核辐射与物质相互作用PPT.ppt

辐射防护与安全培训,辐射防护与安全基础,辐射防护与安全培训,辐射防护与安全培训,辐射防护与安全基础,辐射防护与安全基础,辐射防护与安全培训,核辐射与物质相互作用,射线与物质相互作用,射线,Ray,高速运动的粒子和光子,（天然或人工放射性、加速器、反应堆、宇宙射线）,包括：X射线、,射线、射线、射线等,本质都是,辐射粒子。,物质,Matter,常被称为：,靶物质 靶材料,各种化学元素,单质 化合物 混合物,可以是 气体 液体 固体,相互作用,Interaction,射线穿过物质时，所发生的复杂的物理过程，称为相互作用。,能量损失,角度偏转,吸收,决定于,入射,粒子,和,被作用物质,的性质,放射性放出的射线碰到各种物质的时候，会产生,各种效应,：,射线,对,物质,的作用,物质,对,射线,的作用,例如：,使照相底片和乳胶感光,使一些物质产生荧光,可穿透一定厚度的物质,吸收一部分,散射一部分,可能使一些物质的原子、分子发生电离,从射线的测量、利用以及防护的角度上讨论问题，经常将射线按照带电性质分为几类：,1.,带电射线,：,、t、d、p、,、,、,e,轻带电粒子,：e,+,、e,-,重带电粒子,：,、p、,重离子,：Z 2,2.,中性粒子,：超子、,0,、,n,3.,电磁辐射,：,、,主要内容,：,一.重带电粒子与物质相互作用（,）,二.,射线与物质相互作用,三.,射线与物质相互作用,四.中子与物质相互作用,一.重带电粒子与物质相互作用,1.,粒子参数、来源及特点,2.电离能量损失,1）平均电离能,2）比电离,3）,粒子的射程,3.,离子的射程,1）作用机制,2）公式及结论,粒子（,射线）就是高速运动的氦核，,它是一个极其稳定的原子核,原子序数：,质量数：,质 量：,电 荷：,粒子的参数,1）,粒子,参数、来源及特点,重带电粒子与物质相互作用，常常是以,粒子,为例。,重带电粒子是相对于,电子,质量而言的，质量要比电子的,质量大,的多。,主要由,不稳定的原子核,（如象,232,Th,、,228,Ra,等放射源）放出来的,最大能量,10MeV,通常情况下,4,6MeV,可放出,粒子的放射性同位素有,200,多种,有时可,由,加速器,得到能量可达,几百,MeV,的,粒子,（这样的能量足以克服任何,靶,物质原子核的库仑排斥力，而使,粒子进入核力范围，因而它是产生核反应的一种有效的入射粒子）,粒子的来源及特点,随着粒子与物质的相互作用，粒子逐渐损失能量，速度减慢,慢化,入射粒子最后完全停留在靶物质,吸收,几种主要的使入射粒子损失能量（慢化）的相互作用过程：,电离能量损失,辐射能量损失,散射,1）作用机制,当,粒子通过物质时，由于与靶物质核外电子之间的库仑作用力，使电子受到,吸引,或,排斥,。从而，使,电子获得一部分能量。,获得的这部分能量分成,两种情况,：,a.获得的能量,足够大，足以,克服原子核的束缚变成自由电子,一个自由电子,失去了一个电子的正离子,2.电离能量损失,电离,传递的能量,不够大，不足以,克服原子核的束缚,激发状态是不稳定的，以发射光子的形式放出相应的能量，回到基态。,原子退激,可以使电子从低能级状态跃迁至高能级状态、使原子处于激发状态,激发,当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰撞时,电离能量损失是重带电粒子在穿过物质的过程中，能量损失的,主要方式,靶物质原子,获得能量,电离 激发,入射射线（,）,损失能量,电离能量损失,（阻止本领）,慢 化,2）公式及结论：,入射粒子电荷,电子的静止质量,靶物质原子序数,相对论修正项,壳层修正项,靶物质单位体积内原子数目,电离损失与入射粒子速度,成反比,当种类,相同的入射粒子,（粒子速度V不太大时），入射到,相同的靶物质,中时，相同的情况下，,速度越快，损失能量越小,几点结论：,电离损失与入射粒子所带的电荷数 成正比,速度相同，而所带电荷不同的入射粒子,大,电离损失,大,小,电离损失,小,速度相同，入射粒子的电荷数越,多,，,能量损失越,快,穿透本领,越,弱,当两者速度相等时，防护,粒子比质子要容易得多,例如：当,、,P,以相同的速度入射到相同物质中时,组织本领与入射重带电粒子能量的关系,在图,2.1,的,b,段,成,反比,电离损失与,靶物质,NZ,成正比，,高,Z,、高,N,物质对重带电粒子的阻止本领比轻物质,（低,Z,、低,N,）,大,图2.1,2.,粒子的射程 Range,1）比电离,Specific ionization,定义：,单位路程上产生离子对的数目,S,重带电粒子穿过靶物质时，与原子核外电子碰撞，引起原子的,电离和激发而损失能量,，因此，沿入射粒子入射途径会产生电子-正离子对。,重带电粒子在穿过靶物质时，一路上所,产生的离子对数目分布是不均匀的。,总电离=初级电离+次级电离,如果，,次级电子的能量足够大（,电子），它也可以使物质电离，这种电离过程,产生的自由电子,次级电子,初级电离,由入射粒子直接作用引起的电离,次级电离,由图2.2 可见：,当,粒子,刚,进入空气中时，,比电离较小,随着穿过距离的增大，,比电离越来越大,入射粒子穿过物质时，会逐渐损失能量，当能量很小时，电离损失最大，直至电离损失为零。,图2.2,平均电离能,定义：,产生一对离子对需要的平均能量,W,平均电离能,的,特点,：,只与物质种类有关，,与入射粒子能量无关,射程：,入射粒子在吸收物质中，,沿入射方向,从入射点到它的终点（速度为零）之间的,直线距离,入射粒子在吸收体中所经过的,实际轨迹的长度,。,一般情况下，,路程射程,路程,2),粒子的射程,粒子,与电子碰撞的过程中，轨迹几乎是一条直线运动方向不会发生很大的改变,粒子的径迹是,直线的,路程 射程,3-7MeV 的粒子,在标准状态下的空气中的射程,图2.3,经验公式,：,MeV,cm,计数保持不变,平均射程,对于,210,Po,在标准状态下的空气,中,同种带电粒子在不同物质中的射程，可用空气来计算,对于化合物和混合物主要差别在于A值的差别：,布雷格克莱门经验规律,粒子能量,（）,空气,（）,生物组织,（）,铝,（）,4,2.5,31,16,4.5,3.0,37,20,5.0,3.5,43,23,5.5,4.0,49,26,6.0,4.6,56,30,6.5,5.2,64,34,7.0,5.9,72,38,7.5,6.6,81,43,8.0,7.4,91,48,8.5,8.1,100,53,9.0,8.9,110,58,9.5,9.8,120,64,10.0,10.6,130,69,表2.1 粒子在几种物质中的射程,用质量厚度表示射程,：,5MeV 的,粒子在人体组织中的射程为,43m,人体组织密度：,人体皮肤厚度：,所以：,粒子造成的,外照射,伤害可以不考虑,单位：,二.,射线电子与物质相互作用,射线,来源及特点,能量损失,1）电离能量损失,2）辐射能量损失,3）多次散射,3.,射线的吸收,1.,粒子,参数、来源及特点,射线 实际上是高速运动的电子,（负电子、正电子）,由核衰变产生的,射线，具有以下特点：,半衰期在,能量,04MeV,能谱特点：,连续,有最大衰变能,某处有最大强度,能谱示意图,电子与物质相互作用的,特点,：,与,相同之处：,均是,带电粒子,在与物质相互作用时，仍然主要是与物质中原子的核外电子发生,电离,相互作用,与,不,同之处：,粒子质量是,粒子的质量的,1/,7300,在与物质相互作用过程中,会有很大的差别,主要作用形式有,：,电离能量损失,辐射能量损失,多次散射,运动轨迹不再是直线，而是十分曲折,存在的问题,：,粒子的质量只有,粒子的,1/7300,，所以具有相同能量的,粒子和,粒子速度就要相差很多，大很多，往往接近光速，因此对,粒子相互作用的情况必须要考虑,相对论效应,同为4MeV的,粒子和,粒子,当快速电子通过物质时，它与物质原子的壳层电子发生碰撞，入射电子将自己的一部分能量给与原子壳层电子，使原子电离或激发。,电离能量损失:电子在穿过物质时，损失能量的,主要,方式,1）电离能量损失,2.能量损失,几种物质的电子平均电离能,物质名称 空气 Al CH,4,H,2,CO,2,He,W (eV)34 26.4 27.0 36.3 32.8 41,电子在吸收物质中产生一对离子对所消耗的平均能量与电子能量无关，只依赖于物质种类。,可见：,电子的电离能量损失率,:,电子的电离损失率,:,粒子,的,电离能量损失率,：,电子的电离能量损失率:,（1）差别仅在与方括号内的第二项,（2）,(-dE/dx),e,与粒子的速度v,2,成反比,在相同能量的情况下，电子的速度要比,粒子的速度大很多，因此电子的电离损失率比,粒子要小得多，正是由于它的电离损失率小。,结论:,射线穿透物质的本领比,粒子大得多,4MeV,粒子,在水中每微米产生,3000,对电子正离子对,1MeV,粒子,在水中每微米产生,5,对电子正离子,对,（3）,电子的电离本领较弱,能量损失率,平均电离能,穿透力强,穿过同样厚度的同一物质时，,粒子比,粒子损失的能量要小得多，所以具有更大的,穿透力,。,电离本领弱,穿过同样厚度的同一物质时，,粒子比,粒子的能量损失要小得多，所以产生的电子正离子对就少，,电离本领弱,。,电子的电离损失率具有的,特点,（,与,相比）,2）辐射能量损失,作用机制,当快速带电粒子穿过物质时，受核库伦场作用而改变速度，这时粒子的,动能的一部分,会以电磁波的形式辐射出来,轫致辐射,入射粒子,的,电荷,、,能量,及,质量,辐射能量损失率：,吸收物质,单位体积的原子数,吸收物质,的原子序数,结论:,矛盾的两个方面,正比于,Z,2,，,用重元素作靶物质时，易于发生轫致辐射,与,m,2,成反比,粒子和质子的轫致辐射是电子的10,-6,速度相同的情况下，,因此,对于比,质子,更重的带电粒子的辐射能量损失完全可以忽略不计,c）,正比于,E,粒子能量高时，轫致辐射才显著,Ee=10MeV 时，50%,辐射损失,Ee=100MeV 时，90%,辐射损失,在相对论能区，电子的辐射损失和电离损失之比值,决定因素：,入射粒子能量,靶物质原子序数,当要,吸收,、,屏蔽,射线时，,不宜,选用重材料,当要,获得,强的X射线时，则,应,选用重材料作靶,图 2.6,粒子能量损失与能量的关系,粒子,与物质相互作用时，,辐射损失,是其,重要,的一种能量损失方式,。,轫致辐射的,特点,入射电子原来的动能 原子核、光子、被偏转的电子三者之间分配，所以轫致辐射光子可以具有任何动能，对应的光子能量谱是连续的，0最大,等于电子的动能Ee，故,：,轫致辐射又称,连续X射线,3）,粒子的多次,散射,粒子与靶物质原子核库伦场作用时，只改变运动方向，而不辐射能量。这种过程称为：,弹性散射,由于电子的质量小，因而散射角可以很大（与,粒子相比，粒子的散射要大得多），而且会发生多次散射，最后偏离原来的入射方向。入射,粒子能量越低，及靶物质原子序数越大，散射也就越厉害。,多次碰撞多次散射，经多次散射，电子可能返回原来的入射方向，这就叫做“反散射”。,对于,粒子最后,散射角大于90,的情况，称为,“,反散射,”,反散射系数,：反散射电子与入射电子强度之比,图2.7,3.,射线的吸收,当单能电子或,射线通过物质时，由于与物质相互作用，结果使它们的,强度减弱,，最后停留在物质中，称为,吸收,。,射线或单能电子束穿过物质时，强度减弱的现象,1）,射线的吸收,粒子在穿过物质时的总能量损失率比,粒子小,粒子比,粒子,具有更大的射程,例如：,能量相同：,4MeV,被作用物质：,空气,粒子的射程：,2.5 cm,粒子的射程：,15 m,因,衰变而放出的电子，其能量是连续分布的，故没有射程而言。,可用,射线能量中电子的最大能量 所对应的射程来表示,射线的射程。,射线的最大射程,测量,射线射程装置示意图,对于能量在 之间,单能窄束,射线的吸收曲线，可以近似地表示为：,进入吸收物质前的,粒子强度,进入吸收物质厚度为X或X,m,后的,粒子强度,线性吸收系数cm,-1,线性厚度cm,质量吸收系数,质量厚度g/cm,2,cm,2,/g,在实际工作中,常使用经验公式计算,射线的射程,射程的单位为质量厚度 mg/cm,2,能量单位为：MeV,表2.2 几种物质中的粒子的射程,介 质,密度单位：,射线能量,(MeV),空气,生物组织,0.1,10.1 （0.012）,0.016 （0.016）,0.005 （0.014）,0.2,31.1 （0.038）,0.049 （0.049）,0.0155（0.042）,0.3,56.7 （0.07）,0.089 （0.089）,0.028 （0.076）,0.4,85.7 （0.11）,0.187 （0.187）,0.059 （0.159）,0.5,119.0 （0.146）,0.187 （0.187）,0.059 （0.159）,1.0,306 （0.367）,0.48 （0.48）,0.15 （0.41）,3.0,1100 （1.35）,1.74 （1.74）,0.55 （1.49）,5.0,1900 （2.34）,2.98 （2.98）,0.94 （2.54）,单位：cm,单位：mg/cm,2,铝,从图中可知：,单能电子与相同最大能量的,射线的吸收曲线，形状差别较大。但最大射程相同。,用质量厚度来表示射程时，与物质的实际密度和物理状态几乎无关,5MeV的,射线,在铝中：,在空气中：,对于一定能量的,粒子，用质量厚度来表示射程时，几种介质几乎是相同的。,所以,通常用铝作为标准，来估计,Z,相差不大的物质对,射线的吸收情况,快电子与物质相互作用的特点,：,快电子的,速度大,；,重带电粒子相对速度小；,快电子除电离损失外，,辐射损失不可忽略,；,重带电粒子主要通过电离损失而损失能量；,快电子,散射严重,重带电粒子在介质中的运动径迹近似为直线,三,.,射线与物质相互作用,概况介绍,光电效应,康普顿效应,电子对效应,射线吸收,1.,概况介绍,a.,伴随核衰变的,射线,60,Co 衰变纲图,137,Cs 衰变纲图,来源,射线的,能量,原子核初态与终态之间的能量差，反映子核的能级结构,半衰期特征,呈现出母核,衰变的半衰期,b.,湮没辐射,当母核经 衰变时，还伴有的电磁辐射产生，起因在于初级衰变过程产生的,正电子湮没,。,C.,伴随核反应的,射线,退激产生,光子,6.30MeV平均寿命,例如：,d.,轫致辐射,当快电子与物质相互作用时，其部分能量转换成轫致辐射，其转换的份额随能量的增加而增加；随吸收物质的原子序数的增加而增加，能量连续分布。,e.,特征X射线,多种原因导致原子的内壳层出现空位，外层电子向内壳层填充的过程中，产生X射线。,规律,尽管他们产生的原因不同，能量大小不同，均属于,电磁波,只要它们的,能量相同,，它,们与物质相互作用的,规律就相同,由于,射线不带电，在物质中的穿透情况,不能,“,射程”来描述。,带电粒子是多次与电子和核碰撞作用,逐渐损失,能量，光子可以与物质中的原子,一次碰撞损失全部或大部分能量。,射线穿过物质时,，,其能量不变，强度按指数规,律衰减,射线和带电粒子与物质相互作用的,规律不同,由于,射线不带电，它同物质相互作用完全不同于带电粒子，,主要区别在,：,作用方式,光电效应,康普顿效应,电子对效应,相干散射,光致核反应,核共振反应,贡献小于1%,主要讨论,作用截面,射线与物质相互作用的大小也用反应截面 来表示,截面,入射光子数,发生作用的光子数,靶物质原子数,个/cm,3,.cm,一个入射光子与单位面积上的靶原子发生作用的几率,用（b）来表示,射线与物质发生不同的相互作用都具有一定的概率，仍用截面这个物理量来表示作用概率的大小。而且，总截面等于各作用截面之和，即：,光电效应截面,康普顿效应截面,电子对效应截面,2.,光电效应,射线的全部能量转移给束缚电子，使这些电子从原子中激发出来，,光子本身消失,这种现象,光电效应,放出的电子,光电子,图2.9（a）光电效应示意图,光电效应发生后的原子,发生光电效应时，从内壳层打出电子，在此壳层就留下,空位,，,并使原子处于,激发状态,，这种激发状态是不稳定的，,退激发过程,有两种：,特征,X,射线,俄歇电子,图2.9（b）特征X射线或俄些电子发射示意图,入射光子打在原子上，原子吸收了光子的全部能量，其中,一部分,消耗于光电子脱离原子核的束缚所需要的电离能（电子在原子中的结合能），,另一部分,作为电子的动能，所释放出来的光电子的能量就是入射光子能量与该光电子所处壳层的结合能之差。,a.,光电子的能量,入射光子能量,壳层结合能,b.,光电效应截面,在非相对论情况,下,，,在相对论情况下,图2.10 光电效应吸收截面与入射光子能量的关系,c.,发生光电效应的条件,光子能量电子的结合能,要有原子核参加,80%,的光电子是 K层电子,光电效应的截面,光电效应中,K层,电子的贡献,3.,康普顿效应,1),光子穿过物质时,而光子则被散射从另一个方向飞出,打出一个电子,康普顿电子,散射光子,散射光子和反冲电子的能量,散射光子的能量,入射光子的能量,散射光子的散射角,反冲电子的能量,换算关系:,特殊情况,：,反冲电子能量最大,散射光子能量最小,时，,反散射,入射光子与对应的反散射光子能量值（MeV）,0.5 0.662 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0,0.169 0.184 0.203 0.218 0.226 0.235 0.240,2)康普顿散射的截面,入射光子能量很低时，,入射光子能量较高时,，,此时截面与光子能量无关，只与Z有关,与光子能量有关、,与Z有关,图2.13 康普顿散射截面入射光子能量的关系,3.电子对效应,当,光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，,光子转化为一个正电子和一个负电子，这个过程称为,电子对效应。,图2.14.电子对效应示意图,正、负电子对的动能：,所以：,入射,光子的能量大于,1.02MeV，才可能发生电子对效应,电子对效应的截面,电子对效应的截面是,入射光子的能量,和,吸收物质原子序数,的函数。,可见：,电子对效应是随着靶物质的,原子序数Z,和,入射,光子能量,的,增加而增加,的,。,图2.15 电子对效应截 面与,射线能量的关系,电子对效应的,逆过程,湮没辐射,由电子对产生的快速正、负电子在物质中通过它产生电离损失和辐射损失而损失掉能量，当正电子被慢化后（动量很小时）它与周围物质中的一个电子相互作用，,转化为两个,光子,，这个现象被称为：,放出的,光子称为,湮没光子,湮没辐射,湮没辐射所具有的,特点,：,3）两个湮没光子的发射是,各向同性,的。,1）两个湮没光子的,能量相同,，,2）两个湮没光子的飞行,方向相反,；,4.,射线的吸收,射线吸收的现象,当,光子穿过物质时，与吸收物质的原子一旦发生光电效应、康普顿效应和电子对效应，原来能量 的,光子就,消失,或,散射,后,能量改变掉,，并,偏离原来的入射方向,，即从原来的入射,束中移去。,在,原来入射方向上,原能量,的粒子数就减少,射线的吸收,射线吸收所服从的规律,图2.17 射线吸收示意图,准直成,平行,窄束,的,射线，通过物质时强度将减弱,有下列关系,入射,射线强度,射线强度的变化,吸收物质单位体积原子数,通过物质薄层厚度,射线通过物质时,上述三种效应同时存在,只是作用几率不同,而且,射线,的三种效应彼此无关.,光电效应截面,康普顿效应截面,电子对效应截面,用质量衰减系数和质量厚度表示：,解上述方程：,边界条件,指数衰减规律,两边取对数：,对于多种,射线含有几个不同能量的射线,对于均匀混合物,的计算,对于均匀化合物,的计算,第i种元素所占的体积,第i种元素在化合物中所占的重量百分比,第i种元素的密度,5）,半吸收厚度,实际工作中，常常用半吸收厚度来表示,射线在物质中的吸收情况,射线强度减弱一半时所，需要的吸收物质的厚度,半吸收厚度,当：,时,由：,单位：1/cm,三种射线性质的相对比较,射线 质量 电荷 比电离 比较 空气中 穿透力,（原子质量）,能力 射程 的射程,4.00 +2,10,000 1 数厘米 数微米Al,7300me,0.005,-1 100 100 大于1米 数毫米Al,=,m,e,0 0 1 10,000 数米 几厘米的Pb,口腔内牙齿摄影,用于胸部成像的常规X线系统,主要内容：,1）中子的特性、分类及特殊能量的中子,2）中子的来源,3）中子与物质相互作用的主要方式,4）中子减速的方法和依据,4.中子与物质相互作用,1）中子的特性和分类,中子的性质,中子：一种不带电的粒子,是组成原子核的粒子之一,表示,：,电荷：,0，中性粒子,中子波长与它的动能、动量的关系：,质量,：,自由中子是不稳定的能自发地衰变为质子，同时发射电子和反中微子,半衰期,：,此半衰期和中子与物质相互作用过程的时间相比，这个时间是很长的。,通常情况下，看成是,稳定粒子,b.中子的分类：,因为：,不同能量的中子在与原子核相互作用时，有着不同的特点,所以：,常把中子按照,不同能量的大小,进行分类,中子的能区范围：,GeV（10,9,eV,）neV（10,-9,eV,）,中子能量的分组：,慢中子,：,0,1KeV,。,包括冷中子、热中子、超热中子、共振中子,2)中能中子,：,1KeV0.1MeV,3)快 中 子：,0.1MeV100MeV,热中子,（thermal neutron）,这种中子和室温下周围介质大量的分子处于热平衡状态，亦即,它的能量相当于周围介质的热运动的能量,。,特殊能量的中子,：,热中子的能量,：,热中子的速度,超热中子,：,epithermal neutron,能量大于热中子能量的中子称为,超热中子,共振中子,：resonance neutron,能量处于重核的共振能区内的中子，称为,共振中子,冷中子,（1,时,A=1,时,此时反冲核的能量最大,结论：轻核,氢核,1),A越小，反冲核所获得的能量就越大,当 A=1 时（氢 质子），反冲核的能量最大，,（对中子减速作用最好）,可以采用,氢核,作为辐射体产生质子反冲来减低中 子的速度,如：水（,H,2,O,）、石蜡（,C,2,H,2,),选用,氢核,作辐射体，反冲核就是,质子,由此可见：,2）当A很大时，,值很小，,反冲核带走的能量很小,中子几乎不损失能量，也就是说：,高Z物质对中子慢化没有多大作用。,质量数,0.221,0.284,0.640,0.750,0.889,靶核,表2.7,几种轻核的,值,图2.21 氢的中子散射截面,中子的散射截面随中子能量的增加而增加,b),中子的吸收,中子吸收,：,辐射俘获,核裂变,产生带电粒子的核反应,入射中子与物质相互作用后不再作为,自由粒子,存在的现象,目前用的最多的是以下三种核反应,：,核反应中释放的能量,反应截面,2.核反应,可见：,中子入射到某一原子核上发生核反应后，中子被吸收，生成的是具有一定能量的带电粒子,。,对 反应,半衰期：7.3秒 放出,、,射线,是水中放射性的主要来源,2）,核裂变,核裂变是核反应堆中最重要的核反应,易裂变同位素、裂变同位素,铀-233 铀-235 钚-239 钚-241,在各种能量的中子作用下均能发生裂变，并且在低能中子作用下发生裂变的可能性较大。,的裂变反应,：,裂变碎片,中子数目,同时释放200MeV的能量,不是全部产生裂变，还有辐射俘获反应,带走165MeV的能量,3）,辐射俘获,中子射到核上，被俘获（抓住），形成一个新核,复合核,。这个复合核是不稳定的，处于激发状态的。立即通过放出,光子而回到基态，这就叫做,“,辐射俘获,”,辐射俘获的表示,具有放射性,简写：,原子核俘获一个中子后，生成一个比原来的核质量数大1个单位的同位素，而且生成核是,放射性,的,，,用下式描述,：,最常用的：,吸收了中子的核变成为另一种同位素，这新生的同位素是,放射性,的，这个现象叫做“,中子活化,”，所生成的放射性称为“,感生放射性,”。测量经过中子辐照后材料中的放射性，就可知道中子的强度，这就是 “,活化法,”,被照射样品的放射性活度：,截面,样品质量,亚氟加德罗常数,原子量,中子通量密度,饱和系数,同位素丰度,1）,用反应堆生产放射性同位素最常用的核反应；,2）通过测量中子辐照后的样品放射性强度，而得到 “中子通量”、“俘获截面”以及进行样品元素分析。,辐射俘获目前应用于以下一些方面：,小结：几类射线与物质相互作用的特点,重带电粒子,重带电粒子能量损失的主要方式是电离损失，通过电离和激发,逐渐损失能量,。用阻止本领来描述。在电离损失中，靶物质原子中,电子,的阻止本领起主要作用。低能时应考虑电荷交换效应及核阻止本领。当入射重带电粒子穿过足够厚的物质时，具有,平均射程,。如果物质的厚度远小于平均射程时，在入射方向上探测到的粒子的能量随吸收物质厚度的增加而逐渐减小，但强度基本不变。,图,射线在物质中的吸收,b.,射线,射线的能量损失主要是通过电离能量损失、辐射能量损失而逐渐损失能量的。,射线,散射现象严重,。因此，,射线在穿过物质时，既有能量的损失，也有强度的减少,。,在物质中的穿透本领，采用,射线的最大能量对应的吸收物质的厚度来表示，称为,射线在物质中的,最大,射程,。,。,射线在物质中的吸收,c,射线,射线按照一定的几率与物质发生光电效应、康普顿效应和电子对效应。在相互作用的过程中，,一次损失全部或大部分能量,。,穿过物质后，在,射线入射的方向上探测到的强度随吸收物质的厚度按照,指数规律衰减,、,能量不变,。所以，,射线没有射程的概念可言。,射线在物质中的穿透情况，也常常用,半吸收厚度,表示。,射线在物质中的吸收,中子与物质相互作用过程中，无论是慢中子、中能中子、快中子，也无论是轻核、中等核、重核，可以发生的反应有：产生带电粒子的核反应、弹性散射和非弹性散射、核裂变和中子俘获。但是中子的能量不同，被作用的物质不同时，其作用过程的截面会有很大的差别。,中子,最常见,的作用过程：,辐射俘获和弹性散射,思考题：,比较能量相同的,、,、,在物质中的穿透力和电离本领。,在,射线的屏蔽和防护工作中，采用哪类物质效果更好，依据是什么？,、,、,射线穿过物质时，穿透能力分别用什么来表示？,谢谢,