环境中放射性.ppt

1、基础知识环境中的放射性防护标准放射性检测实验室和检测仪器放射性监测，环境中的放射性污染监测，提案学时数： 6学时，第一节基础知识，一，放射性，一，核衰变：一些原子核不稳定，可以自发改变核结构，这种现象称为核衰变。 2 .放射性：在核衰变过程中经常放射出带有一定动能或不带电的粒子，即、和放射线，这种现象称为放射性。 3 .放射性同位素不稳定的同位素(原子核内质子数相同，中子数不同)，(1)放射性核衰变，4 )天然不稳定核种能够自发放射线的放射性被称为“天然放射性”核反应人工制造的核种的放射性被称为“人工放射性”。 5 .决定放射性核素性质的基本要素是放射性衰变类型、放射性活度和半衰期。 1、母体

2、子体(氦核) 2、母体子体(高速电子、正、负、电子捕获x ) 3、母体子体(较低能量水平或基态子体) (或) (同质强迁移)、(二)放射性衰变的1 .放射性活度(a ) 在某一时刻处于特定能量状态的一定量的放射性核素的放射性活性量a的定义式在A=d N/d t式中用a放射性活性量、单位Becquerel、简称Becquerel、符号Bq表示，在1Bq=1 sec-1的d N时间间隔d t内，处于该特定能量状态的一定量的放射性核素自身比活度是指单位质量或体积内所含的放射性活度，单位为Bq.g-1。 2半衰期放射性的核素因崩溃而减少到原来的一半所需时间称为半衰期(T1/2 )。 衰变常数与半衰期有

3、以下关系： T1/2=0.693/半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素的T1/2不同。 因此，在T1/2长度的核素中，有必要时足够长，以便一旦发生核污染，就会因崩溃而自动消失。 例题： Sr的T1/2=29年，一定质量的90Sr崩溃用了99.9小时吗？ 解：=0.693/T1/2 A=- dN/d t=N或nnoe-tlgn0/n=t/2.303 t2. 303 (1/2. 3910-2 )。 进行核反应的方法主要有： *高速中子冲击引起核反应，吸收低速中子的核反应，用带电粒子碰撞引起核反应，通过高能量光子照射进行的核反应等，(4)核反应，二，照射量和剂量，1，照射量x库仑每1千克/扳手

4、R 2，吸收剂量d大猩猩Gy /。 剂量当量h sevelt SV/rem，(1) X=dQ/dm dQ是指在质量为dm的体积单位的空气中，光子放出的所有电子(负电子和正电子)在空气中全部被阻碍时形成的同一符号(正或负)的离子的总电荷的绝对值。 单位：库仑/千克，(C. kg-1 )，旧单位是指伦琴(r )，1R=2.58 10-4 C.kg-1照射量率：每单位时间的照射量。 (2)吸收剂量(d )、吸收剂量是相对于每单位质量的物质的放射能的吸收量。 D=d/dm d和dm分别表示受到电离辐射作用的某体积元中的物质的平均能量和物质的质量。 吸收量适用于电离辐射和物质，是测定电离辐射和物质相互作

5、用的重要物理量。 吸收剂量率-每单位时间的吸收剂量，单位Gy.s-1。 (3)剂量当量(h )西弗特SV是人体组织中的某一点的剂量当量h等于吸收剂量与其他校正系数的乘积。 h的校正公式在H=DQN式中，q是质量因子，也称为线质系数，按电离放射线的q值表示在表8-1中。 n是其他校正系数，是吸收射线量在时间或空间上分布的不均匀性校正因子的积，对外照射源通常设为N=1。单位为SV (希伯特)、1 SV=1 J. kg-1、第二节环境中的放射性、一、环境中的放射性源二、放射性核素在环境中的分布三、对人体的危害、(一)天然放射性源一、宇宙射线一次宇宙射线高能放射二次宇宙射线为一次弱放射性核素20种2、

6、天然放射性核素与地球的共生三、 天然辐射本源半衰期极长，强度弱内照射、外照射(80 )，一、环境中放射性源1 .核试验及宇宙事故裂变生成物和中子活化生成物的放射性尘埃在大气层中占0.33年2，核工业：核废弃物(核发电) 3，工业农业、医学和科学研究等部门医学占人工污染源90 4，放射性矿的开采和利用(二) 人为放射性污染的来源，二、放射性核素在环境中的一、在土壤和岩石中的分布二、在水体中的分布三、在大气中的分布四、在室内空气中的分布五、在动植物组织中的分布五、(一)放射性物质进入人体路径呼吸器人体肺，血液全身消化管人体肝脏、血液、全身皮肤或黏膜人体可溶性物质易被皮肤吸收(伤口的吸收) 2 )放

7、射线等不带电粒子是间接带电粒子。 总称为电离辐射：引起生物组织内的原子、分子电离，破坏组织中的大分子结构。 2、影响因子线性质的剂量、次数、时间、部位、方式。 (致死量、半致死量) 3，损伤方式急、慢性(长期效果、身体效果、遗传效果)。 (二)放射性危害，第三节放射性辐射防护标准，一、部分环境质量标准对放射性辐射的限制值二，放射性辐射防护标准，第四节放射性检测实验室和检测仪器，一、放射性检测实验室二，核辐射检测仪器的监测原理，(一)放射性化学实验室墙壁、门窗、电幻和电线必须放在墙壁上的良好通风设备通风马达安装在导管外，最好选用离心式马达。 橱柜、长椅、家具、桌面、地面等用有光泽的材料制作，操作

8、桌面上铺塑料布的洗涤槽和下池没有尖角，注水用脚踏式水龙头、下水道最好不要使用弯头和接头等。 另一方面，放射性测定实验室、放射性修正测定实验室配备了灵敏度、选择性和稳定性优异的放射性修正测定器和装置。 在修订这样的实验室时，特别要考虑消除放射性背景的问题：另一方面，在理解其来源的基础上，必须采取最小限度的措施，另一方面，必须通过数据处理，修正测量结果。 电器需要良好的接地和有效的电磁屏蔽，最好在恒温条件下工作。 (2)放射性校正测试实验室、核辐射量的监测需要核辐射检测器。 这是一种基于放射线和物质相互作用产生的电离、光、电、热等各种效果进行观测的方法。 一般使用的探针有电离探针、闪烁探针、半导体

9、探针等。 二、放射性检测器，原理：核辐射被电离室的气体吸收后，该气体电离。 电离检测器通过收集放射线在气体中产生的电离电荷来测定。 仪器：常用的是电离室、比例修正数管、盖革弥勒修正数管(G-M管)。 使用方法：电离室是测量电离作用产生的电离电流，适用于测量强放射性的比例修正数管和盖革-米勒修正数管，是对每个入射粒子测量电离作用产生的脉冲状的电压变化，对每个入射粒子进行修正，适用于测量弱放射性。 (1)电离型探测器，原理：利用某闪烁体照射放射线产生闪烁的原理进行测量的仪器。具备闪烁器，当放射线入射时产生闪烁，用光电倍增管放大并记录闪烁信号。 用法：该检测器由于其高灵敏度和高修正率的优点，作为放射

10、强度使用。 对不同能量的放射线具有高分辨率，因此也可以作为光谱仪使用。 通过能谱测定可以鉴定放射性核素，在适当的条件下可以定量分析几种放射性核素的混合物。 另外，该装置也能够测定照射量和吸收量。 (2)闪烁检测器是将放射线吸收到固体半导体中，放射线与半导体晶体相互作用时产生电子空穴对的原理。 这种检测器由于产生的电子空位对的能量低，因此具有能量分辨率高、线性范围宽等优点。 使用方法：硅制造的检测器可用于校正数，能谱测量，锗制造的半导体检测器可用于能谱测量，且检测效率高，分辨率好。 半导体探测器是近年来发展迅速的新型核辐射探测器。 (3)半导体检测器、第五节放射性监测、环境放射性监测的目的是掌握

11、环境中天然、人工放射性核素的水平、动态变化、转变规律、污染特征以及对公众的放射线量状况；(2)放射性核素的测定，这是放射化学的分析方法。 放射线源强度、半衰期、放射线的种类及能量； 环境和人体中放射性物质的含量、放射性强度、空间照射量或电离放射线量。 一、监测对象及内容、放射性监测根据监测对象进行： (1)现场监测：对放射性物质的生产或应用单位内部的作业区域进行监测；(2)个人剂量监测：对放射性专业人员或公众进行内照射和外照射的剂量监测主要测定的放射性核素有： (1)放射性核素、226Ra、222Rn、235U等。 (2)放射性核素134Cs、137Cs、131I和60Co等环境放射性监测方法

12、有定期监测和连续监测。 定期监测的一般步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放射性核素测定的连续监测在现场设置放射性自动监测仪器，实现采样、预处理和测定的自动化。 环境样品的放射性测定与非放射性环境样品的监测过程一样，包括样品采集样品的预处理和选择适当方法的机器测定、二、放射性监测方法、一、放射性沉降物的采集2、放射性气溶胶传播的采集3、放射性水样品的采集4、食品、生物样品的采集5、土壤样品的采集(一) (二)样品预处理(三)环境中的放射性监测，一、放射性沉降物的采集沉降物包括干沉降物和湿沉降物，主要来源于大气层核爆炸引起的放射性尘埃，一部分来源于人工放射性微粒。 对于放射性干沉淀物样品，可以

13、采用水盘法、粘合纸法、高罐法。 湿沉淀物是指随着雨(雪)下降的沉淀物，其采集方法除了上述方法以外，经常使用能够同时浓集雨水中核素的取样器(离子交换树脂湿沉淀物采集器)。 (1)样品采集、2、放射性气溶胶传播的采集：采集方法有过滤法、堆积法、粘结法、撞击法和求心法等。 滤材滞留采样法简单，应用最广泛，其原理与大气中颗粒物的采集相同。 取样装置有过滤器、滤材、抽气动力、流量修正等。 取样时的抽出流速约为100-200升/分，气溶胶传播被滤布和特殊细孔过滤膜遮挡。 取样结束后，取下滤材，进行样品源的调制和放射性测定。 3、放射性水样采集：放射性水样的布点、取样原则与水质污染监测基本相同。采集水样的工

14、具通常可以用清洁无放射性污染的玻璃瓶采集样品。 采集的水样品放入塑料瓶中，为了防止必须减少放射性吸附的放射性核素损失，有时可以加入恩酸、载体、络合剂等。 采集的水样可根据需要进行各种放射性监测分析。 4、食品、生物样品：收获季节在田间布置的取样点采集粮食样品混合收获的粮食，在收纳地的上、中、下各层均匀采集混合。 蔬菜必须采集不同品种的样品。 核爆炸期间主要以采集叶菜为主。 鱼、虾类应能根据分布在水中的情况，分别采集各种样品。 取样后，去除非食用部分，洗净，晾干表面水，称为鲜重。 然后切成蒸发皿，加热使其碳化，放入马福炉中烧成400500灰，冷却后称量。 供测定。 5、土壤：放射性沉降物及各种来

15、源的放射性废弃物可以直接污染土壤。 土壤采样点选择地形平坦的场所，在一定范围内布置的采样点采样。 取样时取出1010平方厘米见方的垂直10厘米深的土壤。 采集的样品请放入无放射性污染的容器中。 样品晾干(或用110干燥)，去除垃圾，称量，样品均匀混合，用四分法缩分，然后用马福炉烧500，冷却后，粉碎，筛过，供各种测定使用。 1、目的：浓集对象核素，去除干扰核素，将样品物理形态转变为易于放射性检测的形态。 2、方法：崩解法共沉淀法灰化法电化学法其他方法(有机溶剂溶解法、萃取法、离子交换法等)、(二)样品预处理、1崩解法、样品暂时放置，使寿命短的干扰放射性核素崩解后，对样品进行放射性测定。 该方法

16、常用于测定大气中放射性气溶胶传播的总放射性，用过滤法采样后，为使短寿命的氡、钍进行蜕变，放置45小时。 加入2共沉淀法、共沉淀剂使被测核种沉淀析出。 该方法具有简便、实验条件容易满足等优点，有时可直接提供固体样品源，是分析微量放射性核素时常用的分离浓缩手段。 居里夫妇发现一系列天然放射性元素使用了这种技术。 用一般化学沉淀法分离环境样品中微量放射性核素，有时不能达到溶解度积，不能达到分离要求。 因此，可以添加毫克级的惰性载体。 将固体样品或蒸制的水样品放入瓷坩埚，放入500马福炉灰化一定时间，冷却后测量灰的重量，放入测定皿，均匀铺设后可检查放射性。 3 .通过灰化法、4电化学法、电解法将放射性核素(例如Ag、Pb、Bi等)堆积在阴极上，或者以氧化物(例如Pb、Co )的形式堆积在阳极上。 这种方法的优点是分离纯度高。 堆积在惰性金属片(或引线)电极上的堆积物可以直接(或作为样品源)进行放射性测定。 1有机溶剂溶解法：将浮尘、土壤、沉积物、生物样品等固体样品用适当的有机溶剂处理，溶解浸出其中含有的被测核素，将浸出液放入测定皿中，用红外灯干燥后进行放射性测定。 5 .其他方法、1有机溶剂溶解法2溶剂萃取法3离子交换法、2溶剂萃取法是根据核武器制造需要迅速发展起来的专用技术，也是环境样品分离极微量