成像新技术将在安全、医学等领域被广泛应用。 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,通过三棱镜人们能够看到七色可见光。在可见光的两头其实还有人们肉眼看不见的光--红光以外还有红外射线、无线电波,紫光以外还有紫外射线以及X射线等,它们都已被开发和利用。但在电磁波谱的远红外线与微波之间,科学家发现还有未开垦的处女地,那就是具有超强透视功能的的T 射线。 所有电磁波按波长顺序排列起来就组成电磁波谱。因为不同波长的电磁波表现出明显的差异,因此常将电磁波谱划分成若干波段。光作为一种电磁波同样具有不同的波段,按照各种光的波长由短到长的顺序可分为g射线、X射线、紫外线、可见光、红外线与无线电波(或称射电波)。其中,无线电波又可进一步细分成微波、短波和长波;红外线有时也细分为近红外线、远红外线与次毫米波。 无线电波在电磁波谱中波长最长,可达数千米。无线电波可以分为长波、短波和微波,雷达、微波炉、电视和收音机就是利用不同波长的无线电波来工作的。 微波是波长最短、频率最高的无线电波。然而,微波的波长虽短,能量却很大。通常,微波的能量如果达到每平方厘米13毫瓦,就会使人感到疲倦、情绪反常。 但有效利用微波又能给人类带来方便,微波炉就是有效利用微波的典型。此外微波还可用于卫星转发通信、接力通信、导航等。 红外线的波长范围在0.7~1000微米之间,具有生热的特性。大多数物体都会发出红外线,所以利用红外线制造的夜视仪可以用在步枪的瞄准器上,因此被称为"黑夜中的眼睛"。此外,红外线还可用于远距离摄影、红外线遥感等。 远红外线是红外线中波长最长的一段,具有较强的穿透力和辐射力,可以深入人体皮下3~5厘米。由于人体发出的红外线波长处于远红外线的波长范围内,因此远红外线对治疗人类疾病有显著作用。 为什么飞机逃脱不掉导弹的袭击?这是因为飞行着的飞机发动机的排气管就是一个红外线辐射源,而装有红外线探测仪的导弹会毫不困难地发现它。虽然飞机极力想摆脱导弹,但导弹上的电子导航系统又使得导弹始终咬住热源,速度低于导弹的飞机就会被击中。 在可见光谱的紫光区外侧有一种看不见的光线--紫外线,波长在0.04~0.39微米之间,一切高温物体发出的光都含紫外线。利用紫外线很容易使照相底片感光,并能分辨出物体细微的差别;紫外线还具有消毒杀菌的作用;但强烈的紫外线照射对人体、生物都有害。 X 射线的波长很短,大约在10 ~0.1 微米之间,具有很强的穿透能力。X 射线主要应用在医学的透视、摄影和造影等技术上。虽然X 射线对人类有很大的贡献,但另一方面,它对病人的身体也会造成损伤:如果受到长时间、大剂量的照射,就有可能导致白内障、绝育、生长发育迟缓,甚至诱发恶性肿瘤或白血病等。 g射线是波长极短的电磁波,在医学上可用于透视医疗和定位肿块及杀灭病菌。 自然界中的一切物体都以电磁波的形式不停地向外传递能量,这种传递能量的方式称为辐射。以辐射的方式向四周输送的能量称辐射能。辐射能的不同,在于电磁波的波长不同。
辐射危害:
γ射线照射人体,可以引起人体细胞电离,使细胞遭到破坏。高强度的γ射线长期照射人体会对人体造成伤害,患放射病,甚至死亡。但是,微量的放射性照射又是人类不可避免的,也是人类生存发展的必要条件之一。 人类居住的地球始终、到处存在着放射性。地球上的放射性本底主要来自以下几个方面:⑴、来自宇宙空间的星体。太阳本身就是在持续不停地进行着热核聚变反应(氢弹爆炸)。⑵、地层内放出的放射性气体;⑶、各种矿物以及人们居住周围的建筑材料中也含有不同程度的放射性物质。⑷、人们吃的粮食中,都含有放射性,其中以玉米中含量最高。所有的动植物中都含有放射性元素C-14,所以用测定古生物遗体中C-14含量的方法来判断文物和化石的年代。以上来源组成了地球上的天然放射性本底。人类就是长期在此环境下生存的。放射性本底是地球上生命的产生、进化以及人类赖以生存的必要条件之一。 地球上长期存在的天然放射性本底,在生物和人类进化过程中起到了决定性的作用。现代科学证明,漫长年代的天然本底的照射可使生物产生变异,而生物变异又是物种进化、天然竞争的前提条件。如果没有地球上天然放射性本底的照射,地球上的原始生物也不会进化,也就不会有人类的出现。现在辐射改良品种就是利用放射性引起生物变异的效应。用比天然本底强度高万万倍的放射性照射种子,加速种子变异的速度,选出和培育优良品种。把几万年的进化过程,缩短到几年。 γ射线对人体的伤害程度,是以γ射线对人体照射累计的生物效应来衡量的。成为电离辐射的当量剂量,单位是Sv(希伏)。 地球上天然本底的辐射强度是每年1~2mSv(毫希伏)。 人体一次接受<250 mSv的照射时,人体不会产生明显的自觉症状。 一次接受8000mSv=8Sv的剂量时,可出现少数人死亡。 大量的研究证明,对于小剂量的射线照射,产生的是随机效应,是按照几率来计算的,是没有阈值的。就是说,非常微量的放射性也会引发癌症,只是癌症发生的几率特别小而已。 人们曾经试图找到微量的放射性,提高到什么程度会对人体造成危害,但是没有得到一致的结论。得到的实验结果,大多是微量的放射性对人体有利。在我国湖南省两个纬度相同、自然环境相同,但放射性本底不同的地区进行了调查。最终结果是:放射性本底高的地区,癌症发生率反而偏低。 尽管如此,我国仍然规定公众居民每年允许的剂量限值是1 mSv。(扣除当地天然本底以后的照射剂量。) 实际上,γ射线的应用对国民经济有着巨大的推动作用。主要用于工业生产线上对关键工艺参数进行检测,实现生产自动化控制。可以大大提高用户的经济效益。 用γ射线测厚仪控制的热轧钢自动生产线,每年产生几十亿的经济效益。没有测厚仪,生产线连一分钟都不能运行。 对于选矿厂,选出的矿粉中,金属的品位(含量)是关键的质量指标。品位过低,生产出来的就是废品。靠化验室化验,不能及时控制生产,化验一次样品要花费几个小时,这几个小时过去了。可能生产出来的全是废品。 但是,也不是产品的品位越高越好。产品的品位过高,就会把大量的品位较低的矿浆作为废液排走,就会使合格品产量太低,大量的矿产资源被流失了。 如果采用γ射线制造的“在线品位仪”,直接安装在生产线上,每秒钟都检测出来矿浆的品位值,并经过计算机,及时对品位进行控制。使产品的品位刚刚合格。既保证了产品合格率,又达到了最大产量和最小的矿产资源流失,大大提高了选矿厂的经济效益。 由于γ射线在国民经济中的巨大作用。我国制定了“大力发展非动力核技术”的战略方针。 为了确保γ射线应用过程中的安全,制定了好多技术标准。 对射线的有效防护办法: 1、 距离防护。射线强度和离开放射源的距离的平方成反比。放射源安装在工厂中远离人员的地方。对人体就没有危害。 2、 屏蔽。7厘米的铅可以将射线的强度衰减2000倍,14厘米可以衰减4百万倍。 3、 小型密封。 仪表用的放射源,用量特别少。用于辐射灭菌、加工的放射源,一般为几十到上百居里。 用于仪表的放射源一般只有几个毫居里(千分之一居里)。 放射源采用陶瓷烧结工艺。将放射性物质少接到特殊的陶瓷中,成为陶瓷的成分。这种陶瓷不渗水,即便把这种放射性的陶瓷泡在水里,也不会有放射性物质渗出来。 放射性陶瓷焊接密封的双层不锈钢壳体内,并经过检漏。保证不会有放射性物质跑出来。 不锈钢壳体装在铅容器中,足够厚度的铅,防止射线射出。 铅容器上开有细孔,仪表工作时,射线从空中射出。细孔可以旋转,关闭时,可将孔旋转到容器边上。是射线不能从孔中射出。 铅容器和旋转体都密封在钢壳内。
辐射源:
辐射以电磁波和粒子(如阿尔法粒子、贝塔粒子等)的形式向外放散。无线电波和光波都是电磁波。它们的传播速度很快,在真空中的传播速度与光波(3×1010厘米/秒)相同,在空气中稍慢一些。
电磁波是由不同波长的波组成的合成波。它的波长范围从10E-10微米(1微米=10E-4厘米)的宇宙线到波长达几公里的无线电波。Υ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线,超短波和长波无线电波都属于电磁波的范围。肉眼看得见的是电磁波中很短的一段,从0.4-0.76微米这部分称为可见光。可见光经三棱镜分光后,成为一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光带,这光带称为光谱。其中红光波长最长,紫光波长最短,其它各色光的波长则依次介于其间。波长长于红光的(>0.76微米)有红外线有无线电波;波长短于紫色光的(<0.4微米)有紫外线,Υ射线、X射线等。这些辐射虽然肉眼看不见,但可用仪器测出。
太阳辐射波长主要为0.15-4微米,其中最大辐射波长平均为0.5微米;地面和大气辐射波长主要为3-120微米,其中最大辐射波长平均为10微米。习惯上称前者为短波辐射,后者为长波辐射。
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