辐射与防护  022M2010H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:衡月昆,吴金杰
授课时间: 星期五, 第1、2、3节
授课地点: 教1-114
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 022M2010H 课时: 40 学分: 2.0
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:衡月昆,吴金杰
英文名称: Radiation and Protection

教学目的、要求

本课程为核科学与技术学科研究生的专业普及课。主要内容是辐射与防护的基本知识介绍。通过本课程的学习,要求学生了解放射性对人类及其后代以及人类赖以生活的环境的影响,从而建立正确的辐射危害观。掌握电离辐射产生装置、放射性同位素源的产生原理、与物质相互作用、电离辐射基本单位与量、辐射防护体系、辐射屏蔽计算、电离辐射计量等基本知识。

预修课程

原子核物理

教 材

辐射与防护(自编讲义)

主要内容

第一章 天然放射性和人工辐射源(2学时)
学时1:电离辐射定义,天然辐射源,宇宙射线,宇生放射性,原生放射性,天然辐射源的照射剂量。
学时2:人工辐射源,医疗照射,核试验,核能生产,核技术应用。
第二章	射线及其与物质相互作用(3学时)
学时3:原子和原子结构、原子的结构、同位素、同质异能素、同质异位素、原子核的结构、原子核的稳定性。
学时4:放射性核素的主要衰变类型、α衰变、β衰变、γ辐射与同质异能跃迁、放射性核素的衰变规律、衰变常数及半衰期、衰变链、射线与物质的相互作用、带电粒子与物质的相互作用、电离和激发、轫致辐射、碰撞损失、辐射损失、总阻止本领、带电粒子在物质中的射程。
学时5:X、γ射线与物质的相互作用、光电效应、康普顿效应、电子对生成、中子与物质的相互作用、中子的散射、中子的俘获。
第三章 电离辐射常用的量与单位(3学时) 
学时6:表征辐射源的辐射量、放射性活度、描述辐射场的量、粒子注量、粒子注量率、谱分布、能量注量、能量注量率、能量注量与粒子注量的关系。
学时7:相互作用系数、质量减弱系数、质量能量转移系数、质量能量吸收系数、总质量阻止本领、碰撞阻止本领、辐射阻止本领、总质量阻止本领。
学时8:辐射剂量学中使用的量、吸收剂量、授与能、吸收剂量率、带电粒子平衡、比释动能、转移能、比释动能率、比释动能与能量注量的关系、比释动能与吸收剂量的关系、照射量、照射量率、照射量因子、照射量与吸收剂量的关系、吸收剂量、比释动能和照射量的区别(教学重点与难点)。
第四章 辐射生物效应及辐射防护量(3学时) 
	学时9:辐射对人体健康的影响影响辐射生物学作用的因素、物理因素、生物因素、剂量与效应的关系、短期大剂量外照射引起的辐射损伤、长期小剂量照射对人体健康的影响。
学时10:辐射防护实践中常用的量和单位、当量剂量、辐射权重因子、有效剂量、组织权重因子、待积剂量、集体剂量、剂量负担(教学重点与难点)。
学时11:剂量当量及测量实用值、周围剂量当量、定向剂量当量、个人剂量当量(教学重点与难点)。
第五章	辐射防护体系(3学时)
学时12:放射防护目的、放射防护三原则、实践正当性、防护与安全的最优化(教学重点与难点)。
学时13:个人剂量限值、剂量限值、基本剂量限值、次级限值、导出限值、管理限值、参考水平(教学重点与难点)。
学时14:放射防护相关国际组织、国际放射防护委员会、国际辐射单位与测量委员会、国际原子能机构、联合国原子辐射效应科学委员会,国际推荐ICRU、 ICRP报告。
第六章	X或γ射线的外照射防护(6学时)
学时15:X或γ辐射源及其辐射场、X射线机、X射线的产生、X射线的剂量计算、X射线剂量率的计算(教学重点与难点)。
学时16:加速器X射线源、加速器X射线的发射率常数、加速器X射线的剂量计算(教学重点与难点)。
学时17:γ辐射源、γ点源的照射量率计算、γ点源的空气吸收剂量率计算、γ点源的吸收剂量率与粒子注量率之间的关系、γ点源的空气比释动能率计算、比释动能率常数、γ点源的比释动能率(教学重点与难点)。
学时18:X、γ射线在物质中的减弱规律、窄束X或γ射线的减弱规律、宽束X或γ射线的减弱规律、宽束X或γ射线屏蔽的透射曲线(教学重点与难点)。
学时19:屏蔽计算中用的几个参量、屏蔽X或γ射线的常用材料、X、γ射线的屏蔽计算、屏蔽计算的一般方程式、加速器X射线源的屏蔽计算、沿入射电子方向发射的初级X射线的屏蔽计算、沿与电子束入射方向为90º的初级X射线的屏蔽计算(教学重点与难点)。
学时20:γ射线的屏蔽计算、γ点源的屏蔽计算、医用X或γ射线装置的屏蔽计算、初级射线的屏蔽计算、次级辐射的屏蔽计算、泄漏射线的屏蔽计算、散射线的屏蔽计算、次级屏蔽层厚度的确定(教学重点与难点)。
第七章	带电粒子外照射的防护(3学时)
学时21:带电粒子的剂量计算、β粒子的剂量计算、β点源的剂量计算(教学重点与难点)。
学时22:电子束的剂量计算、电子辐射场中的注量率、电子束的吸收剂量指数率、质子束的剂量当量指数率、带电粒子的屏蔽计算、β粒子和单能电子束的屏蔽计算。
学时23:重带电粒子的屏蔽计算、β粒子所致轫致辐射的屏蔽计算、β粒子所致轫致辐射的剂量计算、β粒子所致轫致辐射的屏蔽计算。
第八章	中子外照射的防护(3学时)
学时24:中子辐射源、放射性核素中子源、加速器中子源、反应堆中子源、中子剂量的计算(教学重点与难点)。
学时25:中子与机体组织相互作用的特点、中子剂量的计算、比释动能的计算、剂量当量指数的计算、中子在屏蔽层中的减弱(教学重点与难点)。
学时26:计算宽束中子减弱的分出截面法、宽束中子的透射曲线、十倍减弱厚度、屏蔽中子的常用材料、中子屏蔽计算、放射性核素中子源的屏蔽计算、加速器中子源的屏蔽计算。
第九章	内照射防护(6学时)
学时27:内照射剂量的估算方法、放射性物质进入人体的途径、参考人、进入人体内的放射性物质的代谢、有效半衰期(教学重点与难点)。
学时28:吸入物质在呼吸系统中的代谢模型、食入物质在胃肠道中的代谢模型、进入体液的放射性物质的代谢模型。
学时29:内照射剂量计算的基本方程、单个核素的ALI和DAC的计算、开放型放射工作场所的分级、分区及其主要防护要求、开放型放射工作场所的分级和分区。
学时30:放射性核素的毒性分组、开放型放射工作场所的分级、开放型放射工作场所的分区、开放型放射工作场所的主要防护要求、甲级开放型放射工作场所的主要防护要求、乙级开放型放射工作场所的主要防护要求、丙级开放型放射工作场所的主要防护要求(教学重点与难点)。
学时31:对开放型放射操作、运输、贮存的防护要求、开放型放射操作设备、放射性物质的贮存和运输、贮存、放射性物质的运输。
学时32:放射性废物的处理、个人防护措施、去除表面放射性污染。
第十章	辐射和剂量测量(6学时)
学时33:电离法测量X或γ射线剂量的基本原理、照射量的标准测量方法	、自由空气电离室(教学重点与难点)。
学时34:布拉格-戈瑞原理与空腔电离室、能量响应、X或γ射线吸收剂量的测量(教学重点与难点)。
学时35:β粒子和电子束的剂量测量原理、用外推电离室测量组织中的β吸收剂量、用空腔电离室测量电子束的吸收剂量。
学时36:中子剂量的测量原理、中子吸收剂量的测量、中子剂量当量的测量、测量剂量的其它方法。
学时37:G-M计数器在剂量测量中的应用、闪烁计数器在剂量测量中的应用、胶片剂量计、荧光玻璃剂量计、热释光剂量计、测量剂量的化学方法、测量吸收剂量的量热方法(教学重点与难点)。
学时38: X或γ射线剂量仪的刻度、剂量仪刻度常用的参考辐射、X或γ剂量仪的刻度方法。
第十一章 辐射防护案例分析(2学时)
学时39:反应堆工程案例分析,切尔诺贝利核电厂事故,三哩岛核电厂事故,日本福岛核电厂事故。
学时40:核技术应用案例分析,Cs-13源跌落破损污染事件,Co-60放射源提升系统失灵引致过量照射事件(教学重点与难点)。
教学手段与方法:多媒体教学
考核方式:期末口头报告+平时成绩

参考文献