物理性污染(辐射2)

第五节

放射性测量试验室和检测仪器一、放射性测量试验室（一）放射性化学试验室

基本要求——不积尘、通风、不积水、个人防护、废物专门搜集处置（二）放射性检测试验室

基本要求——屏蔽本底、隔离干扰、良好接地、供电稳定、恒温第1页二、放射性检测仪器放射性检测仪器检测放射性基本原理基于射线与物质之间相互作用产生各种效应，包含电离效应、发光效应、热效应、化学效应和能产生次级粒子核反应等。（一）电离型检测器（二）闪烁检测器（三）半导体检测器第2页各种惯用放射性检测器闪烁检测器盖革计数器射线种类检测器特点α闪烁检测器检测灵敏度低，探测面积大正比计数器检测效率高，技术要求高半导体检测器本底小，灵敏度高，探测面积小电流电离室测较大放射性活度β正比计数器检测效率较高，装置体积较大盖革计数器检测效率较高，装置体积较大闪烁检测器检测效率较低，本底小半导体检测器探测面积小，装置体积小γ闪烁检测器检测效率高，能量分辨能力强半导体检测器能量分辨能力强，装置体积小第3页

1、原理：假如核辐射被电离室中气体吸收，该气体将发生电离，经过搜集射线在气体中产生电离电荷进行测量。

2、仪器：惯用有电离室、正比计数管、盖革-弥勒计数管（G-M）。

3、使用方法：电离室是测量由电离作用而产生电离电流，适合用于测量强放射性；正比计数管和G-M则是测量由每一入射粒子引发电离作用而产生脉冲式电压改变，从而对入射粒子逐一计数，这适合于测量弱放射性。（一）电离型检测器第4页1.电流电离室图电离室示意图利用射线经过气体介质时，使气体发生电离原理制成检测器。测量因为电离作用而产生电离电流，适合用于测量强放射性。第5页2.正比计数管

图α、β粒子电离作用与外加电压关系曲线测量由每个入射粒子引发电离作用而产生脉冲式电压改变，从而对入射粒子逐一计数，适合用于测量弱放射性。第6页图盖革计数管

示意图图射线强度测量装置示意图3.盖革（GM）计数管第7页（二）闪烁检测器

1、原理：

利用射线照射在一些闪烁体上而使它发生闪光原理进行测量仪器。它含有一个闪烁体，当射线进入其中时产生闪光，然后用光电倍增管将闪光讯号放大、统计下来。

2、使用方法：

该探测器以其高灵敏度和高计数率优点而被用作测量α、β、γ辐射强度。第8页图闪烁检测器测量装置示意图1.闪烁体；2.光电倍增管；3.前置放大器；5.脉冲幅度分析器；6.定标器；7.高压电源；8.光导材料；9.暗盒；10.反光材料

闪烁检测器是利用射线与物质作用发生闪光仪器。第9页

闪烁体材料可用ZnS，NaI，蒽、芪（qi）等无机和有机物质。表

主要闪烁材料性能注：①Ag、Tl是激活剂。物质密度/(g·cm-3)最大发光波长/nm对β射线相对脉冲高度闪光连续时间/10-8sZn(Ag)粉①NaI(Tl)①蒽芪液体闪烁液塑料闪烁液4.103.671.251.150.861.06450420440410350~450350~4502002101006040~6028~484~103030.4~0.80.2~0.80.3~0.5第10页

（三）半导体检测器

半导体检测器工作原理与电离型检测器相似，但其检测元件是固态半导体。图半导体检测器工作原理示意图n,p——半导体n极和p极；RH——电阻。第11页第五节

放射性监测一、监测对象及内容（一）按照监测对象分1、现场监测对放射性物质生产或应用单位内部工作区域监测。

2、环境监测

对放射性生产和应用单位外部环境（包含空气、水体、土壤、生物、固体废物等）监测。

3、个人剂量监测

对放射性专业工作人员或公众进行内照射和外照射剂量监测。

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1.α放射性核素即239Pu、226Ra、224Ra、222Rn、210Po、222Th(钍)、234U和235U。

2.β放射性核素即3H、90Sr、89Sr（锶）、134Cs、137Cs、131I和60Co。（二）按测定放射性核素分（三）按测量参数分放射源强度，半衰期，射线种类及能量；环境和人体中放射性物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。第13页三、放射性监测方法 定时监测：采样------预处理-----总放射性或放射性核素测定。

连续监测：在现场安装放射性自动监测仪器，实现采样、预处理和测定自动化。

基本步骤：样品采集，样品前处理，选择适宜方法、仪器测定。

第14页

（一）样品采集

1.放射性沉降物采集沉降物包含干沉降物和湿沉降物。放射性干沉降物样品可用水盘法、黏纸法、高罐法采集。湿沉降物惯用一个能同时对雨水中核素进行浓集采样器，如图所表示。图离子交换树脂湿沉降物采集器示意图1.漏斗盖；2.漏斗；3.离子交换柱；4.滤纸浆；5.阳离子交换树脂；6.阴离子交换树脂第15页2.放射性气溶胶采集

放射性气溶胶包含核爆炸产生裂变产物，各种起源于人工放射性物质以及氡、钍衰变子体等天然放射性物质。这种样品采集惯用滤料阻留采样法，其原理与大气中颗粒物采集相同。

3.其它类型样品采集

水体、土壤、生物样品采集、制备和保留方法与非放射性样品所用方法大致相同。第16页

（二）样品预处理

预处理目标：将样品处理成适于测量状态，将样品欲测核素转变成适于测量形态并进行浓集，以及去除干扰核素。

惯用样品预处理方法： 衰变法有机溶剂溶解法 蒸馏法灰化法 溶剂萃取法离子交换法 共沉淀法电化学法第17页①衰变法

样品放置一段时间，使寿命短干扰放射性核素衰变后，再对样品进行放射性测量。

在测定大气中放射性气溶胶总α、β放射性时惯用这种方法，在用过滤法采样后，放置4-5小时，以使短寿命氡、钍子体蜕变殆尽。②共沉淀法

加入共沉淀剂使待测核素得以沉淀析出。此法在一些情况下还能直接提供固态样品源，所以在微量放射性核素分析中也是一个惯用分离浓集伎俩。

居里夫妇发觉一系列天然放射性元素便是利用这种技术。第18页

（三）环境中放射性监测

1.水样总α放射性活度测定水体中常见辐射α粒子核素有226Ra、222Rn及其衰变产物。水样总α放射性浓度是0.1Bq/L。当大于此值时，就应对放射α粒子核素进行判定和测量，确定主要放射性核素，判断水质污染情况。

2.水样总β放射性活度测定水样总β放射性活度测量步骤基本上与总α放射性活度测定相同，但检测器用低本底盖革计数管，且以含40K化合物作标准源。第19页

3.大气中氡测定

222Rn是226Ra衰变产物，为一个放射性惰性气体。它与空气作用时，能使之电离，因而可用电离型探测器经过测量电离电流测定其浓度；也可用闪烁探测器统计由氡衰变时所放出