中子的外照射防护ppt课件.ppt

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1、第7章中子的外照射防护7.1、中子辐射源7.2、中子剂量计算7.3、中子在屏蔽层的减弱规律7.4、中子屏蔽计算1放射性核素中子源加速器中子源反应堆中子源等离子体中子源7.1、中子辐射源中子源注意事项：往往伴有辐射。27.1.1放射性核素中子源优点：—发出的中子基本各向同性；—源的尺寸小；—价格便宜。缺点：—产额小，且随时间减弱；—易形成污染。放射性核素中子源有三种，即：(α，n)反应中子源；(γ，n)反应中子源；自发裂变中子源。前二种是利用放射性核素衰变时发出的α粒子或γ光子轰击一定的靶物质，

2、通过(α，n)或(γ，n)核反应产生中子。3表7.1放射性核素中子源的特性靶核名称放射性核素反应类型半衰期T1/2中子最大能量MeV中子平均能量MeV中子产额y,×10-6S-1•Bq-1中子源发射率为106s-1,距离1m处的γ照射量率,×10-7C•kg-1•h-1中子能谱伴随γ辐射BeBeBeBeBeBeBeBe24Na124Sb210Po226Ra238Pu239Pu241Am(γ,n)(γ,n)(α,n)(α,n)(α,n)(α,n)(α,n)15.0h60.4d138.4d1620a

3、87.75a24390a432a10.8713.0811.310.7411.50.830.0294.24.04.54.14.53.515.1467.640554.143.254.13.76×1041.33×1040.103155＜1.294.39＜2.58单能单能连续连续连续连续连续非常强非常强很低很低低低低47.1.1放射性核素中子源许多重原子核都具有自发裂变而发射中子的特性。天然重核(如U、Th)发生自发裂变的几率很小，不宜用作中子源。目前可供实用的自发裂变中子源只有252Cf。表7.2列出

4、了252Cf自发裂变中子源的主要物理特性。5表7.2252Cf自发裂变中子源的物理特性衰变方式α衰变几率96.8％自发裂变几率3.2％半衰期α衰变的Td2.73a自发裂变的Tef85.5a总的T1/22.659a自发裂变中子产额，s-1‧μg-12.32×106，MeV2.13，中子/自发裂变3.76γ发射率，s-1‧μg-11.3×107在空气中1m处的剂量率（无屏蔽情况）中子，μSv‧h-1‧μg-124γ，μGy‧h-1‧μg-11.467.1.2加速器中子源加速器中子源是利用被加速器加速

5、的带电粒子轰击某些靶物质导致核反应产生中子的。这种中子源的特点是，可以通过改变靶物质种类和带电粒子类型，调节带电粒子的能量和中子的出射方向来获得不同能量的中子。加速器中子源所用的加速器过去多为低能加速器，例如密封管型中子发生器、高压倍加器、静电加速器、回旋加速器和电子直线加速器等。被加速的带电粒子，有电子、质子、氘核、氚核、α粒子等。目前，已有高能重离子加速器中子源，并且发展非常迅速。7加速器中子源二种应用较多的核反应式：T(d,n)4He反应的优点是中子能量高（10～30MeV），即使氘核能量

6、低到0.1MeV，通过T(d,n)4He反应也能获得接近14MeV的单能中子。87.2、中子剂量的计算7.2.1中子与机体组织相互作用的特点考虑中子与组成人体组织的元素间的相互作用。在机体组织中，按重量百分比计，氢、碳、氮、氧四种元素占整个人体重量的95%以上，按原子数计，氢原子数占人体原子总数的60%以上。元素相互作用氢弹性散射辐射俘获H（n，γ）D碳弹性散射非弹性散射C（n，n´3α）和C（n，n´α）Be反应氮弹性散射非弹性散射N（n，p）C，N（n，d）C，N（n，t）C，N（n，α）B

7、，N（n，2α）Li和N（n，2n）N反应氧弹性散射非弹性散射O（n，α）C和O（n，p）N反应表7.5中子在机体组织中发生的重要的相互作用97.2.2中子剂量的计算1.比释动能计算式中为中子比释动能因子。据此，可以通过对辐射场实测或计算得到中子注量Φ，并从附表3查得与中子能量相对应的fK值，便可算出中子的比释动能K附表310114.比释动能与注量的关系单能：比释动能因子：用于计算K不带电粒子与物质相互作用，入射粒子总能量中平均有多少能量转移为次级带电粒子的动能-----用质能转移系数tr/

8、度量附表3第三章辐射剂量学中使用的量和单位117.2.2中子剂量的计算如果已知中子辐射场中某种物质(m)的比释动能Km，则在同一点上受到照射的一小块组织(T)的比释动能KT吸收剂量：式中，(μtr/ρ)T、(μtr/ρ)m分别是物质m和组织T的质能转移系数。在满足带电粒子平衡条件，相关组织的中子吸收剂量即为12中子注量到当量剂量换算因子2.当量剂量计算单能：连续谱：13表7.6中子辐射权重因子WR，中子当量剂量换算因子fHi，n和对应的剂量率限值为10μSv/h的中子注量率值En，MeV辐射权重