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《核安全综合知识》 第一章 核物理 三、辐射探测的原理和主要的辐射探测器辐射探测器的定义：利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效或其他物理、化学变化进行核辐射探测的器件称为辐射探测器。 辐射探测的基本过程： 1、辐射粒子射入深测器的灵敏体积。 2、入射粒子通过电离、激发或核反应等过程而在探测器中沉积能量。 3、探测器通过各种机制将沉积能量转换为某种形式的输出信号。 类型：气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器 入射带电粒子通过气体时在通过的径迹上生成大量的由电子和离子组成的离子对和激发分子。入射粒子直接产生的离子对称为初电离。初电离产生的高速电子（称ξ电子）足以使气体产生的电离称为次电离。总和称为总电离。 带电粒子在气体中产生一离子对所需的平均能量W称为电离能。对不同的气体W大约在30eV上下。 半导体探测器：电离能3eV 气体探测器：电离能30eV 闪烁探测器：电离能300eV 第四节 原子核反应 核反应分类：(1)按出射粒子分类： 1)对出射粒子和入射粒子相同的核反应称为散射，又可以分为弹性散射与非弹性散射。 2)对出射粒子和入射粒子相同的核反应，当出射粒子为γ射线时称为辐射俘获。 ? (2)按入射粒子分类： 1）中子核反应：最重要的是热中子辐射俘获(n,γ)，很多人工放射性核素此反应制备，如60Co 2）荷电粒子核反应。 3）光核反应。 二、核反应及其阈能 反应能Q=（Bb+BB）-(Ba+BA) 核反应阈能Tth：对吸能反应而言，能发生核反应的最小入射粒子动能Tα称为核反应阈能Tth。 阈能Tth与反应能Q的关系：Tth=(mα+mA)/mA*|Q|?三、核反应截面和产额 1、核反应截面：一个入射粒子入射到单位面积内只含有一个靶核的靶子上所发生反应的概率。其量纲为面积，常用单位为“靶恩”b=10-28m2 2、已知截面即可求核反应的产额，入射粒子在靶体引起的核反应数与入射粒子数之比 第五节 核裂变及核能的利用 裂变中子包含瞬发中子和缓发中子两部分，缓发中子约占总数的1%，瞬发中子的能谱N（E）和每次裂变放出的平均中子数V，是重要的物理量。第一节 辐射源种类 一、天然辐射源 宇宙射线、宇生放射性核素(3H、14C、7Be、22Na等贡献较大)、原生放射性核素(1、有衰变系列-铀系238U、232Th 2、无衰变系列--40K、87Rb) 二、人工辐射源（包括核试验落下灰等） 1、核设施：反应堆辐射源235U，重核分裂成两个中等质量的原子核并释放出200MV的能量 反应堆正常的辐射源有γ辐射源和中子源 γ辐射源?? 瞬发裂变γ射线（在屏蔽计算中往往以平均能量2.5MeV考虑）、裂变产物放出的缓发γ射线(235U每次裂变大约有6.65MeV的γ能量在衰变1s后由裂变产物放出，γ射线能量大部分在2MV以下，平均是0.7MeV)、其他γ射线（辐射俘获(6-MeV在屏蔽计算中要考虑)、非弹性散射）。中子源 裂变中子（瞬发）（平地均2MeV）、缓发中子(能量较低) 在使用反应堆辐射源时，应该把γ射线的效应和各种中子的效应都加以考虑。 ?后处理主要内容有： （1）除掉反应堆运行中逐渐积累，在运行中起毒化作用（使中子损失增大）的裂变产物 （2）回收未燃烧的燃料 （3）回收生成的可裂变物质（如钚） 核技术的应用： A、α放射源：主要用于烟雾报警器、静电消除器和放射性避雷器等的离子发生器。210Po，238Pu,239Pu,241Am,235U,238U。 B、β放射源：屏蔽β射线应选用低原子序数的材料（如塑料、有机玻璃、铝板等）以减少韧致辐射、外面再用高原子序数的材料屏蔽韧致辐射和其他γ光子。 C、低能光子源：利用发射低能γ射线和X射线的放射性核素，或利用β辐射体与靶物质产生的韧致辐射制成的源。主要用于厚度计、密度计、X射线荧光分析仪。 55F、57Co、125I、238Pu、241Am、244Cm D、γ放射源：主要防止外照射。 活度小于50MBq(大约=1.5mCi)的γ源，一般可利用时间防护和距离防护。 E、中子源：中子的贯穿能力很强，使用中子源时应着重外照射的防护，一般用石蜡、聚乙烯等含氢材料较多的物质，将快中子慢化，然后用吸收截面大的物质（如锂、硼等）吸收慢中子。同时在屏蔽中子的同时还要注意对γ射线的屏蔽。所以对中子源的屏蔽要进行混合屏蔽。 非封源 （A）工作场所分级 在防护条件相同的条件下，操作的放射性活度（操作量）越大，可能造成工作场所和环境污染的程度越严重。将非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量的大小分为甲、乙、丙三个等级。级别 日等效最大操作量（Bq) 甲 4*e9 乙 2*e7-4*e9 丙 豁免活度值以上-2*e7 放射性核素的日等效操作量等于放射性核素的实际日操作量（Bq）与该核素毒性线别修正