核事故辐射剂量估算的ESR方法.pdf

第 卷第期 年 中山大学学报 自然 科李版 人 枯 研究简报 核 事故辐 射 剂量估 算的方法 罗达玲李冕丰张纯祥 物理学系 摘要 选取从核事故现场和受照人员身上得到的材料 采用电子白旋共振谱仪测定下辐 射诱发的自由基浓度 辐射响应特性 信号衰退曲线及零剂量读数研究方法用 于核事故剂量估算的可行性 关健词核事故 辐射剂量沽算 电子自旋共振 自由基浓度 电离辐射几乎在所有的受照物质 中都会产生自由基 利 用 电子自旋共振技术 测量自由基的产 额 可推断 电离辐射的剂量已有的工 作表 明 丙氨酸剂量计具有 体积小 稳定性好 线性范围宽 测量精度高和生物等效性好等优点 已广泛用作次级 剂量标准及传递 剂量计 核事故常常是在事故现场和受照人员缺乏剂量监督的情况下发生 的 如果能就 地取 材 从事故现场 或受照人员 的身上选取某些合适 的材料 用技术测量其中产 生的 长寿命自由基浓度 从而沽算核事故 的剂量 则将是一种 极为方便的 方 法 等 和 曾用人牙 衫扣和骨等材料 估算日本原子弹爆炸时 的吸收剂 量 本工作选 用从核事故现场和受照人 员身上易取得的材料 如棉纱 聚醋纤维和人发 等 研 究用技术估算核事故剂量 的可行性 取得一些初步的结果 材料和实 验 选用棉纱 聚酝纤维 一阳人 发材料 将 少琴剪砂 一 添加肠按重量比的石腊混合均匀 压制成直径为的圆柱形 洋品 样 重量为一 进行辐照实验 时 将样品封装入塑料 管内 再放翅 一 用厚皮为的有机玻璃板做 成的小盒内以实现电子平 衡采用广东 省辐照 中心 的 丫 辐射源在常 温下进行辐照 采用 入 电子自咙共振谱仪测 定谱 该谱仪工 作的微波区在波段 通 常微波频率 拓磁场 设置在 测谱时磁场扫描范围选为 调 制 频率为 乙 微波功 扛 议人 涪数及付问常数按样品及其吸收的辐射 剂量不同 而改 变 谱仪记录下吸收谱的一阶微 分谱 其主要吸收峰的振幅或谱下 的面积来相对 本文年月 日收到 中山夫孚学报 自然科李版 第息 卷 量度样品中辐射产生的自由基浓度 即用每克样品中信 号的变化 乙 来表 征 自由基浓度 结果 和讨论 电子自旋共振谱 图为丫辐照后 的丙氨酸 聚醋纤维和棉纱 种样品 的 一阶微分谱 对了辐射 的吸 收剂量均为 测谱时 微波功率为 响应为 分辨为如图所示 棉纱及聚醋纤维 的谱都具有较好的分辨 我们对样品进行多次重复测 量 的结果表明 其谱的谱形基本不变 可用主吸收峰的 峰一峰值来量度样品中的自由基浓度 从图中所标出的放大倍数值可知 吸收剂量相同的情况下 棉纱中辐射诱发的自 由基浓度仅比丙氨酸剂量计低一个数量级 而聚脂纤维则少几十倍 辐升剂量响 应用在 了辐射源上接受了不同吸收剂量 的样品测定 电子 自旋共 振谱 同种样品在不同吸收剂量下的一阶微分谱的谱形相同 以每克物质的 信 号振幅增量值 刁 量度样品中自由基浓度值 图给出棉纱和 聚 醋纤维样品 刁 值与吸收剂量的关系 这 两种样品在所测剂量段内均显示出线性的 辐射 剂量 响应关系因此 原则上都可由测得的刁值计算出吸收剂量的大小 场 厂 一 一 勺 图 飞 一射线辐照后的丙氨酸 聚醋纤维和棉纱 的谱 王 一 图 主 棉纱和聚酗汗维对 下射线的剂量响 应曲线 一 二工 毛 一 第 男罗达玲等核事故辐射 可骊量估算的 方法 头发样品 的谱只有一个吸收峰 值等于自由电子 的口值在上述剂量 段内 头发样品的信号幅度并未随 吸收剂量变化而明显改变 哀退曲线将接受同一了吸收剂量辐照后的丙氨酸剂量计 棉纱和聚醋 纤维样品封装于塑料管内 常 温存放在干燥 瓶中经不同的存放时间 对三种样品重复 测 量吸收谱 以观测 其 信号的衰退情况将第一次测得的信号幅值表示为 再经 过 下 口 几个不同 介习测得的信号幅值为 图中表示出 二 尺 二 值随间 的变化关系丙氨酸剂量计中生成的 长 寿命自由基非常稳 定 其幅值几乎不随时间增 一长而 改变 但棉纱和聚醋纤维的 信号幅值则 明显减少 这 表明在其中产生的长寿命自由基有明显的衰退现象因此 着 用以作为事故剂量计时 必须进行衰退修正 洲 日 二 巧抓胶 优州了纤七 小时 图受甘射线辐照后的丙氛酸 棉纱和聚醋纤维样品中长寿命自山基的衰退曲线 丁 且 刀 一 了 零刹量谈数每克未照射样品所测得的信号振幅值 称为零剂量 读数 我们自制 的丙氛酸 剂量计 的零 刘量读数为 棉纱样品为 聚醋纤维 为丙氨酸剂量计 的 读数相 当于至几个的吸收剂量 而棉纱和聚醋纤维样品相 应的剂量为几个至几十个 零剂量 读数大小取决于材料木身及谱仪的噪声信号 零剂量读数及其涨落限注 了方 法的灵敏 度人发样品这个问题 更为突出 不仅其读 数更大 并且因人不 同而有较大的差异 我 仔对老 中 少不同年龄段的头发样品进行 实验 零剂量 读数明显不同 小结 上述实捡结采六诵 丫辐射 在听选取的村 科中能诱发 长寿 命的自由基 辐射剂量响 应特性为线性片川存在衰退 现 象在把忆叔术用于核 一事故辐射剂量 估算时 对衰退现 象可进行 修双口前 仔 八的关健问题足方 法的灵敏 度还不能满足实际的需要但从理论沽 计 方法的探测下 限可达到实际要水大 多玫商品化的谱仪 对 信号宽 度 探测下 限为 门个白由基 而对 的材料吸 交 的剂量产生的自由 基 数约为 而大多数物质 的值 在 左右若样品质 量 用一 信 一号 弃 度一般大于 探测下 限对应 的吸收剂量 可接近 因此 若能选取合适的 申 山夫学孚 报 自然科学版 舅 息 卷 材料