石敏

（遼寧省核與輻射監(jiān)測(cè)中心，遼寧沈陽(yáng)　110031）

輻射監(jiān)測(cè)儀器對(duì)宇宙射線響應(yīng)的探討

石敏

（遼寧省核與輻射監(jiān)測(cè)中心，遼寧沈陽(yáng)110031）

本文主要針對(duì)輻射監(jiān)測(cè)過(guò)程中不同的γ輻射劑量?jī)x對(duì)宇宙射線的響應(yīng)不同，通過(guò)將不同的儀器采取相同的條件進(jìn)行宇宙射線的測(cè)量比對(duì)，同時(shí)再選用固定的地點(diǎn)，采取扣除宇宙射線的方法進(jìn)行驗(yàn)證性監(jiān)測(cè)比對(duì)，從而得出不同儀器宇宙射線的響應(yīng)不同，扣除宇宙射線后監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致。因此，在日常的監(jiān)測(cè)中，陸地γ外照射空氣吸收劑量率的監(jiān)測(cè)結(jié)果需要扣除宇宙射線的影響。

輻射監(jiān)測(cè)儀器宇宙射線比對(duì)

在正常本底環(huán)境中，宇宙射線是環(huán)境天然輻射的主要組成部分，約占天然本底輻射外照射劑量率的40%［1］。宇宙射線隨海拔高度和地磁緯度而變化，同時(shí)還受太陽(yáng)活動(dòng)周期的影響［2］。盡管宇宙射線輻射場(chǎng)的變化比較小且有規(guī)律，但γ外照射測(cè)量?jī)x表對(duì)宇宙射線的響應(yīng)存在較大差距［3-4］，因此在進(jìn)行γ輻射劑量率測(cè)量時(shí)需扣除儀表對(duì)宇宙射線的響應(yīng)部分［5］，以盡可能降低測(cè)量誤差，使各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有可比性。

在進(jìn)行輻射環(huán)境的放射性監(jiān)測(cè)中，最常用的輻射監(jiān)測(cè)儀器為γ輻射劑量率測(cè)量?jī)x。在實(shí)際工作中，γ輻射劑量率儀所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)是含有宇宙射線的數(shù)值的，由于不同的γ輻射劑量率儀對(duì)宇宙射線的響應(yīng)不同，造成實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)差異不一，標(biāo)準(zhǔn)誤差會(huì)達(dá)到1%～30%，所以有必要對(duì)不同的儀器進(jìn)行宇宙射線的監(jiān)測(cè)比對(duì)，在出具監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)統(tǒng)一量值，以扣除宇宙射線的影響。

1　比對(duì)儀器及測(cè)量方法

1.1比對(duì)儀器

表1　γ輻射劑量率儀參數(shù)

表2　測(cè)量水庫(kù)相關(guān)參數(shù)

表3　宇宙射線測(cè)量結(jié)果

表4　陸地γ外照射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果

表5　陸地γ外照射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)比對(duì)儀器采用三個(gè)生產(chǎn)廠家的三種探頭形式的四臺(tái)γ輻射劑量率儀，其技術(shù)參數(shù)如表1。

1.2測(cè)量方法及測(cè)量方式

1.2.1測(cè)量方法

《環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范（GB/T14583-93）》中5.6. 2規(guī)定測(cè)量宇宙射線時(shí)需在水深大于3m，距岸邊大于1km的淡水面上［5］。

《電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》（潘自強(qiáng)主編）一書(shū)中也給出：測(cè)量宇宙射線現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量通常在水深大于3m，距岸邊大于1km的內(nèi)陸湖泊和水庫(kù)的開(kāi)闊水面上的木船中進(jìn)行［6］。

1.2.2測(cè)量方式

測(cè)量選擇遼寧省內(nèi)的遼陽(yáng)市參窩水庫(kù)、撫順市大伙房水庫(kù)、瓦房店市蓮花水庫(kù)、錦州市龍灣水庫(kù)。測(cè)量時(shí)均選擇天氣晴的情況下進(jìn)行，測(cè)量水庫(kù)及時(shí)間等相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2。

2　比對(duì)測(cè)量結(jié)果

測(cè)量時(shí)，將4臺(tái)儀器置于船上距船底約0.8米，測(cè)量數(shù)據(jù)為50～100個(gè)，取平均，其結(jié)果見(jiàn)表3。

表中2#、3#為同一型號(hào)的輻射劑量率儀，1#、2#、3#為同一類(lèi)型的輻射劑量率儀，4#與其它儀器的類(lèi)型不同。

表中可以看出，同一型號(hào)的輻射劑量率儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致，同一類(lèi)型的輻射劑量率儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果相近，不同類(lèi)型的輻射劑量率儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果相差較大。

測(cè)完宇宙射線后，選擇就近陸地進(jìn)行γ外照射空氣吸收劑量率的監(jiān)測(cè)，其結(jié)果見(jiàn)表4。

將監(jiān)測(cè)結(jié)果扣除宇宙射線后，其陸地γ外照射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

由監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出：扣除宇宙射線后，不同型號(hào)、不同類(lèi)型的監(jiān)測(cè)儀器的γ外照射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致。

3　分析與討論

（1）通過(guò)表1中不同儀器在不同海拔高度的水庫(kù)上進(jìn)行的宇宙射線測(cè)量可以看出：不同的輻射劑量率儀對(duì)宇宙射線的影響不同，高壓電離室類(lèi)輻射劑量率儀對(duì)宇宙射線響應(yīng)值較閃爍類(lèi)輻射劑量率儀高，同類(lèi)監(jiān)測(cè)儀器的宇宙射線響應(yīng)值基本一致。

（2）由表3的監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出：陸地上γ外照射空氣吸收劑量監(jiān)測(cè)結(jié)果扣除宇宙射線后基本一致，說(shuō)明與儀器的類(lèi)型無(wú)關(guān)。

（3）由于各水庫(kù)所在地區(qū)的海拔高度不同，宇宙射線的監(jiān)測(cè)結(jié)果會(huì)有差異，由表1中監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，宇宙射線的測(cè)量結(jié)果符合宇宙射線隨海拔的增加而增大的趨勢(shì)。

綜合以上，在環(huán)境γ外照射空氣吸收劑量率的測(cè)量中，γ輻射劑量率儀表的讀數(shù)值是宇宙射線、陸地γ輻射以及自身本底貢獻(xiàn)之和，為得到陸地γ外照射空氣吸收劑量率，應(yīng)扣除宇宙射線的貢獻(xiàn)。同時(shí)由于不同儀器對(duì)宇宙射線的響應(yīng)值隨測(cè)量點(diǎn)而不同，因此在實(shí)際測(cè)量工作中應(yīng)選擇地磁緯度和海拔高度與測(cè)量點(diǎn)接近的水域面上，測(cè)定其對(duì)宇宙射線的響應(yīng)，以扣除宇宙射線的影響，這對(duì)正確研判數(shù)據(jù)具有重要意義。

［1］聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì).電離輻射源與效應(yīng)［M］.山西：山西科學(xué)技術(shù)出版社，2002：109.

［2］金花，岳清宇.中國(guó)大陸地區(qū)居民所受宇宙射線劑量估算［J］.原子能科學(xué)技術(shù)，1989，23（6）：9-15.

［3］任天山，林蓮卿，陳志鵬，等.宇宙射線電離量的測(cè)定和幾種探測(cè)器對(duì)宇宙射線的響應(yīng)［J］.輻射防護(hù)，1987，（3）：185-190.

［4］劉鄂.閃爍型外照射測(cè)量?jī)x對(duì)宇宙射線響應(yīng)值的實(shí)驗(yàn)修正［J］.新疆環(huán)境保護(hù)，1989，（03）：25-28.

［5］GB/T14583-93，環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范［S］.

［6］潘自強(qiáng).電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)［M］.北京：原子能出版社，2009：256.

石敏（1964—），女，遼寧沈陽(yáng)人，本科，研究方向：輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)。