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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,13O 203

2．81mKr,85mKr,127Xe 204

3．43K,81Rb,83Rb,129Cs,67Cu 204

4．28Mg,85Sr,128Ba,62Zn,197mHg,197Hg 204

5．87Y,157Dy,167Tn,67Ga,111In 205

6．117mSn,203Pb 205

7．117Sb,204Bi 206

8．99M0 206

9．99mTc,18F,77Br,123I 206

11．237Pu 208

10．52Fe,57Co 208

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Rβ 446

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△1/2 447

表11-25 样品中β粒子自吸收因子P 448

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μ 451

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