傅曉偉

（嘉興新鴻技術(shù)檢測(cè)有限公司 浙江嘉興 314000）

電離輻射又稱(chēng)射線(xiàn)輻射，它可以使空氣中的分子發(fā)生電離。如電離輻射可以將水分子電離成OH—（羥基離子）和H+（氫離子），所以其電離作用會(huì)對(duì)生物機(jī)體會(huì)造成損壞，主要對(duì)生物機(jī)體中的核算、酶、蛋白質(zhì)產(chǎn)生損傷，具體來(lái)說(shuō)就是對(duì)生物機(jī)體的軟骨、皮膚、肌肉、毛發(fā)等的損傷。因此，做好環(huán)境中的電離輻射監(jiān)測(cè)工作具有重大現(xiàn)實(shí)意義。電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的物理方法主要包括了對(duì)環(huán)境樣品及環(huán)境輻射場(chǎng)的分析測(cè)量，其中環(huán)境輻射場(chǎng)的測(cè)量，是指對(duì)環(huán)境中的放射性同位素放出的X、γ、β射線(xiàn)的空氣吸收劑量率以及活度濃度進(jìn)行測(cè)量，在對(duì)β射線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可能產(chǎn)生制動(dòng)輻射。環(huán)境樣品測(cè)量，是指通過(guò)測(cè)量分析不同環(huán)境中的核素，以獲取環(huán)境介質(zhì)中的核素活度濃度。

1 環(huán)境外照射測(cè)量

在輻射環(huán)境中通常會(huì)存在宇宙射線(xiàn)、天然核素和人工核素三種輻射源，它們主要分布在各種環(huán)境介質(zhì)以及食物中，并且存在狀態(tài)各異。鉀的同位素（40K）、鈾系、釷系是主要的天然核素；銫的同位素（137Cs）和鍶的同位素（90Sr）是主要的人工核素。一般使用γ射線(xiàn)（10KeV～3MeV）就可以對(duì)環(huán)境輻射進(jìn)行直接探測(cè)，環(huán)境介質(zhì)的變化也會(huì)引起射線(xiàn)輻射的變化。

1.1 γ射線(xiàn)劑量率測(cè)量

采用就地即時(shí)測(cè)量方法測(cè)量γ射線(xiàn)的空氣吸收劑量率，其目的是獲取有關(guān)于輻射環(huán)境的資料，以檢測(cè)出輻射源對(duì)該環(huán)境造成的污染情況。應(yīng)用于環(huán)境外照射檢測(cè)的儀表必須滿(mǎn)足以下要求：儀器必須保持高精密度和高靈敏度，并能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定；儀器的響應(yīng)能力要適中，同時(shí)能相應(yīng)多種輻射，對(duì)非待測(cè)輻射加以區(qū)別；角響應(yīng)不大、能量分辨率好；環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)；自動(dòng)化程度高、易于攜帶且功耗低。

目前，用于測(cè)量空氣吸收劑量率的γ射線(xiàn)儀器有高氣壓電離室、塑料閃爍體、計(jì)數(shù)管三種類(lèi)型。計(jì)數(shù)管型儀器具有輸入脈沖信號(hào)大、溫度強(qiáng)、功耗低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，它通過(guò)能力補(bǔ)償技術(shù)改善了能量響應(yīng)性，增強(qiáng)了儀器的靈敏度，但它對(duì)宇宙射線(xiàn)高能帶電粒子和γ射線(xiàn)計(jì)數(shù)效率相差較大，所以使用該種儀器測(cè)量γ射線(xiàn)劑量率的時(shí)候，要采取一定的補(bǔ)償措施。塑料閃爍型儀器具有易于攜帶、靈敏度較高、響應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)，但在測(cè)量宇宙射線(xiàn)吸收劑量率時(shí)，要對(duì)儀表進(jìn)行修正，且受環(huán)境溫度影響大，穩(wěn)定性較差。高壓電離室型儀器具有高靈敏度、低本底、穩(wěn)定性好、響應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)眾多，所以是目前環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用最為廣泛的儀器。

1.2 γ射線(xiàn)積累劑量測(cè)量

通過(guò)測(cè)量γ射線(xiàn)的積累劑量，可以讓輻射劑量數(shù)據(jù)更加完整，從而為評(píng)價(jià)環(huán)境外照射劑量提供有效的依據(jù)。通常利用熱釋光劑量計(jì)來(lái)測(cè)量環(huán)境中的γ射線(xiàn)累積劑量，它的主要材料氟化鋰（LiF）和硫酸鈣（CaSO4）。γ射線(xiàn)積累劑量測(cè)量的具體操作步驟是：首先要選擇合適的測(cè)量?jī)x和光劑量計(jì)元件，將其清洗干凈，并檢測(cè)元件性能。其次是篩選熱釋光劑量計(jì)。在清洗元件后，按照要求進(jìn)行退火，再通過(guò)137Cs照射測(cè)量出熱釋光劑量計(jì)的本底大小，計(jì)算本底平均值，選擇本底值在平均值的5%至10%范圍內(nèi)的熱釋光劑量計(jì)，該操作最好進(jìn)行兩次以保證測(cè)量準(zhǔn)確，最后篩選出分散性小、本底地的熱釋光劑量計(jì)。最后，將熱釋光劑量計(jì)密封包裝好，并進(jìn)行編號(hào)，注意對(duì)包裝材料厚度的控制，然后再布設(shè)測(cè)量點(diǎn)，將核設(shè)施最為布設(shè)中心，按照不同距離和方位呈扇形區(qū)布置測(cè)量點(diǎn)。

2 總放射性測(cè)量

2.1 總α測(cè)量

在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，總α測(cè)量具有成本低、時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，在放射性樣品數(shù)量較大的情況下，它可以快速進(jìn)行篩選，能夠節(jié)省大量的人力物力和時(shí)間，所以該方法是一種主要的物理監(jiān)測(cè)方法。根據(jù)樣品厚度的不同，可將總α測(cè)量分為薄層樣法、中間層厚度樣法和厚層樣法，要根據(jù)樣品厚度來(lái)選擇相應(yīng)的測(cè)量方法，其有效厚度的確定如圖一所示。選定標(biāo)準(zhǔn)源，并測(cè)定其效率。由于核素的不同，其放出的α粒子的能量也會(huì)有所差異，而儀器探測(cè)效率、樣品厚度、粒子能量三者之間是有密切關(guān)系的，因此在實(shí)際測(cè)量中，要利用相對(duì)比較法測(cè)定總α放射性。具體說(shuō)來(lái)，就是將與標(biāo)準(zhǔn)源原子序數(shù)相近、幾何形狀相似的樣品源放置在同一測(cè)量裝置中進(jìn)行比較測(cè)量，最終計(jì)算出樣品的活度濃度，同時(shí)注明標(biāo)準(zhǔn)源類(lèi)型。

圖一 樣品有效厚度確定

2.2 總β測(cè)量

自然界的元素中僅有少量核素會(huì)發(fā)射β粒子，如40K、14C、氚、釷、鈾、鐳等，β粒子的輻射穿透力大大強(qiáng)于α粒子，大約是其100倍。由于β粒子的自吸收作用很強(qiáng)，所以只有當(dāng)被測(cè)樣品足夠薄時(shí)，才能忽視其自吸收作用。通常將樣品的這一厚度對(duì)應(yīng)的重量稱(chēng)為最大取樣量，最大取樣量的確定如圖二所示。首先要將樣品鋪勻，并控制好厚度，通常情況下將氯化鉀（KCL）作為總β放射性探測(cè)效率的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。選用90Sr-90Y或者KCL、40K粉末作為標(biāo)準(zhǔn)源。

圖二 最大取樣量確定

3 結(jié)語(yǔ)

在完成各種測(cè)量后，還要進(jìn)一步分析樣品核素，分析測(cè)量樣品中特定核素的含量。通常情況下樣品中都只含有較少的核素，特別是放射α、β粒子的樣品在測(cè)量前都已經(jīng)過(guò)了放化分離，所以樣品幾乎不含有其他核素。但對(duì)于含有少量核素的樣品，還是需要使用α、β、γ放射性能譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

[1]趙睿,王慧.電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的物理方法探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012,(35).

[2]宋揚(yáng).電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的防護(hù)計(jì)算 [J].廣西節(jié)能,2012,(4):32-34.