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用放射性物質製備的小型緊湊的輻射源的通稱

1簡介

用天然或人工放射性核素製成的、以發射某種輻射為特徵的製品。放
放射源

  放射源

射源的基本特點是能夠不斷地提供有實用意義的輻射。習慣上常把用於γ輻射照相探傷、放射治療、輻射加工和輻射效應研究等目的的γ放射源,專稱為輻射源。同位素能源是一種特殊形式的放射源,能提供核衰變產生的熱能。

2分類

放射源按所釋放射線的類型可分為α 放射源、β放射源、γ放射源和中子源等;
放射源

  放射源

按照放射源的封裝方式可分為密封放射源(放射性物質密封在符合一定要求的包殼中)和非密封放射源(沒有包殼的放射性物質)絕大多數工、農和醫用放射源是密封放射源,例如:工農業生產中應用的料位計、探傷機等使用的都是密封源,如鈷-60、銫-137、銥-192等。某些供實驗室用的、強度較低的放射源是非密封的,例如:醫院裡使用的放射性示蹤劑屬於非密封源,如碘-131、碘-125、鍀-99m等。

3危害

放射源發射出來的射線具有一定的能量,它可以破壞細胞組織,從而對人體造成傷害。當人受到大量射線照射時,可能會產生諸如頭昏乏力,食慾減退,噁心,嘔吐等癥狀,嚴重時會導致機體損傷,甚至可能導致死亡;但當人只受到少量射線照射時,一般不會有不適癥狀,也不會傷害身體。
防護
如何防護放射源:放射源發射的射線有:阿爾法射線(α射線)、貝塔射線(β射線)、伽瑪射線(γ射線)、中子射線(η射線)等,它們看不見,摸不著,必須使用專門的儀器才能探測得到。不同的射線在物體中穿透能力也各有不同。一張厚紙可擋住阿爾法射線;有機玻璃、鋁等中有效阻擋貝塔射線;伽瑪射線穿透力較強,可以用混凝土、鉛等阻擋;中子射線需用石蠟等輕質材料來阻擋。因此,放射源並不可怕,對放射源無端的恐懼是沒有必要的,特別是那些已經採取了安全保護措施,正常使用的放射源,對人體是基本沒有危害的。防止或減少放射源發出的射線對人體的傷害,主要有以下三種防護手段:一、距離防護;距離放射源越遠,接觸的射線就越少,受到傷害也越小;二、屏蔽防護:選取適當的屏蔽材料(如混凝土、鐵或鉛等)做成屏蔽體遮擋放射源發出的射線;三、時間防護:儘可能減少與放射源的接觸時間。在實際工作中,通常將上述三種防護手段組合應用。

4製備

在設計和製備放射源時要考慮到源的實用性,即輻射種類、
放射源

  放射源

能量和強度能符合使用要求,源的有用輻射效率高和源的安全性能好。製備放射源首先是選擇合適的放射性核素,然後再根據其化學性質和源的使用要求確定製備工藝。

5源核素

放射源用的核素的來源主要有四方面:①反應堆輻照生產的,有氚、鐵55、鈷60、鎳63、硒75、銻 124、鐿169、銩170、銥192、鉈204、釙210、鈈238等;②核燃料后處理得到的,有氪85、鍶90、銫137、鉕147和某些錒系元素如鈈239、鎇241、鐦252等;③加速器生產的,有鈉22、鈷57、釔88、鎘109、鉍207等;④天然放射性核素,主要有鈾鐳系中的鐳226。早期的α放射源、γ放射源和中子源主要是用鐳226製成的。鐳226生產困難,價格高,現在多被人工放射性核素代替。

6活性塊製備

製備密封放射源是先將放射性物質製成活性塊,然後再進行包殼密封。製成的活性塊要求在空氣中穩定,在水中放射性浸出率低。常用的製備活性塊的方法,有玻璃、陶瓷、搪瓷法,粉末冶金法,電鍍法等。
① 玻璃、陶瓷、搪瓷法 其共同點是把放射性物質以氧化物的形式和玻璃料、陶瓷料或搪瓷釉料一起燒結而成。所得活性塊的化學穩定性、熱穩定性和耐輻照性能都很好。放射性氧化物或其他化合物和某些金屬混合后,在高溫下形成金屬陶瓷體,具有金屬和陶瓷兩重性,是一種較好的活性塊形式。
② 粉末治金法(又稱粉末治金-滾軋法) 把放射性金屬陶瓷體經粉末冶金處理后包在金、銀等延展性好的金屬中,在軋機上滾軋成箔源。這種工藝適於生產強度較低的大批量的α源和β源。
③ 電鍍法 常用於某些α源、低能β源和低能γ(X)射線源的製備。低能γ(X)射線源又稱低能光子源,包括低能γ源、X射線源和軔致輻射源。
除上述方法外,還有一種不需進行化學加工處理的製備活性塊方法,即直接用反應堆輻照過的適當形式和形狀的靶材料製成活性塊。例如常用的鈷60和銥 192γ放射源的活性塊就是這樣製成的。
包殼密封  把源的活性塊密封在相應的包殼裡。包殼材料不僅要便於實施密封,而且還應具有足夠的強度和抗腐蝕等性能,以保證放射源在使用過程中不會破損而使放射性物質散落出來,污染環境。
包殼所選用的材料、形狀、規格和密封技術等,一般根據源的射線特點、源的強度及使用條件而定,常用的材料是不鏽鋼。α源、低能β源和低能γ(X)射線源的源窗部分須選用耐輻照的薄材料,以保證具有較高的射線發射效率。高能β源、γ放射源和中子源大多用不鏽鋼包殼,氬弧焊密封。

7質量控制

放射源的質量主要包括源的輻射強度和密封性能。每一個放射源都要進行輻射強度測量,如有必要,還要進行能譜測量。密封放射源應滿足國際標準和國家標準所規定的各類密封放射源的耐溫度、壓力、撞擊、振動和穿刺等項要求。這些檢驗是在源設計試製時進行的。對於正式產品源,除進行強度、能譜測量外,還要逐個進行表面污染和泄漏檢查。從源表面擦下的放射性污染量和泄漏量均不得超過185貝可。

8應用

電離
帶電粒子主要通過電離作用把能量轉移給周圍介質。中子、γ射線與物質作用產生高能帶電粒子,再進行電離。α粒子和低能β粒子的射程短,比電離值高,在較短的射程內可產生大量的離子對,形成高密度的離子云,可用於放射性靜電消除器、離子感煙探測器、電子捕獲鑒定器和真空電子管中所用的電離源等。γ射線有很強的穿透力,能在較大體積內產生電離作用,其應用有輻射消毒、滅菌,食品輻照保藏,輻射育種,放射治療和輻射加工等。
散射
β射線、γ射線與物質相互作用會產生散射,其散射角甚至可大於90°,散射的程度與散射體的厚度、密度及原子序數有關。根據這一效應建立的反散射測量儀,可用於測定材料的厚度和密度,特別適用於塗層厚度的測量。
快中子與輕元素碰撞,能量迅速降低,待分析材料中如含氫豐富,中子慢化程度就高。根據此原理建立了中子測水分和中子測井(石油)技術。

活化

低能β粒子與適當的磷光體作用可以發光,根據這種效應已經製成了氚發光粉和氚燈。低能光子可以激發元素髮射特徵X射線,利用配有同位素低能光子源的 X射線熒光分析儀可進行元素分析。放射性核素髮射的α粒子和高能γ射線,可誘發輕元素原子核發生(α,n)、(γ,n)核反應。利用這些核反應製成的中子源可用於元素的中子活化分析。但是這類中子源的中子強度比反應堆的低得多,因此只適用於某些高反應截面核素(元素)的活化分析。
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