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目录1

第一章辐射的基础数据1

§1原子能的基本常数3

§2辐射的各种单位3

表1-1-1原子能的基本常数4

表1-2-1辐射的各种单位6

§3电子的阻止本领6

表1-3-1各种元素和物质对电子的碰撞阻止本领7

图1-4-1β射线的最大能量与在A1中的最大射程的关系9

§4 电子和重带电粒子的射程9

图1-4-2质子的射程与物质的原子序数的关系10

图1-4-3重离子在Al中的射程10

图1-4-4在各种物质中重带电粒子的能量与射程的关系12

§5低能光子的吸收系数13

§6光子的截面与吸收系数之间的变换系数13

表1-5-1低能光子的吸收系数和吸收限能量14

表1-6-1元素的光子截面与吸收系数之间的变换系数37

表1-6-2物质的光子截面与吸收系数之间的变换系数41

§7元素的特征X射线与吸收限的能量41

图1-7-1 K、L、M、N系列X射线能级图42

表1-7-1 K系列特征X射线的能量43

表1-7-2 L系列特征X射线的能量49

§8元素的热中子截面换算表53

§9热中子的活化截面53

表1-8-1各种元素对热中子的吸收截面与散射截面54

表1-9-1热中子的活化截面59

§10中子核数据87

表1-10-1 14MeV中子的反应截面88

第二章辐射防护98

表2-1-1日本现行的最大容许剂量101

§1管理标准101

表2-1-2 ICRP 1965年推荐的个人剂量限值102

表2-1-3 ICRP 1977年建议的剂量当量限值102

表2-1-4危险度系数103

表2-1-5关于非随机性效应的剂量限值104

表2-1-6 ICRP早期出版物提出的容许遗传剂量的分配示例104

表2-1-7空气和水中放射性核素的容许浓度及表面放射性最大容许活度105

§2辐射场的强度与剂量率（广义）之间的关系112

表2-2-1中子辐照情况下单位剂量率的注量率112

表2-2-2 日本防止辐射损伤法中采用的中子剂量当量与注量的换算值114

表2-2-3光子辐照情况下单位剂量率的注量率115

表2-2-4β辐照情况下单位剂量率的注量率116

图2-2-1单位剂量率的光子注量率117

图2-2-2单位照射率的光子注量率117

图2-2-3单位剂量率的中子注量率118

图2-2-4单位剂量率的电子注量率118

图2-2-5单位剂量率的质子注量率119

图2-2-6 γ射线在空气、碳、组织中的注量与比释动能的换算关系119

图2-3-1光子对各种元素的质量衰减系数120

§3衰减系数与移出截面120

图2-2-7单位中子注量照射时所产生的比释动能最大值120

图2-3-2光子对各种物质的质量衰减系数121

图2-3-3由光电效应产生的电子的角分布121

图2-3-4康普顿效应散射光子和反冲电子不同角度的能量变化122

图2-3-5康普顿效应散射光子和反冲电子不同角度的数目及强度变化123

表2-3-1对快中子的宏观移出截面124

表2-3-2由Spinneγ提供的不同能量的微观移出截面127

图2-3-6对裂变中子的单位质量移出截面与质量数之间的关系128

表2-3-3测定的微观移出截面128

图2-4-1普通混凝土（比重2.35）对γ射线的屏蔽129

§4主要材料的屏蔽性能129

图2-4-3铅对γ射线的屏蔽130

图2-4-2铁对γ射线的屏蔽130

图2-4-4241Am-Be源宽束中子在水和聚乙烯中剂量当量的衰减131

图2-4-5 252Cf源宽束中子在平板形铅和聚乙烯中剂量当量的衰减131

图2-4-6 0.5MeV中子在混凝土、聚乙烯和水中吸收剂量的衰减132

图2-4-7 lMeV中子在混凝土、水和聚乙烯中吸收剂量的衰减132

图2-4-8 2MeV中子单一方向扩展而以不同角度入射板状屏蔽体时的吸收剂量的衰减特性133

图2-4-9 5MeV中子单一方向扩展而以不同角度入射板状屏蔽体时的吸收剂量的衰减特性133

表2-5-1水的反射率134

图2-4-10 平行中子（14—15MeV）的剂量当量透过率134

§5反散射134

表2-5-2铁的反射率135

表2-5-3铅的反射率136

表2-5-4对快中子的剂量反射率137

图2-5-1 γ射线反散射示意图138

图2-5-2能量反射率138

图2-5-3 γ射线反散射方向θ与反散射γ射线的平均能量对窄束入射γ射线的能量之比（E/E0）的关系138

图2-6-1圆柱形容器的结构139

§6 圆柱形容器中γ放射性核素的量与表面剂量139

图2-6-3相对于0.5MeV的修正系数K140

表2-6-1相对于0.5MeV的修正系数K140

图2-6-2圆柱形容器中γ放射源的活度A与照射量率X之间的相关系数K142

§7 主要放射性核素的照射量率常数143

表2-7-1主要放射性核素的照射量率常数143

§8深部剂量当量146

图2-8-1 γ射线深部剂量当量146

图2-8-2中子深部剂量当量147

表2-9-1 摄入体内的放射性核素对关键器官50年内造成的约定剂量148

§9内照射148

§10材料的耐辐照性能163

图2-10-1弹性材料的耐辐照性能163

图2-10-2热塑型树脂的耐辐照性能164

图2-10-3热固型树脂的耐辐照性能164

图2-10-4无机绝缘材料物性变化的相对耐辐照性能165

图2-10-5 电子仪器元件对反应堆快中子、60Coγ射线和3MeV电子流的耐辐照性能166

第三章射线探测与探测器167

§1 统计误差计算图表168

图3-1-1统计误差计算图169

图3-1-2两次计数组合的误差计算图170

§2死时间与漏计数171

图3-2-1死时间与漏计数的关系171

表3-2-1死时间修正系数K172

§3 GM计数管的几何效率173

图3-3-1 GM计数管测量的几何条件174

表3-3-1 GM计数管中心线上点源的几何效率174

图3-3-2圆盘状源几何效率与点源几何效率的比值175

§4闪烁体及其特性175

表3-4-1单体闪烁体的特性176

表3-4-2有机闪烁体的特性177

表3-4-3测定样品用液体闪烁剂的特性178

表3-4-4液体闪烁剂的性质181

图3-4-1液体闪烁剂的结构式182

§5光电倍增管的特性182

表3-5-1光电倍增管的规格特性183

图3-5-1光电面的波长灵敏曲线189

表3-5-2 日本浜松电视公司（HTV）的光电189

倍增管与外国产品对照表189

§6 NaI（Tl）井型闪烁体的计数效率191

图3-6-1闪烁体的形状192

图3-6-2 Dφ×L、dφ×1为3×3、7/8×11/2（英寸）的闪烁体的总计数效率192

表3-6-1 Dφ×L、dφ×l为3×3、7/8×11/2（英寸）的闪烁体的计数效率193

表3-6-2 Dφ×L、dφ×1为2×2、11/8×11/2（英寸）的闪烁体的计数效率194

表3-6-3 Dφ×L、dφ×l为13/4×2、3/4×1 1/2（英寸）的闪烁体的计数效率195

§7 NaI（T1）闪烁体对液体样品的计数效率196

图3-7-1采用Marinelli容器的探测系统197

图3-7-2φ3×3（英寸）NaI（Tl）闪烁体的总计数效率（样品置于Marinelli容器）197

表3-7-1 φ3×3（英寸）NaI（Tl）闪烁体的总计数效率和光电峰计数效率198

表3-7-2φ4×4（英寸）NaI（Tl）闪烁体的总计数效率和光电峰计数效率199

图3-7-3φ3×3（英寸）NaI（Tl）闪烁体的光电峰计数效率（样品置于Marinelli容器）200

图3-7-4φ4×4（英寸）NaI（Tl）闪烁体的总计数效率200

图3-7-5φ4×4（英寸）NaI（Tl）闪烁体的光电峰计数效率201

图3-7-6样品容积与计数效率的关系201

图3-7-7液体样品与闪烁体的几何尺寸202

图3-7-8φ13/4×2（英寸）NaI（Tl）闪烁体的总计数效率（样品置于圆柱形容器中）202

图3-7-9φ2×2（英寸）NaI（Tl）闪烁体的总计数效率（样品置于圆柱形容器中）203

图3-7-10 φ3×3（英寸）NaI（Tl）闪烁体的总计数效率（样品置于圆柱形容器中）203

§8 NaI（Tl）闪烁体光电效应所产生的光电峰的效率204

图3-7-11 φ3×3（英寸）NaI（Tl）闪烁体的光电峰计数效率（样品置于圆柱形容器中）204

表3-8-1光电峰计数率与总计数率的比205

值R（实验值）205

表3-8-2光电峰计数率与总计数率之比206

值R（蒙特卡罗法计算值）206

§9 各种探头探测γ射线的效率208

图3-9-1 NaI（Tl）、CsI（Tl）闪烁体对γ射线的线吸收系数209

图3-9-2在锗（Ge）和硅（Si）闪烁体中γ射线的线吸收系数和电子的射程209

图3-9-4 γ射线照射在GM计数管壁上的实际探测效率210

图3-9-3各种NaI（Tl）闪烁体的光电峰计数效率与γ射线能量的关系210

§10硅半导体辐射探测器的资料211

图3-10-1各种粒子在硅中射程的算图211

图3-10-2硅探头偏压、耗尽层厚度、电容量图3-10-3各种粒子在硅和锗中的射程213

图3-10-4电子的能量与其在硅、锗中的射程213

§11探头与探测特性214

表3-11-1φ1×1（英寸）NaI（Tl）的计数效率215

表3-11-2φ11/2×11/2（英寸）NaI（Tl）的计数效率217

表3-11-3φ3×3（英寸）NaI（Tl）的计数效率219

图3-11-1φ1×1（英寸）NaI（Tl）的计数效率221

图3-11-3φ3×3（英寸）NaI（Tl）的计数效率222

图3-11-2 φ11/2×11/2（英寸）NaI（Tl）的计数效率222

图3-11-4平板型Ge（Li）、Si（Li）探头的光电峰探测效率223

图3-11-5 γ射线光电峰探测效率223

图3-11-6单位辐照剂量在计数管管壁单位面积上所得到的计数224

图3-11-7各种γ射线能谱探测器的分辨率224

图3-11-8吸收、散射系数f与样品厚度、225

β射线能量之间的关系225

图3-11-9β射线的反散射率226

图3-11-10 Al、Cu、Pb吸收片的衰减率226

§12活化法测定中子227

表3-11-4 TLD的特性227

表3-12-1镉的截止能228

图3-12-1镉的截止能229

图3-12-2厚度x（N0）与修正系数G229

表3-12-2用于活化法测定中子的核素与核反应230

表3-12-3用于快中子束测定的核素与核反应231

表3-12-4自吸收修正系数G233

表3-12-5（a）铟箔的自吸收修正系数233

表3-12-5（b）金箔的自吸收修正系数234

表3-12-5（c）金丝的自吸收修正系数234

表3-12-5（e）钴箔的自吸收修正系数235

表3-12-5（d）钨箔的自吸收修正系数235

表3-12-5（f）钴丝的自吸收修正系数236

表3-12-5（g）锰箔的自吸收修正系数236

表3-12-5（h）铜箔的自吸收修正系数237

§13中子测定237

图3-13-13He的中子截面238

图3-13-26Li的中子截面238

图3-13-310B的中子截面239

表3-13-13He、6Li、10B热中子截面与核反应239

表3-13-2有代表性的中子测定法举例240

第四章活化分析242

§1热中子活化分析244

§2快中子活化分析244

表4-1-1热中子活化核素的数据245

§3加速带电粒子活化分析260

表4-2-1快中子（14MeV）活化分析的探测灵敏度261

表4-3-1由加速粒子引起的核反应和生成的放射性核素（Ⅰ）271

表4-3-2由加速粒子引起的核反应和生成的放射性核素（Ⅱ）281

§5 PIXE法分析284

§4 γ射线活化分析284

表4-4-1 γ射线活化分析的有关数据285

图4-5-1 PIXE法测定示意图293

图4-5-2 PIXE法的探测下限293

第五章环境放射性与环境辐射294

§1环境辐射与放射性295

表5-1-1 J、uR/h和urad/h之间的换算297

表5-1-2注量率（γ/cm2·s）与照射量率（uR/h）之间的换算系数297

表5-1-3钾、铀、钍的浓度与放射性浓度的关系298

表5-1-5由宇宙射线生成的放射性核素299

表5-1-4不属放射系的天然放射性核索299

表5-1-6环境样品的放射性300

图5-1-1 大气中氡和？系的浓度随高度变化的例子301

§2钍系、铀系的衰变特性301

图5-2-1钍系302

表5-2-1钍系核素的特性303

图5-2-2铀系304

表5-2-2铀系核素的特性305

图5-2-3锕系306

表5-2-3锕系核素的特性307

表5-2-4钍系核素释放的γ射线309

表5-2-5（a）由235U及其子体放出的γ射线317

表5-2-5（b） 由238U（分离）及其子体放出的γ射线319

§3环境放射性与外照射的照射量率322

图5-3-1污染程度为1Ci/km2的γ辐射源在地面附近所造成的照射量率325

图5-3-2不同分布情况下γ射线的释放密度（N）325

图5-3-3 γ放射性核素浓度为1pCi/m1的大体积水中，γ射线能量、照射量率D和注量率φ之间的关系326

图5-3-4在γ放射性核素污染浓度为1pCi/m1的水上不同高度、不同γ射线能量的照射量率326

表5-3-2土壤和空气中单位浓度的天然放射性物质在地表1米高处所造成的照射量率327

表5-3-1水的吸收系数327

§4核裂变产物328

图5-4-1233U、239Pu热中子核裂变产物的产额329

图5-4-2 232Th、238U快中子核裂变产物的产额329

图5-4-3235U核裂变产物的产额330

§5反应堆假想事故排放的放射性和辐射剂量330

表5-4-1核裂变生成核素的半衰期及释放的γ射线331

表5-4-2核裂变生成的稀有气体核素的γ射线能量与释放强度351

表5-4-3除稀有气体外有代表性的裂变放射性核素的γ射线能量与释放强度352

表5-5-1反应堆运行时生成的放射性核素的量360

表5-5-2反应堆临界失控事故中排放的核素的平均放射性活度（计算值）和主要特性361

表5-5-3（a）牛奶污染的估计值364

表5-5-3（b）在地面1米高处的空间剂量率364

表5-5-3（c）剂量与空气中的时间积分浓度的关系365

表5-5-3（d）吸入放射性物质所造成的剂量365

图5-5-1瞬时排放1Ci时在距离为x（m）处地表附近的浓度（Ci/m3）与时间积分浓度（Ci·s/m3）367

图5-5-2相当于单位地表蓄积量的排放量368

图5-5-3下风向距离与放射性浓度指数的关系369

§6核电站释放的稀有气体的剂量评价370

图5-5-4放射性浓度指数、排放条件与照射量率的关系370

表5-6-1（a）反应堆排放的放射性稀有气体的特性（光子）371

表5-6-1（b）反应堆排放的放射性稀有气体的特性（高速电子）372

表5-6-2排入大气中的放射性稀有气体所造成的性腺剂量系数373

表5-6-3由反应堆排入大气的放射性稀有气体所造成的性腺剂量375

§7放射性碘378

表5-7-1放射性碘及其半衰期379

表5-7-2核裂变放射性碘的衰变链380

图5-7-1放射性碲、碘的积累（1MW均衡照射）381

图5-7-2均衡照射和短时间照射（7.5h）停止后放射性碲和碘的衰减382

表5-7-3235U核裂变时放射性碘的生成量383

图5-7-3均衡照射停止后，取131I的放射性活度为1时，其他放射性核素与131I的比例383

图5-7-4在1MW照射下生成的碘及停止照射后的衰减曲线384

表5-7-4放射性碘的辐射特性385

§8辐射探测器对宇宙射线的测定值392

图5-8-1（a） 宇宙射线强度的高度变化（垂直强度，地磁纬度45°）394

图5-8-1（b）宇宙射线强度的高度变化（垂直强度，地磁纬度0°）395

图5-8-1（c）宇宙射线强度的高度变化（垂直强度，地磁纬度25°N）395

图5-8-2宇宙射线电离离子强度（所有方向）396

图5-8-3表示宇宙射线粒子方向分布的参数n随高度的变化396

表5-8-1由垂直强度JV换算成各个方向计数N的常数K397

第六章辐射源和放射性核素398

§1α放射性核素400

§2 γ射线能量顺序表400

表6-1-1（a）作为α射线能量标准的代表性核素401

表6-1-1（b）作为α射线能量标准的有代表性的母体和子体核素402

表6-1-2α射线能量顺序表404

表6-1-3α放射性核素及其α射线的特性411

表6-2-1 γ射线能量顺序表426

§4 γ射线释放强度（2-6Ra）439

§3可作γ射线能量标准的核素439

表6-3-1可作γ射线能量标准的核素440

表6-4-1有代表性的γ射线释放强度449

表6-4-2文献中利用率高的γ射线释放强度451

图6-4-1 Ge（Li）半导体探测器测得的γ射线能谱457

§5放射性比活度457

§6中子源458

表6-6-1主要的（a,n）反应中子源的特性460

图6-6-1（b）210Po-Be（a,n）中子源的能谱461

图6-6-1（a） 239Pu-Be（a,n）（A）和241Am-Be（a,n）（B）中子源的能谱461

表6-6-2主要的（γ,n）反应中子源的特性461

表6-6-3自发核裂变核素462

图6-6-2核裂变中子的能谱463

图6-6-3若干反应堆的中子能谱463

图6-6-4氘核反应Be（d,n）的中子能谱464

图6-6-5反应堆减速孔内的中子能谱464

图6-6-6宇宙线的中子能谱465

表6-6-4（A）252Cf的衰变特性465

表6-6-4（B） 252Cf的辐射特性466

表6-6-5加速器中子源467

表6-6-6可利用的热中子束468

§7放射性药品469

表6-7-1用作药品的主要放射性核素的特性471

表6-7-2放射性医药制品一览表482

附录485

附录Ⅰ与原子能有关的基本常数与换算系数（Ⅰ）485

附表1-1基本常数表486

附表1-2单位换算表489

附表2-1单位换算系数表493

附录Ⅱ与原子能有关的基本常数与换算系数（Ⅱ）496

附表2-2单位换算常数497

1．电学单位497

2．能量单位497

3．压力单位498

4．速度单位499

5．辐射（放射性）单位499

6．核裂变（235U）单位501

7．流量单位501

8．其它单位502