1952年氢弹试验成功。 1954年建成第一座 核电站。
1959年核动力船下水。
中国的“两弹一星”
“两弹一星”最初是指原子弹、导弹和人造卫 星。“两弹”中的一弹是原子弹，后来演变 为原子弹和氢弹的合称；另一弹是指导弹； “一星”则是人造地球卫星。1964年10月16 日我国第一颗原子弹爆炸成功，1967年6月 17日我国第一颗氢弹空爆试验成功，1970年 4月24日我国第一颗人造卫星发射成功。中 国的“两弹一星”，是20世纪下半世纪中华 民族创建的辉煌伟业。
5
0.05
0.01
0.01
0.05
辐射防护的量和单位
有效剂量(E) E = ΣWTHT
的产生。 举例：
83Bi210 → 84Po210 +β-
γ射线与紫外线、可见光、红外线、无线电波等一样，也是一 种电磁辐射，能量较高，穿透本领强，要比β射线大50~100倍， 比α射线大10,000倍。
不同射线的穿透能力
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律 半衰期 (T1/2)
定义：一定量的某种放射性原子核衰变至原来
+ γ-
α
β
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变
+ +
+
++
+
放射性母+核!!
+ +
从母核中射出 的4He原子核
238U4He + 234Th
粒子得到大部分衰变能
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变示例241Am 237Np
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变 发生原因：母核中子或质子过多
（人工制造） Z = 92 93 94 95 96 …… 114
核能利用的发展过程
1932年，查德威克发现了中子。 1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象。
1942年12月2日，费米（Fermi）在美国芝加哥大学 建造的世界上第一座人工核反应堆，实现链式反应。
1945年爆炸了第一颗原子弹。
基本概念
同位素：原子序数相同，原子的质量数不同，即原子核内的质 子数相同，中子数不同，在元素周期表内占据同一位置的元素。
稳定性同位素
放射性同位素
一个元素的所有同位素，其化学性质几乎一样。一种元素往往 有几种到几十种同位素。目前已知的118种元素，同位素共达 2000多种。 自然界中天然存在的放射性物质较少，实际应用中的放射性同 位素，绝大部分是人工制造的放射性同位素。
放射性活度
放射性核素在单位时间内发生衰变的原子核数目，称为放射性活度, 用 符号 A 表示。 专用单位，居里（Ci），1居里是指放射性核素每秒钟发生3.7X1010次 衰变。 居里的单位太大，实际工作中常用毫居（mCi, 10-3 Ci)，微居（µCi, 10 -6 Ci)，纳居（nCi, 10 -9 )，皮居（pCi, 10 -12 Ci)。 国际单位: 贝可，符号为Bq,1贝可定义为放射性核素每秒钟发生1次衰变。 即：1 Bq ＝1 秒－1。 单位换算： 1 Ci＝3.7X1010 Bq 贝可的单位较小，通常用kBq （ 103Bq），MBq(106Bq）， GBq(109Bq），TBq(1012Bq）等。
的一半所需要的时间。
时间 t 0 1 2
3
4
5
n
(T1/2 )
放射性原 N0 子核数目
N0 /2 N0 /4 N0 /16 N0 /32 N0 /64 N0 /2n
经过n个半衰期后，未发生衰变的放
射性原子核数目是原有的 1/2n
放射性衰变基本规律
1 指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
深部X射线治疗机
伽马远距离治疗装置
医用直线加速器
伽马刀
单光子发射断层摄影 （SPECT）
• PET Scanners
常用的放射性药物 锝－99
伽马相机 Gamma Cameras
碘-131胶囊
常用的放射性药物
碘－131
辐射防护中常用的量和单位
放射性活度A 吸收剂量D和吸收剂量率 当量剂量HT 有效剂量E
和 T1/2 两者有一一对应关系 理论研究中多用衰变常数 实际应用中一般用半衰期
放射性同位素及射线装置应用
湿式贮源辐照装置全景图
干式贮源辐照装置全景图
γ辐照装置
辐照小麦原冬3号
伽马探伤装置
• 源不离开装置（屏蔽） • 有快门结构 • 源通过气压装置移到曝光位置
管道爬行探伤装置
管道爬行探伤装置
卢瑟福因此获1908年诺贝尔化学奖
卢瑟福、索迪——元素衰变
以后，卢瑟福和索迪等人进一步研究放射 性元素递次变化（即衰变链系）的线索，发 现如下衰变链：
U T1/ 2 几百万年 Ra T1/ 2 1000多年 Rn
Po Bi Po Pb
索迪因此及对同位素起源和性质研究获 1921年诺贝尔化学奖。
什么是放射性？
放射性是自然界存在的一种自然现象，来 自于原子核。
大多数物质的原子核是稳定不变的，少数 原子核不稳定。
不稳定的原子核会自发的向稳定的状态变 化（衰变），同时会发射各种各样的射线， 这种现象就是 “放射性”。
电离辐射的发现和利用过程
1896, 贝克勒尔（Becquerel）
核素有 多少？
现在已发现核素 2800 种 其中 稳定的 271
不稳定的 2500多 （89%） 估计总数有 6000 多种 3000 多种尚未发现
超重核 稳定岛
放射性核素表示方法
原子质量
核素符号
原子序数

226Ra 88

226Ra
或 Ra－226
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
常见射线的种类
这是人类历史上第一次实现原子核的人工反应，使古代炼 金术士梦寐以求的把一种元素变成另一种元素的空想变成现实。 当时卢瑟福写了一本书就取名为《新炼金术》。
世界上第一个制造的人工放射性核素 约里奥.居里夫妇 1934 年
27Al + 4He → 30P + n
β+ 衰变
30Si + e+ +
提供许多种放射性核素,为研究和广 泛应用开辟了广阔前景 例如：超铀元素的发现
1896年，法国物理学家贝克
勒尔（1852-1908）发现只要
有铀元素存在，就有贯穿辐
射产生——证明发射这种射
线是铀原子自身的作用。
放射性的发现，引起人
们对原子核内部的研究的深
入。“进入原子内部”和
“分裂原子”成为世纪之交
时期科学领域中最振奋人心
的
口
号
。
Nobel Prize in 1903
电离辐射的发现和利用过程
元素衰变理论打破了自古希腊以来人们相 信的原子永远是不生不灭的传统观念，而认 为一种元素的原子可以变成另一种元素的原 子。
人 工 核 反 应
卢瑟福用镭发射的α 粒子作“炮弹”，研究被轰击的粒子 的情况。1919年，终于观察到氮原子核俘获一个α 粒子后放出 一个氢核，同时变成了另一种原子核的结果， 18N＋ α 17O ＋p 。
贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获1903年诺贝尔 物理学奖。另外，居里夫人因此获1911年诺贝尔化学奖。
居里夫妇
电离辐射的发现和利用过程
、β、γ 射线
物理学家卢瑟福1899年发现铀和铀的化合物所发 出的射线有两种不同类型：
一种是极易吸收的，他称之为α 射线； 另一种有较强的穿透能力，他称之为β 射线。 1900年法国化学家维拉尔又发现具有更强穿透本 领的第三种射线γ 射线。
吸收剂量（absorbed dose）
定义：电离辐射授与某一体积元中物质的平均 能量除以该体积元中物质的质量的商。
吸收剂量D便是授予某一点处的单位质量的物质 的能量的期望值。
单位：戈〔瑞〕 Gy ，1 Gy＝1 J/kg 历史上曾使用过的单位：拉德，rad
1 Gy ＝ 100 rad
吸收剂量率
.
中微子
+
+ ++
+ +
+
+ +
+ 质子转变成中子，并且 带走一个单位的正电荷
中子转变成质子，并且 带走一个单位的负电荷
－
反中微子
三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能量
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
衰变示例——3H 3He
电离辐射的本质——放射性衰变及衰变规律
正衰变示例——11C 11B
探测器 Detector
物质流向 Material
Flow
屏蔽 关（开） Shielding Shutter (open)
密度测量仪
核子秤
传送带称重仪器 探测器 传送带上的物品
源
核子秤
传送带称重仪器
物位测量仪 Level Gauges
通常一个或多个仪器和探测器被用作“开/关”，用来控制料箱或料斗中物料 的位置等，大、厚壁容器可能使用GBq的 60Co 。
高位探测器 源
低位探测器
料位计
厚度测量仪
探测器 Detectors
n
n
湿度/密度计
密度测量：伽马源(137Cs)推
出屏蔽室到源棒末端，并位于被 测物质中进行测量。

n
湿度测量：仪器里中子
源(通常是 241Am-Be)通过 中子散射测定湿度。
钻井测量
烟雾探测器
介入放射学透视设备
CT诊断装置
钋、镭的发现
1898年，物理学家居里夫人（1867-1934）在寻找比铀 的放射性更强的物质的过程中，先发现了一种新的放射性 元素，为纪念她的祖国波兰，她将其名命为“钋”。