放射性監(jiān)測方法

第第頁放射性監(jiān)測方法放射性監(jiān)測方法一、監(jiān)測對象及內(nèi)容放射性監(jiān)測按監(jiān)測對象可分為①現(xiàn)場監(jiān)測②個(gè)人劑量監(jiān)測③環(huán)境監(jiān)測。實(shí)在測量內(nèi)容包括：①放射源強(qiáng)度、半衰期、射線種類及能量；②環(huán)境和人體中放射物質(zhì)含量、放射性強(qiáng)度、空間照射量或電離輻射劑量。二、放射性測量試驗(yàn)室（1）放射性化學(xué)試驗(yàn)室（2）放射性計(jì)測試驗(yàn)室三、放射性檢測儀器*常用的檢測器有三類，即電離型檢測器、閃亮檢測器和半導(dǎo)體檢測器。（1）電離型檢測器原理：假如核輻射被電離室中的氣體汲取，該氣體將發(fā)生電離。電離探測器即是通過收集射線在氣體中產(chǎn)生的電離電荷進(jìn)行測量的。儀器：常用的有電離室、正比計(jì)數(shù)管、蓋革—彌勒計(jì)數(shù)管（G—M管）。用法：電離室是測量由電離作用而產(chǎn)生的電離電流，適用于測量強(qiáng)放射性；正比計(jì)數(shù)管和蓋革—彌勒計(jì)數(shù)管則是測量由每一入射粒子引起電離作用而產(chǎn)生的脈沖式電壓變化，從而對入射粒子逐個(gè)計(jì)數(shù)，這適合于測量弱放射性。（2）閃亮探測器原理：是利用射線照射在某些閃亮體上而使它發(fā)生閃光的原理進(jìn)行測量的儀器。它具有一個(gè)閃亮體，當(dāng)射線進(jìn)入其中時(shí)產(chǎn)生閃光，然后用光電倍增管將閃光訊號放大、記錄下來。用法：該探測器以其高靈敏度和高計(jì)數(shù)率的優(yōu)點(diǎn)而被用作測量α、β、γ輻射強(qiáng)度。由于它對不同能量的射線具有很高的辨別率，所以又可作譜儀使用。通過能譜測量，辨別放射性核素，并且在適當(dāng)?shù)臈l件下，能夠定量的分析幾種放射性核素的混合物。此外，這種儀器還能測量照射量和汲取劑量。（3）半導(dǎo)體檢測器原理：是將輻射汲取在固態(tài)半導(dǎo)體中，當(dāng)輻射與半導(dǎo)體晶體相互作用時(shí)將產(chǎn)生電子—空穴對。由于產(chǎn)生電子—空穴對的能量較低，所以該種探測器具有能量辨別率高且線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。用法：用硅制作的探測器可用于α計(jì)數(shù)、α、β能譜測定；用鍺制作的半導(dǎo)體探測器可用于γ能譜測量，而且探測效率高、辨別本領(lǐng)好。半導(dǎo)體探測器是近年來快速進(jìn)展的一類新型核輻射探測儀器。四、放射性監(jiān)測方法對環(huán)境樣品進(jìn)行放射性測量和對非放射性環(huán)境樣品監(jiān)測過程一樣，也是經(jīng)過以下三個(gè)過程：樣品采集——樣品前處理——儀器測定依據(jù)下列因素決議采集樣品的種類。1、監(jiān)測目的和監(jiān)測對象，2、待測核素的種類、輻射特性及其物理化學(xué)形態(tài)3、在環(huán)境中的遷移及影響4、有時(shí)要同時(shí)采集大氣、水、土壤和生物樣品來確定某污染源或某地區(qū)的放射性污染情形。1、樣品采集（1）放射性沉降物的采集沉降物包括干沉降物和濕沉降物。干沉降物可用水盤法、粘紙法、高罐法采集。濕沉降物采集方法除上述方法外，常用一種能同時(shí)對雨水中核素進(jìn)行濃集的采樣器。（2）放射性氣溶膠的采集常用濾料阻留采樣法，其原理與大氣中顆粒物的采集相同。（3）其他類型樣品的采集其他類型樣品的采集與非放射性樣品的采集相近。2、樣品預(yù)處理1、目的：濃集對象核素、去除干擾核素、將樣品的物理形態(tài)轉(zhuǎn)換成易于進(jìn)行放射性檢測的形態(tài)。2、方法：①衰變法②共沉淀法③灰化法④電化學(xué)法⑤其他預(yù)處理方法①衰變法樣品放置一段時(shí)間，使壽命短的干擾放射性核素衰變后，再對樣品進(jìn)行放射性測量。在測定大氣中放射性氣溶膠的總α、β放射性時(shí)常用這種方法，在用過濾法采樣后，放置4—5小時(shí)，以使短壽命的氡、釷子體蛻變殆盡。②共沉淀法加入共沉淀劑使待測核素得以沉淀析出。此法具有簡便、試驗(yàn)條件易充足等優(yōu)點(diǎn)，在某些情況下還能直接供給固態(tài)樣品源，所以在微量放射性核素的分析中也是一種常用的分別濃集手段。居里夫婦發(fā)覺一系列天然放射性元素便是運(yùn)用這種技術(shù)。用一般化學(xué)沉淀法分別環(huán)境樣品中的微量放射性核素時(shí)，有時(shí)達(dá)不到溶度積，因而不能達(dá)到分別要求。為此，可加入毫克數(shù)量級惰性載體。③灰化法固態(tài)樣品或蒸干的水樣，可放入瓷坩堝內(nèi)，置于500℃馬福爐中灰化肯定時(shí)間，冷卻后稱量灰重，并轉(zhuǎn)入測量盤中，均勻鋪樣后檢測其放射性。④電化學(xué)法通過電解的方法將放射性核素（如Ag、Pb、Bi等）沉積在陰極或以氧化物（如Pb、Co）的形式沉積在陽極上。該法的優(yōu)點(diǎn)是分別純度高。沉積在惰性金屬片（或絲）電極上的沉積物可直接（或做成樣品源）進(jìn)行放射性測量。⑤其他預(yù)處理方法其他預(yù)處理方法與非放射物質(zhì)相近。3、環(huán)境中放射性監(jiān)測（1）水樣總α放射性活度的測定水中常見輻射α粒子的核素有Ra、Rn及其衰變產(chǎn)物等。一般情況下，水樣總α放射性濃度是0.1Bq/L，超過此值，即應(yīng)進(jìn)行總α放射性活度的測量。測定水樣總α放射性活度的作法如下：取肯定量水樣，過濾，濾液加硫酸酸化，蒸干，在低于350℃溫度下灰化?；曳忠迫霚y量盤中，鋪勻成薄層，用閃亮探測器測量。在測量樣品之前，先測量空測量盤的本底值和已知活度的標(biāo)準(zhǔn)樣品（標(biāo)準(zhǔn)源），以確定探測器的計(jì)數(shù)效率，計(jì)算樣品源的相對放射性活度，即比放射性活度。（2）水樣總β放射性活度測量水中的β射線常來自K、Sr、I等核素的衰變，一般認(rèn)為**水平為1Bq/L。水樣總β放射性活度測量步驟基本與測量總α放射性活度相同，但檢測器用低本底的蓋革計(jì)數(shù)管，且以含K的化合物作標(biāo)準(zhǔn)源。（3）土壤中總α、β放射性活度的測量采集4—5份表土，除去雜物，晾干（或烘干），壓碎，縮分，直至剩200—300g土樣，再于500℃灼燒，冷卻后研細(xì)、過篩備用。稱取適量上述土樣于測量盤中，鋪勻，用相應(yīng)的探測器分別測量α和β比放射性活度（測β放射性的樣品層應(yīng)厚于測α放射性的樣品層）。（4）氡的測定氡是一種天然產(chǎn)生的放射性氣體，來源于自然界中鈾的放射性衰變，它本身會(huì)發(fā)生天然衰變并產(chǎn)生具有放射性的衰變產(chǎn)物。受到氡和氡衰變產(chǎn)物的照射會(huì)使患肺癌的不安全性加添。氡與空氣作用時(shí)，能使空氣電離，因而可用電離型探測器通過測量電離電流測定其濃度，測量時(shí)可采納活性炭吸附法濃縮樣品中的氡；水體中氡的測定也可用閃亮探測器通過測量由氡及其子體衰變時(shí)所放出的α粒子測定其濃度。（5）各種形態(tài)的碘—131的測定碘—131是裂變產(chǎn)物之一，它的裂變產(chǎn)額較高，半衰期較短，可作為反應(yīng)堆中核燃料元件包殼是否保持完整狀態(tài)的環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)，也可以作為核爆炸后有無新鮮裂變產(chǎn)物的信號。大氣沉降物、液態(tài)或固態(tài)動(dòng)植物樣品中的131I呈各種化學(xué)形態(tài)和狀態(tài)，收集各種形態(tài)的含131I樣品后，可用四氯化碳萃取法制得樣品源，然后放于測量盤中測β計(jì)數(shù)。對例行大氣環(huán)境監(jiān)測，可在低流速下連續(xù)采樣一周或一周以上，然后用γ譜儀定量測定各種化學(xué)形態(tài)的