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辐射防护论文
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辐射防护论文:
中 子 剂 量 与 防 护
核72班 07202068 李华琪 2010年1月6号 摘要:
本文主要介绍了中子剂量及中子防护中的一些具体相关的问题,就从学习辐射防护这门课程来讲,深入了解了中子与物质的相互作用所对人体的危害,及中子防护中的相关量以及其相互关系及测量方法。对于中子屏蔽防护层做了较深入的了解及其计算方法,这也是对辐射防护这门课程学习的相当总结。
关键词:
中子剂量 剂量测量 散射 中子防护
自从1932年查德维克(J.chadwike)发现中子以来,人们搞清了核的基本组成。直到现在不到八十年,核科学与技术在工业,农业,医学,国防等各领域中有着广泛的应用,并展现广阔的应用前景。原子能科学与技术的开发与利用,解决或正在解决人类生存发展面临的诸多困难,然而由于电离辐射对人体有损失作用,这也给我门带来了某些直接的或潜在的危害。所以对其的必要防护是非常重要的,而其中对于中子的防护致关重要。
中子是一种间接致电离粒子。而对于辐射剂量来说,重要的是我们考虑中子与组成人体组织的元素间的相互作用。然而根据中子核反应和宏观中子物理有,不同能量的中子同人体组织发生不同的相互作用。在机体组织中,按重量
百分比计,氢,碳,氮,氧四种元素占个人体重量的95%以上;按原子数计,氢原子数占人体原子数的60%以上。快中子通过与人体中的H,C,N,O等原子核的弹性与非弹性散射,不断地将能量传递给组织而被慢化,慢化后的热中子又通过(n , )和 (n,p) 反应被组织吸收;因为中子与生物组织中原子核的相互作用能够产生反冲核,质子,粒子等带电粒子和射线,所以它们都有很强的直接与间接引起电离的本领,能够使生物产生强烈的电离。例如,能够与细胞中的水分子作用,生成自由基(,),自由基则与硫氢基和其他细胞重要组成部分起反应,破坏细胞正常的化学物理状态,引起生理上的变化。中子辐照后,血液白细胞的质变较为明显;睾丸和眼睛的晶体对中子辐射的敏感性也比较高,从而使机体受到损伤。
表1-1给出了能量直到10Mev的中子在机体组织中可能发生的几种重要的相互作用类型:
描述中子剂量通常指的是中子吸收剂量或中子剂量当量。吸收剂量D定义为dE除以dm而得到的商,其中dE是由致电离辐射授予某一体积元中物质的平均能量,而dm是该体积元中物质的质量,即D=dE\\dm.(J\\kg,Gy).而决定生物效应的剂量当量H定义为组织内被研究点上的D,Q和N三者的乘积即H=DQN;Q为品质因数;N为其他修正因子的积,ICRP的推荐值为1,单位为Sv,1Sv=1J\\Kg.
在研究中子在生物组织中不同深度的吸收剂量和剂量当量的模型有:半无穷大板块、有限圆柱体(直径为30厘米,高为60厘米)和椭圆柱体(长半轴为18厘米,短半轴为12厘米,高为60厘米)模型。模型的材料组成应同软组织的相当,密度为1g/cm3。能量范围从10-2eV延伸至 2000MeV。其中对半无穷大板块模型和有限圆柱体模型研究的结果,是目前确定中子注量率-剂量当量率换算系数的基础。而在确定中子的吸收剂量时,必须计算在快中子慢化过程和热中子核俘获过程中,由组织吸收的是能量。所以需采用剂量换算因子计算中子剂量。各种常用的同位素中子源和单能中子的剂量换算因子dH表1-2:
各种中子源的剂量换算因子
而当我们知道某一源或确定能量的中子注量率(n\\s),并从上表查出相应的剂量换算因子dH;按下式,可计算出中子的剂量当量率,=dH(Sv\\s).也可采