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目录1

第一部分 放射性同位素1

第一章 放射性同位素1

1-1 放射性同位素的来源1

1-2 放射性衰变规律1

1．放射性衰变的重要公式2

2．放射性衰变计算表说明2

表1-1 放射性衰变计算表3

3．常用放射性同位素衰变表说明3

表1-2 常用放射性同位素衰变表4

表1-3 铀－钍（4n）系主要核数据52

1-3 放射性衰变系列（放射系）52

图1-1 铀－钍（4n）系衰变历程54

表1-4 铀－钍（4n）系衰变表55

图1-2 镅－镎（4n+1）系衰变历程58

表1-5 镅－镎（4n+1）系主要核数据59

表1-6 镅－镎（4n+1）系衰变表60

图1-3 铀－镭（4n+2）系衰变历程63

表1-7 铀－镭（4n+2）系主要核数据64

表1-8 铀－镭（4n+2）系衰变表65

图1-4 铀－锕（4n+3）系衰变历程68

表1-9 铀－锕（4n4+3）系主要核数据69

表1-10 铀－锕（4n+3）系衰变表70

1-4 α衰变72

表1-11 按α粒子能量增加顺序排列的放射性同位素表73

1-5 β衰变74

表1-12 放射性同位素的β粒子平均能量和最大能量75

1-6 按γ射线能量增加顺序排列的放射性同位素生成截面或235U裂变谱中子裂变累积产额表说明78

表1-13 按γ射线能量增加顺序排列的放射性同位素生成截面或235U裂变谱中子裂变累积产额表78

1-7 能量－半衰期表83

表1-14 α放射体的能量－半衰期表84

表1-15 β放射体的能量－半衰期表86

表1-16 γ放射体的能量－半衰期表93

1-8 放射性同位素的重量（克）与放射性强度（居里）的关系99

表1-17常用放射性同位素的重量（克）与强度（居里）的关系表99

1-9 г常数及γ当量101

1．г常数101

3．未经初始过滤的г常数及γ当量表说明102

2．γ当量？102

图1-5 未经初始过滤的г常数曲线103

表1-18 未经初始过滤的г常数及γ当量表103

参考文献107

第二章 反应堆生产放射性同位素108

2-1 核反应类型108

2-2 靶子材料选择的原则108

2-3 利用不同核反应生产放射性同位素时的产额计算公式109

2-4 不同中子通量和不同照射时间条件下，反应堆生产放射性同位素的产额表110

1．产额表的说明110

2．以质量数排列的110种常用放射性同位素的堆照产额表111

参考文献181

2．加速器生产放射性同位素的特点182

表3-1 一些工业生产用廻旋加速器的技术指标182

第三章 加速器生产放射性同位素182

1．概况182

3-1 加速器生产放射性同位素概况、特点182

3．生产放射性同位素用加速器的特点183

表3-2 适用于核医学的廻旋加速器184

3-2 加速器生产放射性同位素的几个问题185

1．加速器生产放射性同位素简表185

表3-3 加速器生产放射性同位素186

表3-4 常用廻旋加速器生产的放射性同位素187

表3-5 定位法研究用的放射性同位素187

表3-6 体腔估测用的放射性同位素187

表3-9 直线加速器可能生产的同位素188

表3-8 器官功能研究用的放射性同位素188

表3-7 血流测量用的放射性同位素188

2．基本概念190

3．激发曲线、产率和厚靶产额190

表3-10 加速器生产放射性同位素产额举例191

4．加速器生产放射性同位素的计算方法192

5．加速器生产放射性同位素的数据图表资料195

表3-11 带电粒子核反应激发曲线图表（举例）196

图3-111 B(p,n)11C反应激发曲线198

图3-214 N(p,α)11C,16O(p,α)13N反应激发曲线198

图3-312 C(d,n)13N反应激发曲线198

图3-414 N(d,n)15O反应激发曲线198

图3-940 Ar(α,p)43K反应激发曲线199

图3-826 Mg(α,2p)28Mg反应激发曲线199

图3-1058 Ni(p,2P)57Co反应激发曲线199

图3-616 O(3He,p)18F反应激发曲线199

图3-724 Mg(d,α)22Na反应激发曲线199

图3-519 F(p,pn)18F反应激发曲线199

图3-1159 Co(α,2n)61Cu反应激发曲线200

图3-1267 Zn(p,n)67Ga反应激发曲线200

图3-1366 Zn(d,n)67Ga反应激发曲线200

图3-1465 Cu(α,2n)67Ga反应激发曲线200

图3-15112 Cd(p,2n)111In反应激发曲线200

图3-16109 Ag(α,2n)111In反应激发曲线200

6．核反应的选择201

8．标记化合物生产和产品质量控制202

7．制靶和一次放射性同位素产品的生产202

3-3 加速器生产放射性同位素举例203

1．11C,13N,13O203

2．81mKr,85mKr,127Xe204

3．43K,81Rb,83Rb,129Cs,67Cu204

4．28Mg,85Sr,128Ba,62Zn,197mHg,197Hg204

5．87Y,157Dy,167Tn,67Ga,111In205

6．117mSn,203Pb205

7．117Sb,204Bi206

8．99M0206

9．99mTc,18F,77Br,123I206

11．237Pu208

10．52Fe,57Co208

参考文献209

第四章 裂变和裂变产物211

4-1 裂变反应和裂变物质211

1．裂变反应211

2．裂变物质（核燃料）211

4-2 裂变能211

4-3 裂变产物衰变链212

表4-1 裂变产物衰变链213

4-4 裂变产额223

表4-2 235U热中子裂变链产额224

表4-3 233U热中子裂变链产额226

表4-4 239Pu热中子裂变链产额228

表4-5 241Pu热中子裂变链产额230

表4-6 235U裂变谱中子裂变累积产额232

表4-7 235U14.8兆电子伏中子裂变累积产额233

表4-8 238U裂变谱中子裂变累积产额234

表4-9 238U14.8兆电子伏中子裂变累积产额235

表4-10 239Pu裂变谱中子裂变累积产额236

表4-11 239Pu14.8兆电子伏中子裂变累积产额237

4-5 裂变产物组成238

表4-12 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）238

堆照时间T=3年243

冷却时间t=0—12小时243

表4-13 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）243

表4-14 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）245

堆照时间T=3年245

冷却时间t=1—90天245

堆照时间T=3年246

冷却时间t=120天—10年246

表4-15 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）246

堆照时间T=1年247

冷却时间t=0—90天247

表4-16 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）247

堆照时间T=1年248

冷却时间t=120天—10年248

表4-17 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）248

表4-18 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）249

冷却时间t=0—90天249

堆照时间T=120天249

堆照时间T=120天250

冷却时间t=120天—10年250

表4-19 235U裂变产物的比放射性Q(T,t)（居里／瓩）250

堆照时间T=0.01天254

冷却时间t=0—12小时254

表4-20 裂变谱中子引起235U瞬发裂变产物放射性Q(t)，（居里／千吨裂变当量）254

冷却时间t=0—12小时260

表4-21 裂变谱中子引起235U瞬发裂变产物放射性Q(t)，（居里／千吨裂变当量）260

冷却时间t=1—365天263

表4-22 裂变谱中子引起239Pu瞬发裂变产物放射性Q(t)，（居里／千吨裂变当量）263

表4-23 裂变谱中子引起239Pu瞬发裂变产物放射性Q(t)，（居里／千吨裂变当量）269

冷却时间t=0—12小时269

冷却时间t=1—365天272

表4-24 堆照235U裂变产物混合物总的放射性Q(T,t)（居里／瓩）272

表4-25 堆照235U裂变产物混合物总的γ当量M(T,t)（克镭当量／瓩）272

参考文献273

第二部分 放射源274

第五章 放射源274

5-1 放射源设计上的要求274

5-2 放射源的制备274

5-3 放射源的包壳及安全检验275

表5-2 密封源各等级的质量标准276

表5-1 典型使用对密封源的要求276

5-4 α放射源277

表5-3 某些α放射性同位素的主要特性278

5-5 β放射源278

表5-4 β+同位素能量表279

表5-5 各种β放射源特性279

表5-6 几种主要β射线厚度计特性279

表5-7 常用氚靶的特性280

5-6 γ和其他光子源280

表5-8 各种用途的γ放射源280

表5-9 低能光子源特性281

图5-1 241Am陶瓷γ源282

图5-2 241Am陶瓷γ源（发射LX射线）282

表5-10 轫致辐射源282

5-7 低能γ和X射线的能谱282

图5-3 109Cdγ源283

图5-4 109Cdx射线源283

图5-5 57Coγ射线源283

图5-6 244Cmx射线源（发射PuLX射线）283

图5-7 153Gdγ源283

图5-8 123IX射线源283

图5-12 123mTeγ源284

图5-13 170Tmγ源（发射x射线）284

图5-14 3H/Tiβ激发x射线源284

图5-11 238Pux射线源（发射U-LX射线）284

图5-10 210Pbγ源（发射LX射线）284

图5-9 55FeX射线源284

图5-15 3H/Zrβ激发x射线源285

参考文献285

第六章 放射性同位素中子源286

6-1 产生中子的方法286

6-2 自发裂变中子源286

6-3 （α,n）反应中子源286

表6-1 自发裂变同位素的某些特性287

表6-2 （α,n）中子源及其特性288

6-4 （γ,n）反应中子源289

表6-3 （γ,n）中子标准产额289

6-5 中子源能谱290

6-6 中子源使用的几点注意事项290

图6-6 239Pu-Be中子谱291

图6-5 238Pu-Be中子谱291

图6-2 226Ra-Be中子谱291

图6-3 227Ac-Be中子谱291

图6-1 210Po-Be中子谱291

图6-4 228Th-Be中子谱291

图6-7 241Am-Be中子谱292

图6-8 242Cm-Be中子谱292

图6-9 241Am-242Cm-Be中子谱292

图6-10 210Po-B中子谱292

图6-11 210Po-F中子谱292

图6-12 210Po-Li中子谱292

图6-17 124Sb-Be中子谱293

图6-19 24Na-D2O中子谱293

图6-18 72Ga-D2O中子谱293

图6-16 模拟裂变中子谱293

图6-15 241Am-Li中子谱293

图6-14 241Am-F中子谱293

图6-13 241Am-B中子谱293

图6-20 116In-Be中子谱294

图6-21 140La-Be中子谱294

图6-22 24Na-Be中子谱294

表6-4 常用中子源的γ剂量294

参考文献295

第七章 放射性同位素能源296

7-1 α放射体能源燃料296

表7-1 210Po（金属钋）能源燃料主要特性数据表296

表7-2 210Po（钋化钆）能源燃料主要特性数据表299

表7-3 238Pu（金属钚）能源燃料主要特性数据表301

表7-4 238Pu（二氧化钚）能源燃料主要特性数据表306

表7-5 238Pu（钚－钼陶瓷）能源燃料主要特性数据表309

表7-6 钚－238中各轻元素杂质的特定中子产额314

表7-7 242Cm（氧化锔）能源燃料主要特性数据表314

表7-8 244Cm（氧化锔）能源燃料主要特性数据表316

7-2 β和β,γ放射体能源燃料321

表7-9 90Sr（SrTiO3）能源燃料主要特性数据表322

表7-10 137Cs（CsCl）能源燃料主要特性数据表323

表7-11 137Cs（铯玻璃）能源燃料主要特性数据表324

表7-12 144Ce（CeO2）能源燃料主要特性数据表325

表7-13 147Pm（Pm2O3）能源燃料主要特性数据表326

表7-14 60Co（金属钴）能源燃料主要特性数据表327

7-3 γ放射体能源燃料327

参考文献328

第三部分 放射性同位素的应用329

第八章 放射性同位素在工业上的应用329

8-1 射线的应用329

1．同位素电池329

2．辐射化学330

表8-1 辐射化学应用概况330

3．活化分析331

4．放射性测井332

表8-2 岩层中主要岩石密度332

表8-3 放射性同位素测厚仪性能333

图8-1 放射性同位素测厚仪示意图333

5．放射性检测和控制仪表333

表8-4 厚度仪测定范围和使用的放射源334

图8-2 放射性同位素物位计示意图334

表8-5 放射性同位素物位计性能334

图8-3 放射性同位素密度计示意图335

图8-4 核子称示意图335

表8-6 常用的低能γ和x射线源336

8-2 示踪原子的应用337

1．冶炼过程的研究337

2．机械磨损检查337

3．在化工生产过程中的应用338

4．催化作用的研究339

9-1 辐射育种340

表9-2 几种农作物常用辐射剂量340

第九章 放射性同位素在农业上的应用340

表9-1 农业上常用的放射性同位素340

9-2 在昆虫学中的应用341

1．防治害虫341

2．研究杀虫剂的毒理作用341

表9-3 利用雄虫不育技术能够控制或消灭的害虫名称342

9-3 食品的保藏342

表9-4 辐射保藏食品常用剂量343

表9-5 辐射保藏食品的效果343

2．某些脏器的闪烁扫描和照相345

1．脏器功能的测定345

10-1 在临床诊断上的应用345

第十章 放射性同位素在医学上的应用345

表10-1 常用各种放射性同位素检查功能状态的方法346

表10-2 放射性同位素闪烁扫描术在临床上的应用346

3．血液系统的检查351

表10-3 放射性同位素测定红血细胞、白血细胞及血小板寿命期的数值352

表10-4 诊断恶性贫血常用方法353

4．同位素体外试验353

5．32P在肿瘤诊断上的应用355

表10-5 32P在肿瘤诊断上的应用355

10-2 在临床治疗上的应用356

1．放射性131I在治疗上的应用356

2．放射性32P在治疗上的应用357

表10-6 32P在治疗上的应用358

3．β射线敷贴疗法358

表10-7 β射线敷贴治疗皮肤病常用剂量359

4．放射性胶体在治疗上的应用359

表10-8 β射线敷贴治疗眼科疾病常用剂量360

表10-9 放射性胶体在临床上的应用360

5．辐射治疗361

10-3 放射性同位素在医学研究上的应用361

1．在药物研究上的应用361

2．中子活化分析362

3．放射自显影术的应用362

表10-10（1）脑363

表10-10体内用放射性药物的剂量363

4．中草药及国内有关药物上的应用363

5．微生物的快速测定363

10-4 关于体内用放射性药物的剂量问题363

表10-10（2）脑脊髓腔364

表10-10（3）甲状腺364

表10-10（4）心肌365

表10-10（5）肝、胆囊365

表10-10（6）脾脏365

表10-10（7）肺365

表10-10（8）肾366

表10-10（9）骨366

表10-10（12）胰腺368

表10-10（13）血液系统368

表10-10（11）胎盘368

表10-10（10）骨髓368

表10-10（14）肿瘤定位（1）369

表10-10（14）肿瘤定位（2）369

表10-10（15）前列腺369

参考文献369

第四部分 辐射防护371

第十一章 辐射防护371

11-1 基本概念和常用公式371

1．基本概念371

表11-1 电离辐射的最大容许剂量当量和限制剂量当量372

表11-2 人体接受β粒子或中子照射时，相当于每小时2.5毫雷姆的通量密度及0.1雷姆的积分通量373

表11-3 放射性物质的最大容许浓度和限制浓度374

表11-4 比值控制376

表11-5 职业性照射的最大容许人体负荷量377

表11-6 放射性同位素毒性分组387

表11-7 在“正常地区”由天然辐射源的外部和内部辐照造成的机体组织剂量率388

表11-8 人们日常生活所受其他照射量的估计388

表11-9 “标准人”的器官389

表11-10 “标准人”全身中的元素分布390

表11-11 “标准人”的摄入量和排泄量390

表11-12 “标准人”呼吸道中滞留的微粒391

表11-13 “标准人”的胃肠道391

2．常用公式391

表11-14 几种材料的分出截面393

表11-15 线质系数（Q）与线能量转移（LET）的关系394

表11-16 射线种类与线质系数（Q）的关系394

11-2 辐射防护395

表11-17 照射400—600雷姆剂量后各个时期出现的症状395

1．内照射防护395

表11-18 放射性物质污染表面的控制水平398

表11-19 计算γ内照射吸收剂量时的g因子398

表11-20 生物常数和有关的物理常数399

表11-21 长寿命亲骨性同位素在体内的最大容许积存量（qm）445

2．外照射的防护445

表11-23 β粒子的最大射程Rβ446

表11-22 α粒子在空气，生物组织及铝中的射程446

图11-2 将最大能量为E的β粒子全部吸收所需的厚度446

图11-1 β粒子最大射程与能量的关系446

表11-24 β粒子在铝中的半价层△1/2447

表11-25 样品中β粒子自吸收因子P448

表11-26 不同减弱倍数K，电子加速器轫致辐射所需的混凝土防护厚度（厘米）448

图11-3 对x射线的屏蔽所需的铅当量449

表11-27 几种材料的γ射线线性吸收系数μ451

表11-28 各向同性点源的剂量积累因子（B）452

表11-29 单向平面源剂量积累因子（B）453

表11-30 γ射线的半厚度值（厘米）453

图11-5 不同减弱系数η所需水的厚度（210Po,51Cr,131,60Co）454

图11-4 不同减弱系数η所需水的厚度（137Cs,24Na,193Au,59Fe）454

图11-6 不同减弱系数η所需混凝土厚度（226Ra,137Cs,59Fe,198Au）455

图11-7 不同减弱系数η所需混凝土厚度（210Po,24Na,51Cr,131,60Co）455

图11-8 不同减弱系数η所需铁厚度（24Na,198Au,137Cs,5Fe）455

图11-9 不同减弱系数η所需铁厚度（51Cr,131,210Po,60Co）455

图11-10 不同减弱系数η所需铅厚度（60Co,51Cr,131I,210Po,216Ra）456

图11-11 不同减弱系数η所需铅厚度（24Na,198Au,137Cs,59Fe）456

表11-31 对不同能量γ射线（宽射束）减弱倍数k所需水防护层厚度表457

表11-32 对不同能量γ射线（宽射束）减弱倍数k所需混凝土防护层厚度表458

表11-33 对不同能量γ射线（宽射束）减弱倍数k所需铁防护层厚度表459

表11-34 对不同能量γ射线（宽射束）减弱倍数k所需铅防护层厚度表460

11-3 放射性的监测方法462

1．监测项目462

表11-35 各种中子屏蔽材料的半厚度462

2．监测方法463

表11-36 各类型号的监测仪表467

11-4 放射性的常用监测仪表471

表11-37 辐射防护用滤布471

表11-38 其他防护用品472

第十二章 放射性污染的去除和“三废”处理473

12-1 放射性污染的去污方法473

表12-1 清除表面污染参考表473

12-2 放射性“三废”处理475

参考文献477

13-1 同位素表478

第十三章 同位素表及衰变纲图478

第五部分 同位素表及衰变纲图478

13-2 衰变纲图853

参考文献883

附录890

一、物理常数890

二、原子质量和结合能891

三、空气中的真吸收系数（R）902

四、一些单位的换算系数902

五、常用单位的换算907

六、元素的密度910

七、常用技术术语912

八、同位素常用缩写略语918