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铅元素的原子序数高达 82，密度约为 11.34g/cm3，这使其对 X 射线和 γ 射线具有极强的衰减能力。当射线照射到铅衣时，会与铅原子发生光电效应、石鼓附近康普顿效应和电子对效应。在光电效应中，铅原子内的电子吸收射线光子的能量；康普顿效应则使射线光子与铅原子的电子相互作用，改变光子的传播方向；电子对效应会产生正负电子对，吸收射线能量，通过这些作用大幅降低穿透铅衣的射线强度，实现有效防护。
铅衣的防护主体铅橡胶质地柔软，贴合人体曲线，穿着时不会对人体活动造成过多限制。但其密度较大，使得铅衣整体重量相对较重，不过随着技术的进步，新型铅衣在保证防护效果的前提下，通过优化材料和设计，逐步减轻了重量，提升了穿着舒适度。
石鼓铅衣的使用环境：一个60Co的大辐射源安装在室内，离工作人员的距离只有几米。工人所在位置的剂量当量可能超过1小时/秒，即使在那里停留一秒钟也是非常危险的。因此，上述两种方法不适用，需要采用石鼓铅衣保护。石鼓铅衣保护是基于辐射通过物质时被削弱的原理。用于石鼓铅衣的材料根据辐射的不同性质、类型和输出来确定，其厚度根据控制水平来确定。在外部辐射防护中，需要根据实际情况合理应用上述基本措施。在解决具体的保护问题时，这些措施经常结合使用。除上述基本措施外，外部辐射防护还应包括对工作人员的防护培训、监测工作环境和个人剂量、及时屏蔽或清除暂时无用或多余的放射性物质等。此外，电离辐射和空气之间的任何相互作用都会产生一些有害气体，如臭氧和氮氧化物。同时，被高能带电粒子束、中子束或高能光子束照射的物质(包括空气和灰尘)也可能被诱导产生放射性。因此，在使用外部电离辐射源时，除了注意外部辐射的辐射防护外，还需要采取相应的其他措施(如通风)来防止内部辐射、有害气体和其他有害因素对人体的损害。
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