用放射性物质制备的小型紧凑的辐射源的通称

简介

分类

制备

源核素

活性块制备

质量控制

应用(前言 电离 吸收 散射 活化)

简介

用天然或人工放射性核素制成的、以发射某种辐射为特征的制品。放射源的基本特点是能够不断地提供有实用意义的辐射。习惯上常把用于γ辐射照相探伤、放射治疗、辐射加工和辐射效应研究等目的的γ放射源,专称为辐射源。同位素能源是一种特殊形式的放射源，能提供核衰变产生的热能。

分类

放射源按所释放射线的类型可分为α 放射源、β放射源、γ放射源和中子源等；按照放射源的封装方式可分为密封放射源（放射性物质密封在符合一定要求的包壳中）和非密封放射源。绝大多数工、农和医用放射源是密封放射源。某些供实验室用的、强度较低的放射源是非密封的。

制备

在设计和制备放射源时要考虑到源的实用性，即辐射种类、能量和强度能符合使用要求，源的有用辐射效率高和源的安全性能好。制备放射源首先是选择合适的放射性核素，然后再根据其化学性质和源的使用要求确定制备工艺。

源核素

放射源用的核素的来源主要有四方面：①反应堆辐照生产的，有氚、铁55、钴60、镍63、硒75、锑 124、镱169、铥170、铱192、铊204、钋210、钚238等；②核燃料后处理得到的,有氪85、锶90、铯137、钷147和某些锕系元素如钚239、镅241、锎252等；③加速器生产的，有钠22、钴57、钇88、镉109、铋207等；④天然放射性核素，主要有铀镭系中的镭226。早期的α放射源、γ放射源和中子源主要是用镭226制成的。镭226生产困难，价格高，现在多被人工放射性核素代替。

活性块制备

制备密封放射源是先将放射性物质制成活性块，然后再进行包壳密封。制成的活性块要求在空气中稳定，在水中放射性浸出率低。常用的制备活性块的方法，有玻璃、陶瓷、搪瓷法，粉末冶金法，电镀法等。

① 玻璃、陶瓷、搪瓷法 其共同点是把放射性物质以氧化物的形式和玻璃料、陶瓷料或搪瓷釉料一起烧结而成。所得活性块的化学稳定性、热稳定性和耐辐照性能都很好。放射性氧化物或其他化合物和某些金属混合后，在高温下形成金属陶瓷体，具有金属和陶瓷两重性，是一种较好的活性块形式。

② 粉末治金法（又称粉末治金-滚轧法） 把放射性金属陶瓷体经粉末冶金处理后包在金、银等延展性好的金属中，在轧机上滚轧成箔源。这种工艺适于生产强度较低的大批量的α源和β源。

③ 电镀法 常用于某些α源、低能β源和低能γ(X)射线源的制备。低能γ(X)射线源又称低能光子源,包括低能γ源、X射线源和轫致辐射源。

除上述方法外，还有一种不需进行化学加工处理的制备活性块方法，即直接用反应堆辐照过的适当形式和形状的靶材料制成活性块。例如常用的钴60和铱 192γ放射源的活性块就是这样制成的。

包壳密封 把源的活性块密封在相应的包壳里。包壳材料不仅要便于实施密封，而且还应具有足够的强度和抗腐蚀等性能，以保证放射源在使用过程中不会破损而使放射性物质散落出来，污染环境。

包壳所选用的材料、形状、规格和密封技术等，一般根据源的射线特点、源的强度及使用条件而定，常用的材料是不锈钢。α源、低能β源和低能γ(X)射线源的源窗部分须选用耐辐照的薄材料，以保证具有较高的射线发射效率。高能β源、γ放射源和中子源大多用不锈钢包壳，氩弧焊密封。

质量控制

放射源的质量主要包括源的辐射强度和密封性能。每一个放射源都要进行辐射强度测量，如有必要，还要进行能谱测量。密封放射源应满足国际标准和国家标准所规定的各类密封放射源的耐温度、压力、撞击、振动和穿刺等项要求。这些检验是在源设计试制时进行的。对于正式产品源，除进行强度、能谱测量外，还要逐个进行表面污染和泄漏检查。从源表面擦下的放射性污染量和泄漏量均不得超过185贝可。

应用

前言

以放射源发射出的射线与物质作用所产生的电离、吸收、散射和活化等效应为基础。

电离

带电粒子主要通过电离作用把能量转移给周围介质。中子、γ射线与物质作用产生高能带电粒子，再进行电离。α粒子和低能β粒子的射程短,比电离值高，在较短的射程内可产生大量的离子对，形成高密度的离子云，可用于放射性静电消除器、离子感烟探测器、电子捕获鉴定器和真空电子管中所用的电离源等。γ射线有很强的穿透力，能在较大体积内产生电离作用，其应用有辐射消毒、灭菌，食品辐照保藏，辐射育种，放射治疗和辐射加工等。

吸收

射线通过物体时被吸收。β和γ射线束通过吸收体后被减弱的程度可用下式表示： 式中I0、I分别为射线束通过吸收体前后的强度值, ρ和d为吸收体的密度和厚度值,μm为吸收体对该射线束的质量吸收系数。测得射线束强度变化，即可由上式确定吸收体的厚度或密度。其应用有透射式同位素密度计、厚度计和料位计等。

射线可使感光胶片感光，根据透过吸收体的射线使感光胶片的感光情况显示，可以进行射线照相探伤。

散射

β射线、γ射线与物质相互作用会产生散射，其散射角甚至可大于90°，散射的程度与散射体的厚度、密度及原子序数有关。根据这一效应建立的反散射测量仪，可用于测定材料的厚度和密度，特别适用于涂层厚度的测量。

快中子与轻元素碰撞，能量迅速降低，待分析材料中如含氢丰富，中子慢化程度就高。根据此原理建立了中子测水分和中子测井（石油）技术。

活化

低能β粒子与适当的磷光体作用可以发光，根据这种效应已经制成了氚发光粉和氚灯。低能光子可以激发元素发射特征X射线,利用配有同位素低能光子源的 X射线荧光分析仪可进行元素分析。放射性核素发射的α粒子和高能γ射线，可诱发轻元素原子核发生(α,n)、(γ,n)核反应。利用这些核反应制成的中子源可用于元素的中子活化分析。但是这类中子源的中子强度比反应堆的低得多，因此只适用于某些高反应截面核素(元素)的活化分析。