第8章放射性污染监测(2)知识讲解.ppt

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1、第8章放射性污染监测(2)8.1放射性和电离辐射的基本概念放射性和电离辐射的基本概念8.1.1放射性、放射性同位素放射性、放射性同位素8.1.2核衰变和衰变形式核衰变和衰变形式8.1.3放射性的度量单位放射性的度量单位8.1.4放射线与物质的相互作用放射线与物质的相互作用第一节第一节 基础知识基础知识一、放射性一、放射性1 1、核衰变：有些原子核是不稳定的，能自发地、核衰变：有些原子核是不稳定的，能自发地改变核结构，这种现象称核衰变。改变核结构，这种现象称核衰变。2 2、放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一、放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即定动能的带电或不

2、带电的粒子，即、和和射线，这种现象称为放射性。射线，这种现象称为放射性。3 3、放射性同位素、放射性同位素不稳定的同位素（原子核内不稳定的同位素（原子核内质子数同，中子数不同）质子数同，中子数不同）（一一）放放射射性性核核衰衰变变4 4、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为“天然天然放射性放射性”；通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为“人工放射性人工放射性”。5 5、决定放射性核素性质的基本要素是、决定放射性核素性质的基本要素是放射性衰变类型、放射性衰变类型、放射性活度和半衰期放射性活度和半衰期。1

3、1、母体、母体子体子体（氦核）（氦核）2 2、母体、母体子体子体（高速电子，（高速电子，正，正，负，电子俘获负，电子俘获x x ）3 3、母体、母体子体（较低能级或基态子体）子体（较低能级或基态子体）（或（或）（同质异能跃迁）（同质异能跃迁）（二二）放放射射性性衰衰变变的的类类型型1.1.衰变（衰变（4 4HeHe核核粒子）粒子）质量大，能量大，可使其他分子或者原子发生电离或激发，质量大，能量大，可使其他分子或者原子发生电离或激发，速度小，射程短，穿透力小，只能穿过皮肤的角质层。速度小，射程短，穿透力小，只能穿过皮肤的角质层。226226Ra Ra 222222Rn+Rn+4 4He He 2

4、26 226RaRa衰变有两种方式（分枝衰变衰变有两种方式（分枝衰变)：2.衰变：因核素中质子和中子互变产生，速度比衰变：因核素中质子和中子互变产生，速度比 高高10倍以倍以上，穿透力较强在空气中穿透几米到几十米，可使物质电离，上，穿透力较强在空气中穿透几米到几十米，可使物质电离，灼伤皮肤灼伤皮肤电子捕获：俘获核外电子，质子变为中子电子捕获：俘获核外电子，质子变为中子+衰变（质子变为中子）衰变（质子变为中子）-衰变（中子变为质子）衰变（中子变为质子）(核能级跃迁，同质异能级）：核能级跃迁，同质异能级）：（5-140pm)5-140pm)穿透力极强。穿透力极强。X X（内层电子跃迁）（内层电子跃

5、迁）（0.001-10nm0.001-10nm）(三三)放射性活度和半衰期放射性活度和半衰期1.1.放射性活度（放射性活度（A A）：）：在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素的放射性活度的放射性活度A A的定义式是的定义式是 A=d N/d tA=d N/d t式中：式中：AA放射性活度，单位放射性活度，单位BecquerelBecquerel，简称贝可，用符，简称贝可，用符号号BqBq表示，表示，1Bq=1 sec-1 1Bq=1 sec-1。d Nd N时间间隔时间间隔d td t内，处于该特定能态下的一内，处于该特定能态下的一定量放射性核素

6、，发生自发核转变的核数目。定量放射性核素，发生自发核转变的核数目。比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活度，单位为度，单位为Bq.gBq.g-1-1。2 2半衰期半衰期 当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半衰期时间称为半衰期(T(T1/21/2)。衰变常数与半衰期有下列关系：。衰变常数与半衰期有下列关系：T T1/2 1/2=0.693/=0.693/半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素T T1/21/2不同。所以对一些不同。所以对一些

7、T T1/21/2长的核素，一旦发生核污染，要通长的核素，一旦发生核污染，要通过衰变令其自行消失，需时是十分长久的。过衰变令其自行消失，需时是十分长久的。例题：例题：SrSr的的T T1/2 1/2=29=29年，一定质量的年，一定质量的 9090SrSr衰变掉衰变掉99.999.9所需所需 时间？时间？解：解：=0.693/T=0.693/T1/21/2 A=-dN/d t=N A=-dN/d t=N 或或 N N N No o e e-t-t lg N lg N0 0/N =t /2.303 /N =t /2.303 t t 2.303(1/2.39102.303(1/2.3910-2-2

8、)(lg 1/0.001)(lg 1/0.001)289(a)289(a)核反应：核反应：指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另一指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另一粒子的过程。粒子的过程。进行核反应的方法主要有：进行核反应的方法主要有：*用快速中子轰击发生核反应；用快速中子轰击发生核反应；*吸收慢中子的核反应；吸收慢中子的核反应；*用带电粒子轰击发生核反应；用带电粒子轰击发生核反应；*用高能光子照射发生核反应等用高能光子照射发生核反应等(四四)核反应核反应（一）照射量（一）照射量(库仑每千克库仑每千克/伦琴伦琴R)表示表示或或射线在空气中产生电离大小的物理量。射线在空气中产生

9、电离大小的物理量。X=dX=dQ Q/dm/dm d dQ Q是指质量为是指质量为dmdm的体积单元的空气中，光子释放的的体积单元的空气中，光子释放的所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。单位：库伦单位：库伦/千克，千克，(C.kg(C.kg-1-1),),旧单位是伦琴旧单位是伦琴(R),(R),1 1R R=2.58 10=2.58 10-4-4 C.kgC.kg-1-1 照射量率：指单位时间内的照射量。照射量率：指单位时间内的照射量。二、

10、照射量和剂量二、照射量和剂量（二）（二）吸收剂量吸收剂量(戈瑞戈瑞Gy/拉德拉德rad)（D D）吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。D=dD=d/d/dm m d d与与d dm m分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质的平均能量与物质的质量的平均能量与物质的质量.单位：单位：G Gy y（戈瑞），（戈瑞），1 1 G Gy y=1=1 J.kgJ.kg-1-1。吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。离辐射与物

11、质相互作用的一种重要的物理量。吸收剂量率吸收剂量率-单位时间内的吸收剂量，单位单位时间内的吸收剂量，单位 G Gy y.s.s-1-1。（三）剂量当量（三）剂量当量（三）剂量当量（三）剂量当量（H)(H)(H)(H)(希沃特希沃特SV/雷姆雷姆rem)在人体组织中某一点处的剂量当量在人体组织中某一点处的剂量当量H H等于吸收剂量与其等于吸收剂量与其他修正因数的乘积。他修正因数的乘积。H H的计算公式为：的计算公式为：H=DQNH=DQN 式中：式中：Q Q为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射的的Q Q值列于表值列于表8-18-1。N N为其它修正系数

12、，是吸收剂量在时间或空间上分布不为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取N=1N=1。单位为单位为SVSV（希沃特），（希沃特），1 1 SVSV=1=1 J.kgJ.kg-1-1第二节第二节 环境中的放射性环境中的放射性(一一)天然放射性的来源天然放射性的来源1 1、宇宙射线、宇宙射线 初级宇宙线初级宇宙线高能辐射，穿透力很强高能辐射，穿透力很强;次级宇宙线次级宇宙线比初级弱比初级弱 放射性核素放射性核素2020余种余种2 2、天然放射性核素、天然放射性核素与地球共生与地球共生3 3、天然放射本源、天然放射本源

13、半衰期极长，强度弱半衰期极长，强度弱 内照射、外照射（占内照射、外照射（占8080）一、环境中放射性的来源一、环境中放射性的来源1 1、核试验及航天事故、核试验及航天事故 核裂变产物和中子活化产物放射核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留性尘埃可在大气层滞留0.330.33年年2 2、核工业：、核工业：核废弃物（核发电）核废弃物（核发电）3 3、工农业、医、工农业、医 学学 和科研等部门和科研等部门 医学占人工污染源的医学占人工污染源的90904 4、放射性矿的开采和利用、放射性矿的开采和利用（二）人为放射性污染的来源（二）人为放射性污染的来源 放射源的安全已成为我国当前辐射防护的一

14、个主要问题。已经发生的辐射致死事放射源的安全已成为我国当前辐射防护的一个主要问题。已经发生的辐射致死事故均是放射源引起的故均是放射源引起的 ,96.6%,96.6%的急性放射病患者是因放射源事故造成的。约有的急性放射病患者是因放射源事故造成的。约有 2 0 0 2 0 0 0 0枚完全失控的放射源散布在环境中。枚完全失控的放射源散布在环境中。据不完全统计据不完全统计 ,全国使用放射源的用户有上万家全国使用放射源的用户有上万家 ,使用的各类放射源有使用的各类放射源有 5 5万个。万个。由于管理不善由于管理不善 ,不断发生放射源丢失和被盗事件不断发生放射源丢失和被盗事件 。山东。山东1988198

15、819931993，发生，发生1717起放射源起放射源都市事故，都市事故，88.288.2为被偷。为被偷。年月日内蒙古某单位发现放射源库被打开，经过天的调查找到拿年月日内蒙古某单位发现放射源库被打开，经过天的调查找到拿源者源者“常常”某（岁）他曾先后次打开源库门，拿走了大小铅罐个，其中某（岁）他曾先后次打开源库门，拿走了大小铅罐个，其中个玻璃瓶打碎倒掉，针状的东酉自己玩，铅罐当废铁卖。个玻璃瓶打碎倒掉，针状的东酉自己玩，铅罐当废铁卖。青海年发生一起放射事故，共丢失枚镭源，找回枚。青海年发生一起放射事故，共丢失枚镭源，找回枚。2 0 0 42 0 0 4国庆前夕国庆前夕 ,东北师大实验室库房被盗

16、东北师大实验室库房被盗 ,13,13枚放射源丢失，且是分两次被盗。枚放射源丢失，且是分两次被盗。19961996年年 4 4月月 4 4日宿州市的某酒厂有日宿州市的某酒厂有 2 42 4枚放射源下落不明。枚放射源下落不明。在一个水电站工地在一个水电站工地 ,一名一名 3737岁焊工拾到一个岁焊工拾到一个192 192 铱放射源后铱放射源后 ,将它放在自己的臀将它放在自己的臀部裤兜中部裤兜中 ,在管道里在管道里 (直径直径 2 2)工作约工作约6 6 ,感到大腿部有点疼痛感到大腿部有点疼痛 ,医生诊断为虫咬医生诊断为虫咬伤。伤。年月日上午时许，某地质大队油库值班人员发现存放放射性同位年月日上午时

17、许，某地质大队油库值班人员发现存放放射性同位素标准源的库房铁门被撬开，一批放射性标准源丢散在库房门口地上，经现场清点枚素标准源的库房铁门被撬开，一批放射性标准源丢散在库房门口地上，经现场清点枚放射源（镭）丢失。放射源（镭）丢失。云南省某企业云南省某企业 187187枚枚 (粒粒 )放射源丢失。放射源丢失。2 0 0 22 0 0 2年年 5 5月月 1818日上午日上午 8 8时左右时左右 文登市某综合医院皮肤科文登市某综合医院皮肤科,一位患儿由其母亲一位患儿由其母亲等陪同接受皮肤病的治疗等陪同接受皮肤病的治疗 ,在治疗过程中在治疗过程中 ,值班医生因有事外出值班医生因有事外出 ,患儿交其家属

18、陪治患儿交其家属陪治 ,值班医生回来发现患者及值班医生回来发现患者及90 90 皮肤敷贴器皮肤敷贴器 (9 5 10 8(9 5 10 8)敷贴器均不见敷贴器均不见 ,患者家患者家属当即矢口否认拿走敷贴器属当即矢口否认拿走敷贴器 用仪器用仪器 (-3 0 13-3 0 13数字数字辐射仪辐射仪 ).).1.1.在土壤和岩石中的分布在土壤和岩石中的分布土壤和岩石中天然放射性核素的含量变动很大，主要决定土壤和岩石中天然放射性核素的含量变动很大，主要决定于岩石层的性质及土壤的类。于岩石层的性质及土壤的类。核素核素土壤土壤(Bq/g)(Bq/g)岩石岩石(Bq/g)(Bq/g)4040K K22622

19、6RaRa232232ThTh238238U U2.972.97 1010-2-28.888.88 1010-2-23.73.7 1010-3-37.037.03 1010-2-27.47.4 1010-4-45.555.55 1010-2-21.111.11 1010-3-32.222.22 1010-2-28.148.14 1010-2-28.148.14 1010-1-11.481.48 1010-2-24.814.81 1010-2-23.73.7 1010-3-34.814.81 1010-2-21.481.48 1010-2-24.814.81 1010-2-2二、放射性核素在环境

20、中的分布二、放射性核素在环境中的分布2 2 在水体中的分布在水体中的分布 海水中天然放射性核素主要是海水中天然放射性核素主要是4040K K、8787RbRb、235235U U系元素。其含量与所系元素。其含量与所处地理区域、流动状态、淡水和淤泥入海情况等因素有关。处地理区域、流动状态、淡水和淤泥入海情况等因素有关。淡水中天然放射性核素的含量与所接触的岩石、水文地质、大气交淡水中天然放射性核素的含量与所接触的岩石、水文地质、大气交换及自身理化性质等因素有关。一般地下水所含放射性核素高于地面水，换及自身理化性质等因素有关。一般地下水所含放射性核素高于地面水，且且U U、RaRa的含量变化大。的含

21、量变化大。核素核素地下水地下水(Bq/g)(Bq/g)地面水地面水(Bq/g)(Bq/g)226226RaRa222222RnRn210210PbPb210210PoPo3.73.7 1010-2-23.73.7 1010-3-33.73.7 1010-2-23.73.7 1010-2-23.73.7 1010-1-13.73.7 1010-3-3 7.47.4 1010-4-43.73.73737矿泉及深井水矿泉及深井水(Bq/g)(Bq/g)雨水雨水(Bq/g)(Bq/g)3.73.7 1010-3-3 3.73.7 1010-4-43.73.7 1010-2-23.73.7 1010-1

22、-11.851.85 1010-2-2 1.851.85 1010-2-21.851.85 1010-2-21.111.11 1010-1-13.73.7 10103.73.7 10103 3 3 3 在大气中的分布在大气中的分布 在多数放射性核素均可出现在大气中，但主要是氡的同在多数放射性核素均可出现在大气中，但主要是氡的同位素位素(特别是特别是222222Rn)Rn)，它是，它是RaRa的衰变产物，能从含镭的岩石、的衰变产物，能从含镭的岩石、土壤、水体和建筑材料中逸散到大气，其衰变产物是金属元土壤、水体和建筑材料中逸散到大气，其衰变产物是金属元素，极易附着于气溶胶颗粒上。素，极易附着于气溶

23、胶颗粒上。大气中氡的浓度日出前浓度最高，日中较低，二者可相大气中氡的浓度日出前浓度最高，日中较低，二者可相差十倍以上。陆地和海洋上的近地面大气中氡的浓度分别在差十倍以上。陆地和海洋上的近地面大气中氡的浓度分别在(1.11 10(1.11 10-3-3一一9.6 109.6 10-3-3和和(1.9 10(1.9 10-5-52.2 102.2 10-3-3)Bq)Bq范范围内。围内。4 4 在动植物组织中的分布在动植物组织中的分布 任何动植物组织中都含有一些天然放射性核素，主要有任何动植物组织中都含有一些天然放射性核素，主要有 4040K K、226226RaRa、1414C C、210210

24、PbPb和和210210PoPo等，其含量与这些核参与环等，其含量与这些核参与环 境和生物体之间发生的物质交换过程有关境和生物体之间发生的物质交换过程有关.四、四、放射性的危害放射性的危害射线：电离本领大、致伤集中，射程短（几厘米厚的空射线：电离本领大、致伤集中，射程短（几厘米厚的空气即可吸收掉），在组织中的射程仅几十微米，它进气即可吸收掉），在组织中的射程仅几十微米，它进入机体内产生内照射的危害最大入机体内产生内照射的危害最大 射线：空气中射程达几米，易被人体组织表层完全吸收，射线：空气中射程达几米，易被人体组织表层完全吸收，尤其对眼睛角膜危害大。尤其对眼睛角膜危害大。射线易被铝、有机玻璃、

25、射线易被铝、有机玻璃、玻璃等吸收。玻璃等吸收。射线的穿透能力最强，体外照射危害性最大。可采用远射线的穿透能力最强，体外照射危害性最大。可采用远距离操作、在距离操作、在手套箱内操作、防护屏（铅、铁、混手套箱内操作、防护屏（铅、铁、混凝土、铅玻璃等密度大的材料）。凝土、铅玻璃等密度大的材料）。（1 1）急性放射病）急性放射病 它是由于大剂量照射所引起的，一般出现它是由于大剂量照射所引起的，一般出现于发生意外放射事故和核爆炸时。于发生意外放射事故和核爆炸时。（2 2）慢性放射病）慢性放射病 白血球减少，白血病；手指指甲周围皮肤发红、发白血球减少，白血病；手指指甲周围皮肤发红、发亮，失去指纹，无感觉，

26、随后溃烂。亮，失去指纹，无感觉，随后溃烂。（3 3）远期影响）远期影响 它是由于急性、慢性危害导致的潜伏性影响。它是由于急性、慢性危害导致的潜伏性影响。例如照射剂量为例如照射剂量为1.5Gy1.5Gy以下，死亡率为零，但在以下，死亡率为零，但在10201020年以后，年以后，其结果才表现出来。躯体效应有白血病、骨癌、肺癌、甲状腺其结果才表现出来。躯体效应有白血病、骨癌、肺癌、甲状腺癌等各种癌症和白内障等；遗传效应有基因突变和染色体畸变，癌等各种癌症和白内障等；遗传效应有基因突变和染色体畸变，在第一代表现为流产、死胎、畸形和智力不全等，在下几代可在第一代表现为流产、死胎、畸形和智力不全等，在下几

27、代可出现变异、变性和不孕等。出现变异、变性和不孕等。1 1、损伤机理、损伤机理1 1）、高速带电粒子属直接电离粒子。高速带电粒子属直接电离粒子。2 2）射线等不带电的粒子为间接带电粒子。射线等不带电的粒子为间接带电粒子。统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，破坏组织中的大分子结构。破坏组织中的大分子结构。2 2、影响因素射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。、影响因素射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。（致死剂量、半致死剂量）（致死剂量、半致死剂量）3 3、损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效、损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效 应、遗

28、传效应、遗传效应）。应）。（二）放射性的危害（二）放射性的危害(三）放射线与物质的相互作用三）放射线与物质的相互作用 1.1.电电离离作作用用由由于于带带电电粒粒子子和和壳壳层层电电子子间间的的静静电电作作用用，使使壳壳层层电电子子获获得得足足够够能能量量而而脱脱离离原原子子、分分子子形形成成自自由由电电子子和和正正离离子子。自自由由电电子子和和一一个个正正离离子子组成一个离子对，这就称为电离作用。组成一个离子对，这就称为电离作用。2.2.激激发发作作用用如如果果壳壳层层电电子子获获得得能能量量较较小小而而未未能能脱脱离离原原子子或或分分子子，只只是是由由低低能能级级跃跃迁迁到到高高能能级级，

29、则则称称为为激激发发。带带电电粒粒子子称称为为直直接接电电离离粒粒子子，不不带带电电粒子能使物质产生间接电离，故称为间接电离粒子。粒子能使物质产生间接电离，故称为间接电离粒子。3.3.照照像像作作用用是是指指放放射射线线照照射射到到摄摄影影胶胶片片上上，会会使摄影胶片感光的现象。使摄影胶片感光的现象。4.4.荧荧光光作作用用如如果果放放射射线线照照射射在在荧荧光光物物质质上上，会会使其产生荧光。使其产生荧光。5.5.热热效效应应由由于于带带电电粒粒子子和和物物质质的的原原子子或或分分子子不不断碰撞，使分子不规则热运动增加，从而使物质变热。断碰撞，使分子不规则热运动增加，从而使物质变热。6.6.

30、射射程程与与穿穿透透作作用用射射线线通通过过物物质质时时，不不断断与与物物质质相相互互作作用用而而损损失失能能量量，直直至至停停止止前前进进。射射线线从从进进入入物物质质到到停停止止前前进进所所经经过过的的距距离离，称称为为该该射射线线在在该该物物质质中中的的射射程程，以以厘厘米米为为单单位位。如如果果射射 线线通通过过时时，不不被被物物质质阻阻止止前前进进而而一一直直穿穿过过物物质质，则则称称其其具具有有穿穿透透作作用用7.7.其其它它某某些些射射线线还还可可以以产产生生光光电电效效应应，康康普普顿顿效效应应，电电子子对对效效应应，或或引引起起物物质质的的核核反反应应，引引起起物物质质发生化

31、学变化等。发生化学变化等。第三节第三节 放射性辐射防护标准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二、放射性辐射防护标准第四节第四节 放射性测量实验室和检测仪器放射性测量实验室和检测仪器（一）放射性化学实验室一）放射性化学实验室墙壁、门窗、天花板等要涂刷耐酸油漆；墙壁、门窗、天花板等要涂刷耐酸油漆；电幻和电线应装在墙壁内；电幻和电线应装在墙壁内；安装良好的通风设备，大多数放射化学操作应在通风橱内进行，通风安装良好的通风设备，大多数放射化学操作应在通风橱内进行，通风马达应装在管道外，且以选用离心式马达为宜；马达应装在

32、管道外，且以选用离心式马达为宜；橱柜、凳子、家具、台面、地面等要使用光平材料制作，操作台面上橱柜、凳子、家具、台面、地面等要使用光平材料制作，操作台面上要铺塑料布；要铺塑料布；洗涤池和下水池最好不要有尖角，放水用足踏式龙头，下水道中尽量洗涤池和下水池最好不要有尖角，放水用足踏式龙头，下水道中尽量少用弯头和接头等。少用弯头和接头等。一、一、放射性测量实验室放射性测量实验室 放射性计测实验室装备有灵敏度、选择性和稳定性好的放射性计测实验室装备有灵敏度、选择性和稳定性好的放射性计量仪器和装置。放射性计量仪器和装置。设计此类实验室时，特别要考虑到消除放射性本底问题：设计此类实验室时，特别要考虑到消除放

33、射性本底问题：一方面要在了解其来源的基础上，采取措施，将其降到最小一方面要在了解其来源的基础上，采取措施，将其降到最小程度；另一方面，需通过数据处理，对测量结果做修正。程度；另一方面，需通过数据处理，对测量结果做修正。电学仪器还需有良好接地和有效的电磁屏蔽，最好在恒电学仪器还需有良好接地和有效的电磁屏蔽，最好在恒温条件下工作温条件下工作 。（二）放射性计测实验室（二）放射性计测实验室核辐射剂量的监测需要用核辐射探测仪器。是基于核辐射剂量的监测需要用核辐射探测仪器。是基于射线和物质相互作用所产生的各种效应如电离、光、电射线和物质相互作用所产生的各种效应如电离、光、电或热等进行观测和测量的方法。或

34、热等进行观测和测量的方法。通常采用的探测器有通常采用的探测器有电离探测器电离探测器、闪烁探测器闪烁探测器和和半半导体探测器导体探测器等。等。二、二、放射性检测仪器放射性检测仪器原理：原理：如果核辐射被电离室中的气体吸收，该气体将发生如果核辐射被电离室中的气体吸收，该气体将发生电离。电离探测器即是通过收集射线在气体中产生的电离电离。电离探测器即是通过收集射线在气体中产生的电离电荷进行测量的。电荷进行测量的。仪器：仪器：常用的有电离室、正比计数管、盖革常用的有电离室、正比计数管、盖革弥勒计数管弥勒计数管（G-MG-M管）。管）。用法：用法：电离室是测量由电离作用而产生的电离电流，适用电离室是测量由

35、电离作用而产生的电离电流，适用于测量强放射性；正比计数管和盖革于测量强放射性；正比计数管和盖革弥勒计数管则是测弥勒计数管则是测量由每一入射粒子引起电离作用而产生的脉冲式电压变化，量由每一入射粒子引起电离作用而产生的脉冲式电压变化，从而对入射粒子逐个计数，这适合于测量弱放射性。从而对入射粒子逐个计数，这适合于测量弱放射性。（一）电离型检测器（一）电离型检测器原原理理：是是利利用用射射线线照照射射在在某某些些闪闪烁烁体体上上而而使使它它发发生生闪闪光光的的原原理理进进行行测测量量的的仪仪器器。它它具具有有一一个个闪闪烁烁体体，当当射射线线进进入入其其中中时时产生闪光，然后用光电倍增管将闪光讯号放大

36、、记录下来。产生闪光，然后用光电倍增管将闪光讯号放大、记录下来。用用法法：该该探探测测器器以以其其高高灵灵敏敏度度和和高高计计数数率率的的优优点点而而被被用用作作测测量量、辐辐射射强强度度。由由于于它它对对不不同同能能量量的的射射线线具具有有很很高高的的分分辨辨率率，所所以以又又可可作作谱谱仪仪使使用用。通通过过能能谱谱测测量量，鉴鉴别别放放射射性性核核素素，并并且且在在适适当当的的条条件件下下，能能够够定定量量的的分分析析几几种种放放射射性性核核素素的混合物。此外，这种仪器还能测量照射量和吸收剂量。的混合物。此外，这种仪器还能测量照射量和吸收剂量。（二）闪烁检测器（二）闪烁检测器原原理理：是

37、是将将辐辐射射吸吸收收在在固固态态半半导导体体中中，当当辐辐射射与与半半导导体体晶晶体体相相互互作作用用时时将将产产生生电电子子空空穴穴对对。由由于于产产生生电电子子空空穴穴对对的的能能量量较较低低，所所以以该该种种探探测测器器具具有有能能量量分分辨辨率率高高且且线线性性范范围围宽宽等优点。等优点。用用法法：用用硅硅制制作作的的探探测测器器可可用用于于计计数数、能能谱谱测测定定；用用锗锗制制作作的的半半导导体体探探测测器器可可用用于于能能谱谱测测量量，而而且且探探测测效效率率高高、分分辨辨能能力力好好。半半导导体体探探测测器器是是近近年年来来迅迅速速发发展展的的一一类类新新型核辐射探测仪器。型

38、核辐射探测仪器。（三）半导体检测器（三）半导体检测器第五节第五节 放射性监测放射性监测 环境放射性监测的目的是为了掌握环境中的天然、人工放环境放射性监测的目的是为了掌握环境中的天然、人工放射性核素的水平、动态变化、转移规律、污染特点以及对公众射性核素的水平、动态变化、转移规律、污染特点以及对公众造成的辐射剂量情况造成的辐射剂量情况.放射性污染监测的内容包括两大类：放射性污染监测的内容包括两大类：(1)(1)辐射剂量的测量，这是对环境辐射的物理测量方法。辐射剂量的测量，这是对环境辐射的物理测量方法。(2)(2)放射性核素的测定，这属于放射化学的分析方法。放射性核素的测定，这属于放射化学的分析方法

39、。放放射源强度、半衰期、射线种类及能量；射源强度、半衰期、射线种类及能量；环境和人体中放射性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。物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。一、一、监测对象及内容监测对象及内容放射性监测按照监测对象可分为：放射性监测按照监测对象可分为：(1)1)现现场场监监测测：对对放放射射性性物物质质生生产产或或应应用用单单位位内内部部工工作作区区域域所所作的监测；作的监测；(2)(2)个个人人剂剂量量监监测测：对对放放射射性性专专业业工工作作人人员员或或公公众众作作内内照照射射和和外照射的剂量监测；外照射的剂量监测；(3)(3)环环境境监监

40、测测：天天然然本本底底、核核试试验验、核核企企业业、生生产产和和使使用用放放射射性核素以及其它场所的监测。性核素以及其它场所的监测。主要测定的放射性核素为：主要测定的放射性核素为：(1)(1)放射性核素，放射性核素，226226RaRa、222222RnRn、235235U U等；等；(2)(2)放射性核素，放射性核素，134134CsCs、137137CsCs、131131I I和和6060CoCo等等 环境放射性监测方法有定期监测和连续监测。环境放射性监测方法有定期监测和连续监测。定期监定期监测测的一般步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放射的一般步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放

41、射性核素的测定；性核素的测定；连续监测连续监测是在现场安装放射性自动监测仪是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。器，实现采样、预处理和测定自动化。对环境样品进行放射性测量和对非放射性环境样品对环境样品进行放射性测量和对非放射性环境样品监测过程一样，也是经过：监测过程一样，也是经过：样品采集样品采集样品前处理和选择适宜方法样品前处理和选择适宜方法仪器测定仪器测定二、二、放射性监测方法放射性监测方法1 1、放射性沉降物的采集放射性沉降物的采集2 2、放射性气溶胶的采集放射性气溶胶的采集3 3、放射性水样的采集放射性水样的采集4 4、食品、生物样品的采集食品、生物样品的采集5

42、 5、土壤样品的采集土壤样品的采集 （一）样品采集（一）样品采集（二）（二）样品预处理样品预处理（三）（三）环境中放射性监测环境中放射性监测1 1、放射性沉降物的采集、放射性沉降物的采集 沉降物包括沉降物包括干沉降物和湿沉降物干沉降物和湿沉降物，主要来源于大气层核，主要来源于大气层核爆炸所产生的放射性尘埃，小部分来源于人工放射性微粒。爆炸所产生的放射性尘埃，小部分来源于人工放射性微粒。对于放射性对于放射性干沉降物样品干沉降物样品可用水盘法、粘纸法、高罐法可用水盘法、粘纸法、高罐法采集。采集。湿沉降物湿沉降物系指随雨系指随雨(雪雪)降落的沉降物，其采集方法除上降落的沉降物，其采集方法除上述方法外

43、，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器（离子交换树脂湿沉降物采集器离子交换树脂湿沉降物采集器）。）。（一）样品采集（一）样品采集2 2、放射性气溶胶的采集：、放射性气溶胶的采集：采采集集方方法法有有过过滤滤法法、沉沉积积法法、粘粘着着法法、撞撞击击法法和和向向心法等。心法等。滤滤料料阻阻留留采采样样法法简简单单，应应用用最最广广，其其原原理理与与大大气气中中颗颗粒粒物物的的采采集集相相同同。采采样样设设备备包包括括过过滤滤器器、过过滤滤材材料料、抽抽气气动动力力和和流流量量计计等等。采采样样时时抽抽气气流流速速约约为为100-20010

44、0-200升升/分分，气气溶溶胶胶被被阻阻挡挡在在滤滤布布或或特特制制微微孔孔滤滤膜膜上上。采采样样结结束束后后，将将过过滤滤材材料料取取下，进行样品源的制备与放射性测量。下，进行样品源的制备与放射性测量。3 3、放射性水样的采集：、放射性水样的采集：放射性水样的布点，采样原则与水质污染监测基本相放射性水样的布点，采样原则与水质污染监测基本相同。同。采集水样的工具可用普通清洁的、没有放射性污染的采集水样的工具可用普通清洁的、没有放射性污染的玻璃瓶采集样品。玻璃瓶采集样品。采集的水样应盛放于塑料瓶中，以减少放射性吸附；采集的水样应盛放于塑料瓶中，以减少放射性吸附；有时可加入烯酸或载体、络合剂等，

45、以防止放射性核素的有时可加入烯酸或载体、络合剂等，以防止放射性核素的损失。损失。采集的水样根据需要可供作各种放射性监测分析。采集的水样根据需要可供作各种放射性监测分析。4 4、食品、生物样品：、食品、生物样品：于收获季节在田地里布设的采样点位采集粮食的样品于收获季节在田地里布设的采样点位采集粮食的样品后混合；后混合；对已收获的粮食在存放处的上、中、下各层均匀采集对已收获的粮食在存放处的上、中、下各层均匀采集后混合。后混合。蔬菜应采集不同类型品种的样品。蔬菜应采集不同类型品种的样品。在核爆炸期间主要以采集叶菜为主。在核爆炸期间主要以采集叶菜为主。鱼、虾类应根据在水中分布情况，可分别采集各类样鱼、

46、虾类应根据在水中分布情况，可分别采集各类样品。品。样品采集后，去掉非食用部分，洗净，将表面水晾干，样品采集后，去掉非食用部分，洗净，将表面水晾干，称鲜重。然后切碎置于蒸发皿中，加热让其炭化，转入马称鲜重。然后切碎置于蒸发皿中，加热让其炭化，转入马福炉中于福炉中于400400500500灰化，冷却后称重。供测量使用。灰化，冷却后称重。供测量使用。5 5、土土壤壤：放放射射性性沉沉降降物物及及各各类类来来源源的的放放射射性性废废物物都都可可直直接接污污染土壤。染土壤。土土壤壤采采样样点点应应选选地地势势平平坦坦的的地地方方，在在一一定定范范围围内内布布设设的的采样点位采集样品。采样点位采集样品。采

47、样时取出采样时取出10101010平方厘米方块上垂直平方厘米方块上垂直1010厘米深的土壤。厘米深的土壤。采集的样品应置于无放射性污染的容器内。采集的样品应置于无放射性污染的容器内。将将样样品品晾晾干干（或或在在110110烘烘干干），除除去去杂杂物物，称称重重，将将样样品品混混合合均均匀匀，用用四四分分法法缩缩分分，然然后后将将土土样样在在马马福福炉炉中中于于500500灼烧两小时，冷却后，研碎、过筛，供各种测量使用。灼烧两小时，冷却后，研碎、过筛，供各种测量使用。1 1、目的：浓集对象核素、去除干扰核素、将样品的物理、目的：浓集对象核素、去除干扰核素、将样品的物理形态转换成易于进行放射性检

48、测的形态。形态转换成易于进行放射性检测的形态。2 2、方法：、方法：衰变法衰变法 共沉淀法共沉淀法 灰化法灰化法 电化学法电化学法 其它方法其它方法（有机溶剂溶解法、萃取法、离子交换法（有机溶剂溶解法、萃取法、离子交换法等）等）（二）样品预处理（二）样品预处理1衰变法衰变法样样品品放放置置一一段段时时间间，使使寿寿命命短短的的干干扰扰放放射射性性核核素素衰衰变变后后，再再对对样样品品进进行行放放射射性性测测量量。在在测测定定大大气气中中放放射射性性气气溶溶胶胶的的总总、放放射射性性时时常常用用这这种种方方法法，在在用用过过滤滤法法采采样样后后，放放置置4-54-5小小时时，以以使使短短寿寿命命

49、的的氡氡、钍钍子子体体蜕蜕变变殆殆尽。尽。2共沉淀法共沉淀法加加入入共共沉沉淀淀剂剂使使待待测测核核素素得得以以沉沉淀淀析析出出。此此法法具具有有简简便便、实实验验条条件件易易满满足足等等优优点点，在在某某些些情情况况下下还还能能直直接接提提供供固固态态样样品品源源，所所以以在在微微量量放放射射性性核核素素的的分分析析中中也也是是一一种种常常用用的的分分离离浓浓集集手手段段。居居里里夫夫妇妇发发现现一一系系列列天天然然放放射射性性元元素素便是运用这种技术。便是运用这种技术。用用一一般般化化学学沉沉淀淀法法分分离离环环境境样样品品中中的的微微量量放放射射性性核核素素时时，有有时时达达不不到到溶溶

50、度度积积，因因而而不不能能达达到到分分离离要要求求。为为此此，可加入毫克数量级惰性载体。可加入毫克数量级惰性载体。固固态态样样品品或或蒸蒸干干的的水水样样，可可放放入入瓷瓷坩坩埚埚内内，置置于于500500马马福福炉炉中中灰灰化化一一定定时时间间，冷冷却却后后称称量量灰灰重重，并并转转入入测测量量盘盘中中，均均匀匀铺铺样样后后检检测测其其放放射射性。性。3.灰化法灰化法4 4电化学法电化学法 通过电解的方法将放射性核素（如通过电解的方法将放射性核素（如AgAg、PbPb、BiBi等）等）沉积在阴极、或以氧化物（如沉积在阴极、或以氧化物（如PbPb、CoCo）的形式沉积在阳）的形式沉积在阳极上。