趙睿 王慧

摘要：隨著公眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，這時(shí)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求也隨之提高，環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要性也日益突出。本文主要分析了一些常見的電離輻射環(huán)境物理監(jiān)測(cè)方法，其主要包括對(duì)環(huán)境輻射場(chǎng)的測(cè)量以及對(duì)環(huán)境樣品的測(cè)量分析。

關(guān)鍵詞：電離輻射；環(huán)境監(jiān)測(cè)；物理方法

Abstract: with the improvement of public environmental protection consciousness, then to the requirements of environmental monitoring is getting higher and higher, and the importance of environmental monitoring has become more obvious. This paper mainly analyses some common ionizing radiation environment physical monitoring method, its main including environmental radiation field measurement and analysis of environmental samples measurement.

Keywords: ionizing radiation; Environmental monitoring; Physical methods

中圖分類號(hào)： X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

環(huán)境輻射場(chǎng)的直接測(cè)量主要是對(duì)環(huán)境中放射性核素發(fā)射的X射線和γ射線在空氣中吸收劑量率進(jìn)行測(cè)量；若環(huán)境中的核素所發(fā)射的以β射線為主，這時(shí)可以直接對(duì)活度的濃度進(jìn)行測(cè)量，但是在進(jìn)行β射線的測(cè)量時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)軔致輻射。對(duì)環(huán)境樣品的測(cè)量分析即就是為了得到核素在環(huán)境介質(zhì)中的活度濃度而對(duì)不同環(huán)境介質(zhì)中的核素進(jìn)行測(cè)量分析。

對(duì)電離輻射環(huán)境外照射的測(cè)量

通常在輻射環(huán)境中有人工核素、天然核素以及宇宙射線存在，它們以不同的狀態(tài)分布在各種食物和環(huán)境介質(zhì)中。其中人工核素主要有137Cs和90Sr；天然核素主要有40K、釷系以及鈾系。通常從十幾keV到3MeV的γ射線是直接可以探測(cè)到的環(huán)境輻射，其會(huì)隨著環(huán)境介質(zhì)的不同而出現(xiàn)不同的變化。

1.1γ射線空氣吸收劑量率就地即時(shí)測(cè)量

進(jìn)行該測(cè)量主要是為了得到輻射環(huán)境的相關(guān)資料并對(duì)其可能對(duì)該環(huán)境造成的污染情況檢測(cè)出來。在環(huán)境外照射監(jiān)測(cè)中所有的儀表必須要滿足以下的要求：①靈敏度和精密度高同時(shí)要具有長期穩(wěn)定性；②同一型號(hào)的設(shè)備必須具有一致性；③具有合適的響應(yīng)能力以及對(duì)不同輻射的響應(yīng)，要能區(qū)分出非待測(cè)輻射；④具有能量分辨率同時(shí)角響應(yīng)不大；⑤要具有連續(xù)累計(jì)測(cè)量的能力同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)劑量率隨時(shí)間的變化的自動(dòng)記錄；⑥具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力；⑦功耗低便于攜帶，自動(dòng)化程度要高。目前γ射線空氣吸收劑量率儀主要的類型有計(jì)數(shù)管型、塑料閃爍體型以及高氣壓電離室型這三種類型的劑量率儀。其中球形高壓電離室具有靈敏度高、自身本底低、具有良好的長期穩(wěn)定性，基本上不存在角響應(yīng)的影響而且能量響應(yīng)較好，尤其是對(duì)宇宙射線和γ射線電離成分劑量響應(yīng)接近，這對(duì)γ射線劑量率的測(cè)量是非常重要的，由于其具有很多的優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到了極為廣泛的應(yīng)用；塑料閃爍體劑量率儀的能量響應(yīng)特性較好、靈敏度高而且重量小攜帶方便，但是對(duì)于宇宙射線的響應(yīng)需要參照其他的儀表進(jìn)行修正，而且在很大程度上會(huì)受到溫度的影響，穩(wěn)定性變化通常在正負(fù)百分之六的范圍之內(nèi)，目前我國這種儀器較多；計(jì)數(shù)管型γ射線劑量率儀脈沖輸出信號(hào)大、穩(wěn)定性好、溫度適應(yīng)性強(qiáng)而且功耗低，利用能力補(bǔ)償技術(shù)對(duì)能量響應(yīng)特性進(jìn)行改善可使其成為具有較高靈敏度的γ輻射劑量?jī)x，但是該種儀器對(duì)γ射線計(jì)數(shù)效率和宇宙射線高能帶電粒子相差較大，因此使用其對(duì)γ射線劑量率的測(cè)量中應(yīng)采用一定的補(bǔ)償措施。從以上的分析中可以看出，這三種儀器各種都有自身的優(yōu)點(diǎn)和不足，在選擇的時(shí)候要根據(jù)實(shí)際情況。

1.2輻射環(huán)境γ外照射累積劑量的測(cè)量

進(jìn)行該測(cè)量是為了獲得完整的輻射劑量數(shù)據(jù)，這對(duì)輻射環(huán)境以及相關(guān)人員受到輻射外照射劑量的評(píng)價(jià)有著重要的作用和意義，通常在環(huán)境累積劑量的測(cè)量中會(huì)使用熱釋光劑量計(jì)，其是以LiF和CaSO4為主要材料的。首先，在使用熱釋光劑量計(jì)之前要做好準(zhǔn)備工作，即就是要選定合適的熱釋光劑量計(jì)元件以及測(cè)量?jī)x，然就可以根據(jù)相關(guān)規(guī)定中的測(cè)量方法，在清洗干凈之后對(duì)其元件的性能進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)量；其次，熱釋光劑量計(jì)的篩選與刻度的確定，完成熱釋光劑量計(jì)的清洗之后按要求退火，然后對(duì)本底進(jìn)行測(cè)量，使用137Cs進(jìn)行照射之后將熱釋光劑量計(jì)的大小測(cè)量出來，將本底的平均值在5％-10％范圍內(nèi)的熱釋光劑量計(jì)選擇出來，為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，最好重復(fù)操作兩次，最終將本底低分散性小的熱釋光劑量計(jì)篩選出來，然后經(jīng)過相關(guān)部門將校準(zhǔn)系數(shù)定出，元件退火之后將其放在干凈的容器中再放進(jìn)厚度為十厘米的鉛室中以供備用；最后，要進(jìn)行熱釋光劑量計(jì)的包裝以及測(cè)量點(diǎn)的布設(shè)，元件在使用之前，要使其保持清潔并進(jìn)行密封包裝編號(hào)，同時(shí)要控制好包裝材料的厚度。在布設(shè)中應(yīng)以核設(shè)施為中心以不同方位和距離分成多個(gè)扇形區(qū)布點(diǎn)，所布設(shè)的點(diǎn)位做好能真實(shí)的反映出被測(cè)的環(huán)境，要確保其所在區(qū)域是平整的同時(shí)不會(huì)受到周圍建筑物屏蔽的影響。

對(duì)環(huán)境樣品總放射性的測(cè)量

2.1總α放射性的測(cè)量

對(duì)環(huán)境介質(zhì)中總α放射性的測(cè)量通常成本低，給出的結(jié)果快，對(duì)于大量的放射性樣品來說具有較強(qiáng)的篩選作用，這樣可以節(jié)省大量的時(shí)間、人力和物力，因此作為環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)的主要方法之一。在一些相關(guān)的規(guī)范和方案中已經(jīng)把環(huán)境樣品中的α放射性作為監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目。首先，測(cè)量方法的確定，通常對(duì)α放射性的測(cè)量可以通過厚層樣法、中間層厚度樣法以及薄層樣法這三種方法來完成測(cè)量，具體在選擇使用的時(shí)候主要是各級(jí)樣品的厚度；其次，選擇α標(biāo)準(zhǔn)源和效率的測(cè)定，不同核素的α離子的能量也是各不相同的，因此樣品厚度以及儀器對(duì)其探測(cè)效率和離子能量之間是有直接關(guān)系的，所以在實(shí)際測(cè)量中通常會(huì)使用相對(duì)比較法。主要樣品源和標(biāo)準(zhǔn)源的幾何形狀相似、基質(zhì)的原子序數(shù)相近，可以將其放在同一測(cè)量裝置中的相同幾何條件下進(jìn)行比較測(cè)量，最后將被測(cè)樣品的活度濃度計(jì)算出來，同時(shí)測(cè)量的結(jié)果要注明所使用標(biāo)準(zhǔn)源的類型。

2.2總β放射性的測(cè)量

β離子的能量是連續(xù)譜，不同的核素所發(fā)射的β離子的最大能量也是各不相同的，其比α離子的貫穿能力強(qiáng)很多，因此不宜采取薄樣法和飽和層法，在測(cè)量時(shí)，一般都是在樣品盤中將樣品均勻的鋪好，同時(shí)要控制好厚度。如果太厚就會(huì)損失大量的低能β，造成嚴(yán)重的測(cè)量誤差。在進(jìn)行β標(biāo)準(zhǔn)源的選擇以及效率測(cè)定的時(shí)候，通常是以KCL作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來刻度儀器的總β探測(cè)效率，β標(biāo)準(zhǔn)源為40K、KCL粉末、以及90Sr-90Y。

2.3環(huán)境樣品總α和總β的同時(shí)測(cè)量

通常可以使用平面型半導(dǎo)體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器或者是正比計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)總α和總β的同時(shí)測(cè)量。在測(cè)量中，分析固體樣品時(shí)通常樣品量都可以滿足測(cè)量的要求。在對(duì)水樣和氣溶膠樣品的總α和總β的測(cè)量中，如果水樣和氣溶膠含量較小，為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，可以通過固體物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行刻度進(jìn)而獲得刻度系數(shù)，經(jīng)過測(cè)量將總α和總β的放射性計(jì)算出來。

環(huán)境樣品的核素分析

完成以上的測(cè)量，還應(yīng)對(duì)環(huán)境樣品的核素進(jìn)行分析，也就是對(duì)樣品中的特定核算以及含量的分析和測(cè)量。通常在樣品中核素的含量都很少，尤其是含α和β核素的樣品均需在放化分離之后再次測(cè)量，而含γ核素的樣品通?？芍苯舆M(jìn)行分析，但如果含量少依然需要再次測(cè)量。通常使用α、β、γ譜儀來實(shí)現(xiàn)對(duì)α、β、γ核素的測(cè)量分析。

4、結(jié)束語

綜上所述，通常環(huán)境中的電離輻射主要包括α、β以及γ射線，文中對(duì)電離輻射環(huán)境的物理監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電離輻射環(huán)境的有效監(jiān)測(cè)，同時(shí)可以為相關(guān)工作人員在測(cè)量時(shí)提供參考依據(jù)。

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