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- 2012-04-19 14:14:59
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【資料下載】http://sdjust.com/download/核輻射國際標(biāo)準(zhǔn).zip X射線:工業(yè)X射線,醫(yī)學(xué)X射線
Y射線:天然放射源,人造放射源產(chǎn)生的Y射線。
宇宙射線:乘坐一次飛機(jī)相當(dāng)于拍6次X光。
電磁輻射:各種電器,中轉(zhuǎn)站,發(fā)射塔。
X射線:
波長小于0.1埃的稱超硬X射線,在0.1~1埃范圍內(nèi)的稱硬X射線,1~10埃范圍內(nèi)的稱軟X射線。
放射線- 危害
人體受到放射線的照射,隨著射線作用劑量的增大,有可能隨機(jī)地出現(xiàn)某些有害效應(yīng)。例如它可能誘發(fā)白血病、甲狀腺癌、骨腫瘤等惡性腫瘤;也可能引起人體遺傳物質(zhì)發(fā)生基因突變和染色體畸變,造成先天性畸形、流產(chǎn)、死胎、不育等病癥。不過,這種情況發(fā)生的幾率很低,其危險(xiǎn)度一般沒有超過目前人們可以接受的范圍。
α射線的穿透本領(lǐng)最差,它在空氣中最遠(yuǎn)只能走7厘米。一薄片云母,一張0.05毫米的鋁箔,一張普通紙都能把它擋住。
β射線的穿透本領(lǐng)比α射線強(qiáng)一些,能穿透幾毫米厚的鋁片。
γ射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng),1.3厘米厚的鉛板也只能使它的強(qiáng)度減弱一半。
放射線- 物質(zhì)組成
放射線居里用湯姆遜研究陰極射線的方法去測定了β射線,證明了β射線和陰極射線性質(zhì)一樣,是帶陰電的電子流,只不過速度更快一些。y射線和X射線類似,都是波長非常短的電磁波。
由于α射線和β射線在磁場中彎曲的方向相反,顯然α射線帶的電荷和β射線正相反,α射線應(yīng)該是帶陽電(正電)荷的粒子流。盧瑟福用了幾年時(shí)間專心研究α射線,最后才證明α射線是失去兩個(gè)電子的氦原子(氦離子)流。
宇宙射線為來自太陽系以外的高能量粒子,能量約從109eV to 1020eV以上。在靠近地球的太空中,每秒每平方公分約有一個(gè)宇宙射線穿過。宇宙射線的主要成份是質(zhì)子,及其它核種從氦核到鐵核以上,甚至微量的鑭系元素。人造粒子加速器其最高能量約為1013eV。右圖顯示了宇宙射線的能譜,橫跨12個(gè)數(shù)量級(jí)的能量。能譜上有兩個(gè)有重要物理意義的轉(zhuǎn)折點(diǎn),1015eV稱為膝點(diǎn)(knee),3′1018eV稱為踝點(diǎn)(ankle)。極高能宇宙射線(Ultra High Energy Cosmic Rays: UHECR)主要研究1018eV以上的宇宙射線。
各種射線:
1)無線電波
波長從幾千千米到0.3米左右,一般的電視和無線電廣播、手機(jī)等的波段就是用這種波;
(2)微波
波長從0.3米到10^-3米,這些波多用在雷達(dá)或其它通訊系統(tǒng);
(3)紅外線
波長從10^-3米到7.8×10^-7米;紅外線的熱效應(yīng)特別顯著;
(4)可見光
這是人們所能感光的極狹窄的一個(gè)波段。可見光的波長范圍很窄,大約在7600 ~4000埃(在光譜學(xué)中常采用埃作長度單位來表示波長,1=10^-10米)。從可見光向兩邊擴(kuò)展,波長比它長的稱為紅外線,波長大約從7600直到十分之幾毫米。光是原子或分子內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)所發(fā)出的電磁波。由于它是我們能夠直接感受而察覺的電磁波極少的那一部分,波長從(7.8~3.8)×10^-7米。
(5)紫外線
波長比可見光短的稱為紫外線,它的波長從(380~10)×10^-9米,它有顯著的化學(xué)效應(yīng)和熒光效應(yīng)。這種波產(chǎn)生的原因和光波類似,常常在放電時(shí)發(fā)出。由于它的能量和一般化學(xué)反應(yīng)所牽涉的能量大小相當(dāng),因此紫外光的化學(xué)效應(yīng)最強(qiáng);
紅外線和紫外線都是人類看不見的,只能利用特殊的儀器來探測。無論是可見光、紅外線或紫外線,它們都是由原子或分子等微觀客體激發(fā)的。近年來,一方面由于超短波無線電技術(shù)的發(fā)展,無線電波的范圍不斷朝波長更短的方向發(fā)展;另一方面由于紅外技術(shù)的發(fā)展,紅外線的范圍不斷朝波長更長的方向擴(kuò)展。日前超短波和紅外線的分界已不存在,其范圍有一定的重疊。
(6)倫琴射線
這部分電磁波譜,波長從(10~0.01)×10^-9米。倫琴射線(X射線)是電原子的內(nèi)層電子由一個(gè)能態(tài)跳至另一個(gè)能態(tài)時(shí)或電子在原子核電場內(nèi)減速時(shí)所發(fā)出的;X射線,它是由原子中的內(nèi)層電子發(fā)射的。隨著X射線技術(shù)的發(fā)展,它的波長范圍也不斷朝著兩個(gè)方向擴(kuò)展。目前在長波段已與紫外線有所重疊,短波段已進(jìn)入γ射線領(lǐng)域。放射性輻射γ射線的波長是認(rèn)1左右直到無窮短的波長。
(7)γ射線
是波長從10^-10~10^-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內(nèi)發(fā)出來的,放射性物質(zhì)或原子核反應(yīng)中常有這種輻射伴隨著發(fā)出。γ射線的穿透力很強(qiáng),對生物的破壞力很大。
由于輻射強(qiáng)度隨頻率的減小而急劇下降,因此波長為幾百千米的低頻電磁波強(qiáng)度很弱,通常不為人們注意。實(shí)際中用的無線電波是從波長約幾千米(頻率為幾百千赫)開始。波長3000米~50米(頻率100千赫~6兆赫)的屬于中波段;波長50米~10米(頻率6兆赫~30兆赫)的為短波;波長10米~1厘米(頻率30兆赫~3萬兆赫)甚至達(dá)到1毫米(頻率為3×10^5兆赫)以下的為超短波(或微波)。有時(shí)按照波長的數(shù)量級(jí)大小也常出現(xiàn)米波,分米波,厘米波,毫米波等名稱。中波和短波用于無線電廣播和通信,微波用于電視和無線電定位技術(shù)(雷達(dá))。
電磁波譜中上述各波段主要是按照得到和探測它們的方式不同來劃分的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各波段都已沖破界限與其他相鄰波段重疊起來。目前在電磁波譜中除了波長極短(10^-4?!?0^-5埃以下)的一端外,不再留有任何未知的空白了。
電磁波信息
如果一本書被嚴(yán)重?fù)p壞,怎樣才能不打開它而記錄下里面的內(nèi)容呢?地質(zhì)學(xué)家能不能在不損壞標(biāo)本的前提下,就能識(shí)別出巖石中的化石,從而把它們挖掘出來呢?這就是科學(xué)界正在開墾的電磁波譜領(lǐng)域最后的一塊處女地--T射線的功能。此外,科學(xué)家還就T射線的其他用途提出了許多建議:除了提供物體的結(jié)構(gòu)圖像外,還能展現(xiàn)炸藥的成分或癌病灶的內(nèi)部情景;DNA分子的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)在T射線的射程之內(nèi),因此人們可以通過它來辨別基因突變。這種強(qiáng)大的成像新技術(shù)將在安全、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。 紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫,通過三棱鏡人們能夠看到七色可見光。在可見光的兩頭其實(shí)還有人們?nèi)庋劭床灰姷墓?-紅光以外還有紅外射線、無線電波,紫光以外還有紫外射線以及X射線等,它們都已被開發(fā)和利用。但在電磁波譜的遠(yuǎn)紅外線與微波之間,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)還有未開墾的處女地,那就是具有超強(qiáng)透視功能的的T 射線。 所有電磁波按波長順序排列起來就組成電磁波譜。因?yàn)椴煌ㄩL的電磁波表現(xiàn)出明顯的差異,因此常將電磁波譜劃分成若干波段。光作為一種電磁波同樣具有不同的波段,按照各種光的波長由短到長的順序可分為g射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線與無線電波(或稱射電波)。其中,無線電波又可進(jìn)一步細(xì)分成微波、短波和長波;紅外線有時(shí)也細(xì)分為近紅外線、遠(yuǎn)紅外線與次毫米波。 無線電波在電磁波譜中波長最長,可達(dá)數(shù)千米。無線電波可以分為長波、短波和微波,雷達(dá)、微波爐、電視和收音機(jī)就是利用不同波長的無線電波來工作的。 微波是波長最短、頻率最高的無線電波。然而,微波的波長雖短,能量卻很大。通常,微波的能量如果達(dá)到每平方厘米13毫瓦,就會(huì)使人感到疲倦、情緒反常。 但有效利用微波又能給人類帶來方便,微波爐就是有效利用微波的典型。此外微波還可用于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)通信、接力通信、導(dǎo)航等。 紅外線的波長范圍在0.7~1000微米之間,具有生熱的特性。大多數(shù)物體都會(huì)發(fā)出紅外線,所以利用紅外線制造的夜視儀可以用在步槍的瞄準(zhǔn)器上,因此被稱為"黑夜中的眼睛"。此外,紅外線還可用于遠(yuǎn)距離攝影、紅外線遙感等。 遠(yuǎn)紅外線是紅外線中波長最長的一段,具有較強(qiáng)的穿透力和輻射力,可以深入人體皮下3~5厘米。由于人體發(fā)出的紅外線波長處于遠(yuǎn)紅外線的波長范圍內(nèi),因此遠(yuǎn)紅外線對治療人類疾病有顯著作用。 為什么飛機(jī)逃脫不掉導(dǎo)彈的襲擊?這是因?yàn)轱w行著的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管就是一個(gè)紅外線輻射源,而裝有紅外線探測儀的導(dǎo)彈會(huì)毫不困難地發(fā)現(xiàn)它。雖然飛機(jī)極力想擺脫導(dǎo)彈,但導(dǎo)彈上的電子導(dǎo)航系統(tǒng)又使得導(dǎo)彈始終咬住熱源,速度低于導(dǎo)彈的飛機(jī)就會(huì)被擊中。 在可見光譜的紫光區(qū)外側(cè)有一種看不見的光線--紫外線,波長在0.04~0.39微米之間,一切高溫物體發(fā)出的光都含紫外線。利用紫外線很容易使照相底片感光,并能分辨出物體細(xì)微的差別;紫外線還具有消毒殺菌的作用;但強(qiáng)烈的紫外線照射對人體、生物都有害。 X 射線的波長很短,大約在10 ~0.1 微米之間,具有很強(qiáng)的穿透能力。X 射線主要應(yīng)用在醫(yī)學(xué)的透視、攝影和造影等技術(shù)上。雖然X 射線對人類有很大的貢獻(xiàn),但另一方面,它對病人的身體也會(huì)造成損傷:如果受到長時(shí)間、大劑量的照射,就有可能導(dǎo)致白內(nèi)障、絕育、生長發(fā)育遲緩,甚至誘發(fā)惡性腫瘤或白血病等。 g射線是波長極短的電磁波,在醫(yī)學(xué)上可用于透視醫(yī)療和定位腫塊及殺滅病菌。 自然界中的一切物體都以電磁波的形式不停地向外傳遞能量,這種傳遞能量的方式稱為輻射。以輻射的方式向四周輸送的能量稱輻射能。輻射能的不同,在于電磁波的波長不同。
輻射危害:
γ射線照射人體,可以引起人體細(xì)胞電離,使細(xì)胞遭到破壞。高強(qiáng)度的γ射線長期照射人體會(huì)對人體造成傷害,患放射病,甚至死亡。但是,微量的放射性照射又是人類不可避免的,也是人類生存發(fā)展的必要條件之一。 人類居住的地球始終、到處存在著放射性。地球上的放射性本底主要來自以下幾個(gè)方面:⑴、來自宇宙空間的星體。太陽本身就是在持續(xù)不停地進(jìn)行著熱核聚變反應(yīng)(氫彈爆炸)。⑵、地層內(nèi)放出的放射性氣體;⑶、各種礦物以及人們居住周圍的建筑材料中也含有不同程度的放射性物質(zhì)。⑷、人們吃的糧食中,都含有放射性,其中以玉米中含量最高。所有的動(dòng)植物中都含有放射性元素C-14,所以用測定古生物遺體中C-14含量的方法來判斷文物和化石的年代。以上來源組成了地球上的天然放射性本底。人類就是長期在此環(huán)境下生存的。放射性本底是地球上生命的產(chǎn)生、進(jìn)化以及人類賴以生存的必要條件之一。 地球上長期存在的天然放射性本底,在生物和人類進(jìn)化過程中起到了決定性的作用?,F(xiàn)代科學(xué)證明,漫長年代的天然本底的照射可使生物產(chǎn)生變異,而生物變異又是物種進(jìn)化、天然競爭的前提條件。如果沒有地球上天然放射性本底的照射,地球上的原始生物也不會(huì)進(jìn)化,也就不會(huì)有人類的出現(xiàn)?,F(xiàn)在輻射改良品種就是利用放射性引起生物變異的效應(yīng)。用比天然本底強(qiáng)度高萬萬倍的放射性照射種子,加速種子變異的速度,選出和培育優(yōu)良品種。把幾萬年的進(jìn)化過程,縮短到幾年。 γ射線對人體的傷害程度,是以γ射線對人體照射累計(jì)的生物效應(yīng)來衡量的。成為電離輻射的當(dāng)量劑量,單位是Sv(希伏)。 地球上天然本底的輻射強(qiáng)度是每年1~2mSv(毫希伏)。 人體一次接受<250 mSv的照射時(shí),人體不會(huì)產(chǎn)生明顯的自覺癥狀。 一次接受8000mSv=8Sv的劑量時(shí),可出現(xiàn)少數(shù)人死亡。 大量的研究證明,對于小劑量的射線照射,產(chǎn)生的是隨機(jī)效應(yīng),是按照幾率來計(jì)算的,是沒有閾值的。就是說,非常微量的放射性也會(huì)引發(fā)癌癥,只是癌癥發(fā)生的幾率特別小而已。 人們曾經(jīng)試圖找到微量的放射性,提高到什么程度會(huì)對人體造成危害,但是沒有得到一致的結(jié)論。得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,大多是微量的放射性對人體有利。在我國湖南省兩個(gè)緯度相同、自然環(huán)境相同,但放射性本底不同的地區(qū)進(jìn)行了調(diào)查。最終結(jié)果是:放射性本底高的地區(qū),癌癥發(fā)生率反而偏低。 盡管如此,我國仍然規(guī)定公眾居民每年允許的劑量限值是1 mSv。(扣除當(dāng)?shù)靥烊槐镜滓院蟮恼丈鋭┝?。?nbsp; 實(shí)際上,γ射線的應(yīng)用對國民經(jīng)濟(jì)有著巨大的推動(dòng)作用。主要用于工業(yè)生產(chǎn)線上對關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行檢測,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制。可以大大提高用戶的經(jīng)濟(jì)效益。 用γ射線測厚儀控制的熱軋鋼自動(dòng)生產(chǎn)線,每年產(chǎn)生幾十億的經(jīng)濟(jì)效益。沒有測厚儀,生產(chǎn)線連一分鐘都不能運(yùn)行。 對于選礦廠,選出的礦粉中,金屬的品位(含量)是關(guān)鍵的質(zhì)量指標(biāo)。品位過低,生產(chǎn)出來的就是廢品。靠化驗(yàn)室化驗(yàn),不能及時(shí)控制生產(chǎn),化驗(yàn)一次樣品要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí),這幾個(gè)小時(shí)過去了??赡苌a(chǎn)出來的全是廢品。 但是,也不是產(chǎn)品的品位越高越好。產(chǎn)品的品位過高,就會(huì)把大量的品位較低的礦漿作為廢液排走,就會(huì)使合格品產(chǎn)量太低,大量的礦產(chǎn)資源被流失了。 如果采用γ射線制造的“在線品位儀”,直接安裝在生產(chǎn)線上,每秒鐘都檢測出來礦漿的品位值,并經(jīng)過計(jì)算機(jī),及時(shí)對品位進(jìn)行控制。使產(chǎn)品的品位剛剛合格。既保證了產(chǎn)品合格率,又達(dá)到了最大產(chǎn)量和最小的礦產(chǎn)資源流失,大大提高了選礦廠的經(jīng)濟(jì)效益。 由于γ射線在國民經(jīng)濟(jì)中的巨大作用。我國制定了“大力發(fā)展非動(dòng)力核技術(shù)”的戰(zhàn)略方針。 為了確保γ射線應(yīng)用過程中的安全,制定了好多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 對射線的有效防護(hù)辦法: 1、 距離防護(hù)。射線強(qiáng)度和離開放射源的距離的平方成反比。放射源安裝在工廠中遠(yuǎn)離人員的地方。對人體就沒有危害。 2、 屏蔽。7厘米的鉛可以將射線的強(qiáng)度衰減2000倍,14厘米可以衰減4百萬倍。 3、 小型密封。 儀表用的放射源,用量特別少。用于輻射滅菌、加工的放射源,一般為幾十到上百居里。 用于儀表的放射源一般只有幾個(gè)毫居里(千分之一居里)。 放射源采用陶瓷燒結(jié)工藝。將放射性物質(zhì)少接到特殊的陶瓷中,成為陶瓷的成分。這種陶瓷不滲水,即便把這種放射性的陶瓷泡在水里,也不會(huì)有放射性物質(zhì)滲出來。 放射性陶瓷焊接密封的雙層不銹鋼殼體內(nèi),并經(jīng)過檢漏。保證不會(huì)有放射性物質(zhì)跑出來。 不銹鋼殼體裝在鉛容器中,足夠厚度的鉛,防止射線射出。 鉛容器上開有細(xì)孔,儀表工作時(shí),射線從空中射出。細(xì)孔可以旋轉(zhuǎn),關(guān)閉時(shí),可將孔旋轉(zhuǎn)到容器邊上。是射線不能從孔中射出。 鉛容器和旋轉(zhuǎn)體都密封在鋼殼內(nèi)。
輻射源:
輻射以電磁波和粒子(如阿爾法粒子、貝塔粒子等)的形式向外放散。無線電波和光波都是電磁波。它們的傳播速度很快,在真空中的傳播速度與光波(3×1010厘米/秒)相同,在空氣中稍慢一些。
電磁波是由不同波長的波組成的合成波。它的波長范圍從10E-10微米(1微米=10E-4厘米)的宇宙線到波長達(dá)幾公里的無線電波。Υ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線,超短波和長波無線電波都屬于電磁波的范圍。肉眼看得見的是電磁波中很短的一段,從0.4-0.76微米這部分稱為可見光。可見光經(jīng)三棱鏡分光后,成為一條由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光帶,這光帶稱為光譜。其中紅光波長最長,紫光波長最短,其它各色光的波長則依次介于其間。波長長于紅光的(>0.76微米)有紅外線有無線電波;波長短于紫色光的(<0.4微米)有紫外線,Υ射線、X射線等。這些輻射雖然肉眼看不見,但可用儀器測出。
太陽輻射波長主要為0.15-4微米,其中最大輻射波長平均為0.5微米;地面和大氣輻射波長主要為3-120微米,其中最大輻射波長平均為10微米。習(xí)慣上稱前者為短波輻射,后者為長波輻射。
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