放射性活度计量检定(1)基础知识

一、放射性1、放射性核衰变核衰变：有些原子核不稳定，能自发地改变核结构，这种现象称为核衰变；放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即α、β、γ射线，这种现象称为放射性；天然放射性：天然不稳定核素能自发放出射线的特性；人工放射性：通过核反应由人工制造出来的核素的放射性。

2、放射性衰变的类型①α衰变：不稳定重核(一般原子序数大于82)自发放出4He核(α粒子)的过程；α粒子的质量大，速度小，照射物质时易使其原子、分子发生电离或激发，但穿透能力小，只能穿过皮肤的角质层②β衰变：放射性核素放射β粒子（即快速电子）的过程，它是原子核内质子和中子发生互变的结果；负β衰变（β-衰变）：核素中的中子转变为质子并放出一个β-粒子和中微子的过程。

β-粒子实际上是带一个单位负电荷的电子。

β射线电子速度比α射线高10倍以上，其穿透能力较强，在空气中能穿透几米至几十米才被吸收；与物质作用时可使其原子电离，也能灼伤皮肤；正β衰变(β+衰变)：核素中质子转变为中子并发射出正电子和中微子的过程；电子俘获：不稳定的原子核俘获一个核外电子，使核中的质子转变成中子并放出一个中微子的过程。

因靠近原子核的K层电子被俘获的几率大于其他壳层电子，故这种衰变又称为K 电子俘获；③γ衰变：原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态时所发射的电磁辐射；γ射线是一种波长很短的电磁波（约为0.007~0.1nm），穿透能力极强，它与物质作用时产生光电效应、康普顿效应、电子对生成效应等；3、放射性活度和半衰期①放射性活度：单位时间内发生核衰变的数目；A—放射性活度（s-1），活度单位贝可（Bq），其中1Bq=1s-1，1贝可表示1s内发生1次衰变；N—某时刻的核素数；t—时间（s）；λ—衰变常数，放射性核素在单位时间内的衰变几率；②半衰期(T1/2)：放射性核素因衰变而减少到原来的一半所需时间；4、核反应：用快速粒子打击靶核而给出新核(核产物)和另一粒子的过程称为核反应；方法：用快速中子轰击发生核反应；吸收慢中子的核反应；用带电粒子轰击发生核反应；用高能光子照射发生核反应；二、照射量和剂量1、照射量dQ——γ或x射线在空气中完全被阻止时，引起质量为dm的某一体积元的空气电离所产生的带电粒子（正或负）的总电量值（C，库仑）；x——照射量，国际单位制单位：库仑/kg，即C/kg伦琴（R），1R=2.58×10-4C/kg伦琴单位定义：凡1伦琴γ或x射线照射1cm3标准状况下（0℃，101.325kPa）空气，能引起空气电离而产生1静电单位正电荷和1静电单位负电荷的带电粒子；2、吸收剂量：在电离辐射与物质发生相互作用时单位质量的物质吸收电离辐射能量的大小；D——吸收剂量；——电离辐射给予质量为dm的物质的平均能量；吸收剂量D的国际单位为J/kg，专门名称为戈瑞，简称戈，用符号Gy表示：1Gy=1J/kg拉德(rad) 1rad=10-2Gy吸收剂量率（P）：单位时间内的吸收剂量，单位为Gy/s或rad/s3、剂量当量（H）：在生物机体组织内所考虑的一个体积单元上吸收剂量、品质因数和所有修正因素的乘积，H=DQND——吸收剂量（Gy）；Q——品质因数，其值决定于导致电离粒子的初始动能，种类及照射类型；N——所有其他修正因素的乘积，通常取为1；剂量当量(H)的国际单位J/kg，希沃特(Sv)，1Sv=1J/kg雷姆(rem)，1rem=10-2Sv剂量当量率：单位时间内的剂量当量，Sv/s或rem/s；4、第二节环境中的放射性本节要求：了解环境中放射性的来源，放射性核素在土壤、水、大气等环境中的分布，了解放射性核素对人体的危害及内照射概念。

[计量知识问答]第一部分计量基本概念(一)1.什么是测量?答:测量是指以确定量值为目的的一组操作。

操作的最终目的是把可测的量与一个数值联系起来，使人们对物体、物质和自然现象的属性认识和掌握，达到从定性到定量的转化，增强对自然规律的确信性和科学性。

2.什么是计量，计量的特点是什么?答:计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。

计量既是测量又不同于测量，它是与测量结果置信度有关的、与不确定度联系在一起的规范化的测量。

计量的特点可以概括为准确性、一致性、溯源性和法制性四个方面。

3.什么是计量器具?答:计量器具是指单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。

在我国计量器具也是测量仪器的同义语。

其特点是:(1)可直接进行测量。

(2)可以单独地或连同辅助设备一起使用的一种技术工具或装置。

4.什么是测量仪器的准确度?答:测量仪器的准确度是指测量仪器给出接近于真值的响应的能力。

准确度是定性的概念，是用其他术语来定量表述这种接近于真值的能力的，如准确度等级、误差等。

5.什么是测量标准?答:测量标准是指为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个或多个量值，用作参考的实物量具、测量仪器、参考物质或测量系统。

如，标准电流表、标准氢电极、有证的血浆中可的松浓度的参考溶液。

6.什么是实物量具?答:实物量具指使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。

实物量具的特性是能复现或提供某个量的已知量值。

7.什么是测量系统?答:测量系统是指组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其他设备。

测量系统可以包含实物量具和化学试剂。

固定安装着的测量系统称为测量装备。

8.什么是国家基准?答:国家基准是指经国家决定承认的测量标准，在一个国家内作为对有关量的其他测量标准定值的依据。

在我国，国家计量基准由国家计量行政部门组织建立和批准承认。

每一个国家计量基准均有一个相应的国家计量检定系统表。

9.什么是有证标准物质?答:有证标准物质是指附有证书的参考物质，其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定，使之可溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位，每一种出证的特性值都附有给定置信水平的不确定度。

四川省国防计量检定人员计量专业知识考试大纲09电离辐射专业（2020年试行）四川省国防计量考核委员会2020年2月目录一、（090101）辐射剂量 (1)二、（090201）放射性活度 (5)三、（090301）中子 (7)四、（090401）χγ射线探伤 (8)一、（090101）辐射剂量1.概述辐射剂量是电离辐射计量专业的基础项目之一，辐射剂量专业研究的重点是电离辐射的效应。

辐射剂量专业的目的是保证辐射剂量量值的准确可靠，其主要任务是建立各级剂量标准，保证国防量值的统一。

辐射剂量的量值传递是将国家基准所复现的基本量值通过标准器具逐级传递到工作计量器具，以保证国防量值的准确和一致。

辐射剂量计量项目根据剂量或剂量率的不同分为环境水平剂量、防护水平剂量、治疗水平剂量、辐射加工水平剂量四个子项目。

环境水平剂量和防护水平剂量复现的基本量为空气比释动能，利用电离室型剂量计溯源到国家标准；治疗水平剂量复现的基本量为空气比释动能或水吸收剂量，利用电离室型剂量计溯源到国家基准；辐射加工水平剂量复现的基本量为水吸收剂量，利用化学剂量计溯源到国家标准。

2.知识要点➢掌握1)环境辐射剂量a)环境水平剂量仪的分类b)环境水平剂量仪测量的空气比释动能率范围c)环境水平剂量仪测量的能量范围d)专用名词术语：g的含义；对于不同辐射g的取值；We的含义；W和e分别代表的物理含义；We在干燥空气中的数值。

e)计量性能要求：相对固有误差；重复性；能量响应；角响应。

f)检定(校准)条件：参考辐射；环境条件g)环境水平剂量的后续检定项目：相对固有误差；重复性。

h)相对固有误差的检定相对固有误差检定所使用的参考辐射；相对固有误差检定中首次检定和后续检定检验点的选取；模拟线性刻度仪器和模拟对数刻度或数字显示仪器检验点的选取i)重复性的检定：检验点的选取；数据处理。

j)检定结果的处理和证书、检定周期2)防护水平剂量a)防护水平剂量仪的分类b)专用名词术语剂量当量；实用量；周围剂量当量；定向剂量当量；个人剂量当量；基本量到实用量的转换系数；扩展场；齐向扩展场；强贯穿辐射；弱贯穿辐射；品质因子；Bragg-Gray公式；限值量；有效剂量；当量剂量。

2021年计量校准人员培训复习资料一、思考题1．什么是国家计量基准？它的主要作用是什么？答：国家计量基准是指经国家质检总局批准，在中华人民共和国境内为了定义、实现、保存、复现量的单位或者一个或多个量值，用作有关量的测量标准定值依据的实物量具、测量仪器、标准物质或者测量系统。

它的主要作用是统一全国量值的最高依据。

2．什么是社会公用计量标准？它的建立需要履行哪些法定程序？答：社会公用计量标准，是指经过政府计量部门考核、批准，作为统一本地区量值的依据，在社会上实施计量监视具有公正作用的计量标准。

它的建立需要履行的法定程序是：下一级政府计量行政部门建立的最高等级的社会公用计量标准，须向上一级政府计量行政部门申请技术考核；其他等级的社会公用计量标准，属于哪一级政府的，就由哪一级地方政府计量行政部门主持考核。

经考核合格符合要求并取得计量标准考核证书的，由建立该向社会公用计量标准的政府计量行政部门审批并颁发社会公用计量标准证书。

不符合上述要求的，不能作为社会公用计量标准使用。

3．什么是部门、企事业单位最高计量标准？如何实施管理？答：部门最高计量标准是指国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府有关主管部门，根据本部门的特殊需要建立的计量标准，作为统一本部门量值的依据。

部门建立的最高计量标准，须经同级人民政府计量行政部门主持考核，取得合格证的由有关主管部门批准使用。

企事业单位最高计量标准是指企事业单位根据生产、科研、经营管理的需要建立的计量标准，在本单位内部使用，作为统一本单位量值的依据。

建立本单位使用的各项最高计量标准，须经及企事业单位的主管部门同级的人民政府计量行政部门考核合格后，取得计量标准考核证书，才能在本单位内开展检定。

4．强制检定的范围是什么？实施和管理强制检定的主要特点是什么？答：强制检定的范围是社会公用计量标准器具、部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、平安防护、医疗卫生、环境检测方面的列入强制检定目录的工作计量器具。

二、放射性活度测量放射性活度是衡量放射性核素发生自发变化（核跃迁）的物理量。

它的定义是：“在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素的放射性活度A是dN除以dt所得的商。

其中dN是在时间间隔dt内能态发生自发核跃迁数的期望值。

（注定义中的“特定能态”是指该核索德基态；“自发核跃迁”是指自发核变化或同质异能跃迁。

）”。

测量放射性活度的绝对方法有多种，通常使用的方法有：4πβ正比计数法、4πββs--k Υ符合法、4πXXs--kΥ符合法，液体闪烁4πββs--kΥ符合法、低水平β射线计数法和α/β量热计法等。

（一）4πβ放射性活度基准器。

4πβ放射性活度测量装置由4πβ正比计数器、放大器、定标器和高压电源组成。

它是早期建立的基准装置之一。

一九五九年由国家计量局委托原子能研究所筹建，一九六五年建成。

在研制阶段，该装置曾为中国第一颗原子弹制造中的“燃耗值测定”提供了99Mo、95Zr、98Sr、140Ba等标准放射源。

由于放射源自吸收修正带入的误差难以克服，加之后来效率示踪法、液体闪烁法的发展，4πβ放射性活度测量装置在日常检定中已很少使用，但在放射性核素生产、医学、环境监测、仪表刻度及军事上，曾起过不可低估的历史作用。

（二）4πββs--kΥ符合法放射性活度基准装置。

凡是放射性核素在1次β衰变时同时发射1个Υ光子的情况，4πββs--kΥ符合法就能适用。

将放射源放在正比计数器内，正比计数器记录β粒子。

用碘化钠晶体和光电倍增管组成闪烁计数器，记录Υ射线。

再用适当的电子设备（符合线路）对发生的符合事件进行记录。

设用εβ和εΥ分别表示β道和Υ道的计数效率，β道、Υ道和符合道的计数率分别为：Nβ=N0εβNΥ=N0εΥNC=N0εβεΥ可得到：活度：N0=NβNΥ这就是理想情况下表示4πβ-Υ符合法原理的一般公式。

实际上，根据这一原理，还要考虑偶然符合等修正。

应用效率外推技术，则可以用于测量有复杂衰变谱的核素。