跳到正文
近代物理

核物理与辐射:活动度不等于剂量

14 分钟

原子核由强相互作用束缚的质子和中子组成,质量亏损对应结合能。放射性衰变是统计过程,单个核何时衰变不可预测,但大量核数按指数规律变化。安全讨论必须区分源强、能量、照射途径和生物效应。

活动度与半衰期

贝可表示每秒衰变次数,半衰期决定核数下降速度。短半衰期同样核数活动度更高,但风险还取决于辐射类型、能量、位置和摄入。

吸收剂量与当量

戈瑞是单位质量吸收能量,希沃特加入辐射权重和组织效应。活动度不能直接换成剂量,必须有几何、屏蔽和生物动力学模型。

衰变与守恒

α、β、γ和中微子过程满足能量、动量、电荷、角动量等守恒。β连续能谱曾推动中微子假设,而非能量守恒失败。

裂变与聚变

结合能曲线解释中重核裂变与轻核聚变都可释放能量。链式反应、临界和等离子体约束涉及不同工程条件,不能只靠E=mc²评价可行性。

防护原则

时间、距离、屏蔽和防止污染需按辐射类型选择。涉及真实源必须由有资质机构、法规和仪器管理,课程只用模拟或公开数据。

统计计数还要扣除背景并考虑泊松波动;接近背景的小差异需给探测限,不能把每个非零计数都当成检测到样品。

练习:比较同活动度α源与γ源为何剂量场景不同,并设计不接触真实源的数据分析。

小纸条

放射源活动度相同,为什么人体风险可能差别很大?