环境检测环境中放射性物质监测精选文档.ppt

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1、环境检测环境中放射性物质监测本讲稿第一页，共五十五页第一节第一节 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，能自发地改、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。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定、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，即动能的带电或不带电的粒子，即、和和射射线，这种现象称为放射性。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（原子核内质不稳定的同位素（原子核内质子数同，中子数不同）子数同，中子数不同）（一一）放放射射性性核

2、核衰衰变变本讲稿第二页，共五十五页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“天天然放射性然放射性”；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、放射放射性衰变类型、放射性活度和半衰期性活度和半衰期。本讲稿第三页，共五十五页1 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

3、）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本讲稿第四页，共五十五页1.1.衰变（衰变（4 4HeHe核核粒子）粒子）226226Ra Ra 222222Rn+Rn+4 4He He 226 226RaRa衰变有两种方式（分枝衰变衰变有两种方式（分枝衰变)：本讲稿第五页，共五十五页(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的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放射性活度A A的定义式是的定义式是 A=d N/d tA=d

4、N/d t式中：式中：A A放射性活度，单位放射性活度，单位BecquerelBecquerel，简称贝可，用符号，简称贝可，用符号BqBq表表示，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定量放内，处于该特定能态下的一定量放射性核素，发生自发核转变的核数目。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度，单比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活度，单位为位为Bq.gBq.g-1-1。本讲稿第六页，共五十五页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时间称为当放

5、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。不同。所以对一些所以对一些T T1/21/2长的核素，一旦发生核污染，要通过衰变令其自行消长的核素，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。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.

6、999.9所需所需 时时间？间？本讲稿第七页，共五十五页解：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)(lg 1/0.001)(lg 1/0.001)289(a)289(a)本讲稿第八页，共五十五页核反应：核反应：指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另一粒子的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。过程。进行核反应的方法主要

7、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)核反应核反应本讲稿第九页，共五十五页二、照射量和剂量二、照射量和剂量1 1、照照 射射 量量X X库仑每千克库仑每千克 /伦琴伦琴R R 2 2、吸收剂量吸收剂量D D戈瑞戈瑞 Gy/Gy/拉德拉德radrad3 3、剂量当量剂量当量H H希沃特希沃特SV/SV/雷姆雷姆remrem本讲稿第十页，共五十五页（一）照射量（一）照射量 表示表示或或射线在空气中产

8、生电离大小的物理量。射线在空气中产生电离大小的物理量。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，光子释放的所有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，形成的同电子（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。单位：库一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。单位：库伦伦/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。

9、照射量率：指单位时间内的照射量。本讲稿第十一页，共五十五页（二）（二）吸收剂量（吸收剂量（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的平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，是衡量电离辐射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。与物

10、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。本讲稿第十二页，共五十五页（三）剂量当量（三）剂量当量（三）剂量当量（三）剂量当量（H)H)H)H)希沃特希沃特希沃特希沃特SVSVSVSV 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等于吸收剂量与其他修等于吸收剂量与其他修正因数的乘积。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，不同电离辐射的为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射的Q Q值值列于表列于表8-18

11、-1。N N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本讲稿第十三页，共五十五页第二节第二节 环境中的放射性环境中的放射性一、一、环境中放射性的来源环境中放射性的来源二、二、放射性核素在环境中的分布放射性核素在环境中的分布三三 、对人体危害对人体危害本讲稿第十四页，共五十五页(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

12、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本讲稿第十五页，共五十五页（二）人为放射性污染的来源（二）人为放射性污染的来源1、核试验及航天事故 核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留0.33年2、核工业：核废弃物（核发电）3、工农业、医 学 和科研等部门 医学占人工污染源的904、放射性矿的开采和利

13、用本讲稿第十六页，共五十五页一、在土壤和岩石中的分布一、在土壤和岩石中的分布二、在水体中的分布二、在水体中的分布三、在大气中的分布三、在大气中的分布四、在室内空气中的分布四、在室内空气中的分布五、在动植物组织中的分布五、在动植物组织中的分布本讲稿第十七页，共五十五页（一（一 ）放射性物质进入人体途径）放射性物质进入人体途径 呼吸道人体肺，血液全身呼吸道人体肺，血液全身 消化道人体肝脏，血液，全身消化道人体肝脏，血液，全身 皮肤或粘膜人体可溶性物质易被皮肤吸收（伤口的皮肤或粘膜人体可溶性物质易被皮肤吸收（伤口的吸收率更较高）吸收率更较高）（三）剂量当量（三）剂量当量（三）剂量当量（三）剂量当量（

14、H)H)H)H)希沃特希沃特希沃特希沃特SVSVSVSV本讲稿第十八页，共五十五页本讲稿第十九页，共五十五页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，破坏统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，破坏组织中的大分子结构。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。（致死剂量、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）半致死剂量）3 3、损伤方式急性、慢性（远期效应

15、、躯体效、损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效 应、遗传效应）。应、遗传效应）。（二）放射性的危害（二）放射性的危害本讲稿第二十页，共五十五页第三节第三节 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本讲稿第二十一页，共五十五页第四节第四节 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、一、放射性测量实验室放射性测量实验室二、二、核辐射探测仪器的监测原理核辐射探测仪器的监测原理本讲稿第二十二页，共五十五页（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

16、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，通风马达应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；装在管道外，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，操作台面上要铺塑橱柜、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；料布；洗涤池和下水池最好不要有尖角，放水用足踏式龙头，下水道中尽量少用弯头和接头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。等。

17、一、一、放射性测量实验室放射性测量实验室本讲稿第二十三页，共五十五页 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。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：一方面要设计此类实验室时，特别要考虑到消除放射性本底问题：一方面要在了解其来源的基础上，采取措施，将其降到最小程度；另一方面，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。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，最好在恒温条电学仪器还需有良好接地和有效的电磁

18、屏蔽，最好在恒温条件下工作件下工作 。（二）放射性计测实验室（二）放射性计测实验室本讲稿第二十四页，共五十五页 核辐射剂量的监测需要用核辐射探测仪器。是基于射线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、电或热等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。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导体探半导体探测器测器等。等。二、二、放射性检测仪器放射性检测仪器本讲稿第二十五页，共五十五页原理：原理：如果核辐射被电离室中的气体吸收，该气体将发生电离。如果核辐

19、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荷进行测量的。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。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，适用于测量电离室是测量由电离作用而产生的电离电流，适用于测量强放射性；正比计数管和盖革强放射性；正比计数管和盖革弥勒计数管则是测量由每一入射粒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，从而对入射粒子逐个计数，子引起电离作用而产生的脉冲式电

20、压变化，从而对入射粒子逐个计数，这适合于测量弱放射性。这适合于测量弱放射性。（一）电离型检测器（一）电离型检测器本讲稿第二十六页，共五十五页原原理理：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产生生闪闪光光，然后用光电倍增管将闪光讯号放大、记录下来。，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

21、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的混混合合物物。此此外外，这种仪器还能测量照射量和吸收剂量。，这种仪器还能测量照射量和吸收剂量。（二）闪烁检测器（二）闪烁检测器本讲稿第二十七页，共五十五页原原理理：是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

22、较低低，所以该种探测器具有能量分辨率高且线性范围宽等优点。所以该种探测器具有能量分辨率高且线性范围宽等优点。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。半导体探测器是近年来迅速发展的一类新型核辐射探测仪器。半导体探测器是近年来迅速发展的一类新型核辐射探测仪器。（三）半导体检测器（三）半导体检测器本讲稿第二十八页，共五十五页第五节第五节 放射性监测放射性监测p 环境放射性监测的目的是为了掌握环境中的天然、人工放射环境放射性监测的目的是

23、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造成性核素的水平、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的辐射剂量情况.p 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：p(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。p(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。放射源强度、放射源强度、半衰期、射线种类及能量；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、环境和人体中放射性物质含量、放射性强度、

24、空间照射量或电离辐射剂量。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本讲稿第二十九页，共五十五页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作的的监监测；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外照照射的剂量监测；射的剂量监测；(3)(3)环环境境监监测测：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性核核素素以以及其它场所的监测。及其它场所的

25、监测。本讲稿第三十页，共五十五页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 本讲稿第三十一页，共五十五页 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。定期监测定期监测的一般的一般步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放射性核素的测定；步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放射性核素的测定；连续监测连续监测是在现场安装放射性自动监

26、测仪器，实现采样、预处理和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。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监测过程一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：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本讲稿第三十二页，共五十五页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 5、土壤样品的采集土壤样品的采集 （一）

27、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本讲稿第三十三页，共五十五页p1 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爆炸所，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。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、高罐法采集。可用水盘法、粘纸法、高罐法采集。湿沉降物湿沉降物系指随雨系指随雨(雪雪)降落的沉降物，其采集方法除上述方降落的沉降物，其采集方法除上述方法外，常用一

28、种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器（法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器（离子交离子交换树脂湿沉降物采集器换树脂湿沉降物采集器）。）。（一）样品采集（一）样品采集本讲稿第三十四页，共五十五页p2 2、放射性气溶胶的采集：、放射性气溶胶的采集：采集方法有过滤法、沉积法、粘着法、撞击法和向心法等。采集方法有过滤法、沉积法、粘着法、撞击法和向心法等。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

29、约约为为100-200100-200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下，进进行行样样品品源源的的制制备备与与放放射射性测量。性测量。本讲稿第三十五页，共五十五页p3 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同。放射性水样的布点，采样原则与水质污染监测基本相同。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。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；有采集的水样应盛放于塑料

30、瓶中，以减少放射性吸附；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。时可加入烯酸或载体、络合剂等，以防止放射性核素的损失。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。本讲稿第三十六页，共五十五页p 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后混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；合；对已收获的粮食在存放处的上、中、下各层均匀采集后混合。对已收获的粮食在存放处的上、中、下各层均匀采集后混合。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

31、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，可分别采集各类样品。鱼、虾类应根据在水中分布情况，可分别采集各类样品。样品采集后，去掉非食用部分，洗净，将表面水晾干，称鲜重。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，转入马福炉中于然后切碎置于蒸发皿中，加热让其炭化，转入马福炉中于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。本讲稿第三十七页，共五十五页p5 5、土壤：放射性沉降物及各类来源的放射性废物都可直接污染土壤。、土壤：放射性沉降物及各类来源的放射性废物都可直接污染土壤。土土壤壤采采

32、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采样样点点位位采采集样品。集样品。采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灼灼烧烧两两小小时时，冷冷却后，研碎、过筛，供各种测量使用。却后，研碎、过筛，供各种测量使用。本讲稿第三

33、十八页，共五十五页1 1、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、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测的形态。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、离子交换法等）（有机溶剂溶解法、萃取法、离子交换法等）（二）样品预处理（二）样品预处理本讲稿第三十九页，共五十五页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

34、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小时，以使短寿命的氡、钍子体蜕变殆尽。小时，以使短寿命的氡、钍子体蜕变殆尽。本讲稿第四十页，共五十五页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。居里夫妇发现一

35、系列天然放射性元素便是运用这种技术。居里夫妇发现一系列天然放射性元素便是运用这种技术。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，可可加加入入毫克数量级惰性载体。毫克数量级惰性载体。本讲稿第四十一页，共五十五页 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，并并转转入测量盘中，均匀铺样后检测其放射性。入测量盘中，均匀铺样后检测其放射性。3.

36、灰化法灰化法本讲稿第四十二页，共五十五页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）沉积在阴等）沉积在阴极、或以氧化物（如极、或以氧化物（如PbPb、CoCo）的形式沉积在阳极上。该法的优）的形式沉积在阳极上。该法的优点是分离纯度高。沉积在惰性金属片（或丝）电极上的沉积点是分离纯度高。沉积在惰性金属片（或丝）电极上的沉积物可直接（或做成样品源）进行放射性测量。物可直接（或做成样品源）进行放射性测量。本讲稿第四十三页，共五十五页1有机溶剂溶解法有机溶剂溶解法：用适宜的有机溶剂处理固态样品如飘尘、：用适宜的有机溶剂处理固态样品

37、如飘尘、土壤、沉积物、生物样等，使其中所含待测核素得以溶解浸土壤、沉积物、生物样等，使其中所含待测核素得以溶解浸出，浸出液可转入测量盘中，用红外灯烘干后进行放射性测出，浸出液可转入测量盘中，用红外灯烘干后进行放射性测量。量。5.5.其它方法其它方法1 1有机溶剂溶解法有机溶剂溶解法2 2溶剂萃取法溶剂萃取法3 3离子交换法离子交换法本讲稿第四十四页，共五十五页2 2溶剂萃取法溶剂萃取法 早早期期是是应应核核武武器器制制造造需需要要而而迅迅速速发发展展起起来来的的一一门门专专用用技技术术，对对于于环环境境样样品品来来说说，它它也也是是分分离离极极微微量量放放射射性性核核素素的的最最常常用用方方法

38、法之之一一。该方法的特点是达到相平衡所需时间短、分离浓集效率高。该方法的特点是达到相平衡所需时间短、分离浓集效率高。例例如如，对对第第一一颗颗钚钚原原子子弹弹爆爆炸炸地地日日本本长长崎崎地地区区周周围围土土壤壤及及太太平平洋洋海海水水样样品品中中钚钚的的测测定定，曾曾采采用用三三辛辛胺胺-硝硝酸酸盐盐体体系系的的溶溶剂剂萃取法作为分离手段萃取法作为分离手段。本讲稿第四十五页，共五十五页3 3离子交换法离子交换法 是是目目前前最最重重要要和和应应用用最最广广泛泛的的放放射射化化学学分分离离法法之之一一，可可用用于于分分离离几几乎乎所所有有的的无无机机离离子子和和许许多多结结构构复复杂杂的的有有机

39、机化化合合物物，还还特特别别适适用用于于同同族族元元素分离和超微量组分的分离。素分离和超微量组分的分离。例例天天然然水水中中铀铀、钍钍分分离离：取取1 1升升天天然然水水（或或矿矿井井水水）水水样样，用用柠柠檬檬酸酸酸酸化化、过过滤滤后后，再再加加入入一一定定数数量量柠柠檬檬酸酸钠钠和和抗抗坏坏血血酸酸使使溶溶液液pH=3pH=3，再再将将此此水水样样通通过过阴阴离离子子交交换换柱柱（柱柱内内装装载载4gDowexl84gDowexl8柠柠檬檬酸酸型型的的树树脂脂），水水样样中中所所含含铀铀和和钍钍与与柠柠檬檬素素络络合合而而被被树树脂脂吸吸附附，然然后后以以8mol/L 8mol/L HCL

40、HCL洗脱钍（续）洗脱钍（续）本讲稿第四十六页，共五十五页 （续续）为为了了将将洗洗脱脱液液中中对对测测定定钍钍有有干干扰扰的的杂杂质质进进一一步步除除去去，用用8mol/L 8mol/L HNOHNO3 3处处理理该该洗洗脱脱液液将将其其转转化化为为络络阴阴离离子子后后，再再流流过过另另一一根根阴阴离离子子交交换换柱柱（柱柱内内装装载载2gDowexl82gDowexl8硝硝酸酸根根型型的的树树脂脂），柱柱经经用用8mol/L 8mol/L HNOHNO3 3洗洗涤涤后后，用用6mol/L 6mol/L HClHCl作作洗洗脱脱液液，将将吸吸附附在在柱柱上上的的钍钍洗洗脱脱下下来来。对对已已

41、经经洗洗脱脱钍钍之之后后的的交交换换柱柱，用用体体积积比比为为1 1：8 8：1 1的的甲甲基基异异丁丁基基酮酮、丙丙酮酮和和1mol/L1mol/L盐盐酸酸洗洗脱脱铀铀。对对经经以以上上步步骤骤所所得得的的含含铀铀洗洗脱脱液液和和含含钍钍洗洗脱脱液液作作进进一一步步化化学学处处理后，用偶氮胂理后，用偶氮胂分光光度法测定钍；用荧光法测定铀。分光光度法测定钍；用荧光法测定铀。本讲稿第四十七页，共五十五页（三）环境中放射性监测（三）环境中放射性监测1.1.水样总水样总放射性活度的测定放射性活度的测定2.2.水样总水样总放射性活度测量放射性活度测量 3.3.空空气中氡的测定气中氡的测定4.4.空气中

42、氚（空气中氚（3 3H H）的放射性测定）的放射性测定5.5.各种形态的碘各种形态的碘-131131的测定的测定6.6.土壤中总土壤中总、放射性活度的测量放射性活度的测量本讲稿第四十八页，共五十五页1.1.水样总水样总放射性活度的测定放射性活度的测定 水水中中常常见见辐辐射射粒粒子子的的核核素素有有RaRa、RnRn及及其其衰衰变变产产物物等等。一一般般情情况况下下，水水样样总总放放射射性性浓浓度度是是0.1Bq/L0.1Bq/L，超超过过此此值值，即即应应进进行行总总放射性活度的测量。放射性活度的测量。测测定定水水样样总总放放射射性性活活度度的的作作法法如如下下：取取一一定定量量水水样样，过

43、过滤滤，滤滤液液加加硫硫酸酸酸酸化化，蒸蒸干干，在在低低于于350350温温度度下下灰灰化化。灰灰分分移移入入测测量量盘盘中中，铺铺匀匀成成薄薄层层，用用闪闪烁烁探探测测器器测测量量。在在测测量量样样品品之之前前，先先测测量量空空测测量量盘盘的的本本底底值值和和已已知知活活度度的的标标准准样样品品（标标准准源源），以以确确定定探探测测器器的的计计数数效效率率，计计算算样样品品源源的的相相对对放放射射性性活活度度，即比放射性活度。即比放射性活度。本讲稿第四十九页，共五十五页2.2.水样总水样总放射性活度测量放射性活度测量 水水中中的的射射线线常常来来自自K K、SrSr、I I等等核核素素的的衰

44、衰变变，一一般般认认为为安安全全水水平平为为1Bq/L1Bq/L。水水样样总总放放射射性性活活度度测测量量步步骤骤基基本本与与测测量量总总放放射射性性活活度度相相同同，但但检检测测器器用用低低本本底底的的盖盖革革计计数数管管，且且以含以含K K的化合物作标准源。的化合物作标准源。本讲稿第五十页，共五十五页3 3大气、水体中氡的测定大气、水体中氡的测定 氡氡是是一一种种天天然然产产生生的的放放射射性性气气体体，来来源源于于自自然然界界中中铀铀的的放放射射性性衰衰变变，它它本本身身会会发发生生天天然然衰衰变变并并产产生生具具有有放放射射性性的的衰衰变变产产物物。受受到氡和氡衰变产物的照射会使患肺癌

45、的危险性增加。到氡和氡衰变产物的照射会使患肺癌的危险性增加。氡氡与与空空气气作作用用时时，能能使使空空气气电电离离，因因而而可可用用电电离离型型探探测测器器通通过过测测量量电电离离电电流流测测定定其其浓浓度度，测测量量时时可可采采用用活活性性炭炭吸吸附附法法浓浓缩缩样样品品中中的的氡氡；水水体体中中氡氡的的测测定定也也可可用用闪闪烁烁探探测测器器通通过过测测量量由由氡氡及及其其子子体体衰衰变变时所放出的时所放出的粒子测定其浓度。粒子测定其浓度。本讲稿第五十一页，共五十五页4 4、空气中氚（、空气中氚（3 3H H）的放射性测定）的放射性测定 3 3H H主要存在形态是主要存在形态是HTOHTO

46、，也有少量以，也有少量以HTHT形态存在，可用硅胶形态存在，可用硅胶吸附或冷凝的方法，将吸附或冷凝的方法，将HT0HT0以氚水形态分离出，再用液体闪烁技以氚水形态分离出，再用液体闪烁技术测定其放射性活度。也可以将气样经过滤除去气溶胶粒子后，术测定其放射性活度。也可以将气样经过滤除去气溶胶粒子后，引入电流电离室或正比计数管测定。测定空气中的引入电流电离室或正比计数管测定。测定空气中的HTHT和以蒸气状态和以蒸气状态存在的有机氚化合物时，可将它们氧化成存在的有机氚化合物时，可将它们氧化成HT0HT0后，再用上述方法测后，再用上述方法测定。定。本讲稿第五十二页，共五十五页5 5各种形态的碘各种形态的

47、碘-131-131的测定的测定 131131I I 是裂变产物之一，它的裂变产额较高，半衰期较短，可是裂变产物之一，它的裂变产额较高，半衰期较短，可作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整状态的环境监测指标，作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整状态的环境监测指标，也可以作为核爆炸后有无新鲜裂变产物的信号。也可以作为核爆炸后有无新鲜裂变产物的信号。大气沉降物、液态或固态动植物样品中的大气沉降物、液态或固态动植物样品中的131131I I呈各种化学呈各种化学形态和状态，收集各种形态的含形态和状态，收集各种形态的含131131I I样品后，可用四氯化碳样品后，可用四氯化碳萃取法制得样品源，然后放于测

48、量盘中测萃取法制得样品源，然后放于测量盘中测计数。对例行大计数。对例行大气环境监测，可在低流速下连续采样一周或一周以上，然后用气环境监测，可在低流速下连续采样一周或一周以上，然后用谱仪定量测定各种化学形态的谱仪定量测定各种化学形态的131131I I。本讲稿第五十三页，共五十五页6.6.土壤中总土壤中总、放射性活度的测量放射性活度的测量 采采集集4-54-5份份表表土土，除除去去杂杂物物，晾晾干干（或或烘烘干干），压压碎碎，缩缩分分，直直至至剩剩200-300g200-300g土土样样，再再于于500500灼灼烧烧，冷冷却却后后研研细细、过过筛筛备备用用。称称取取适适量量上上述述土土样样于于测

49、测量量盘盘中中，铺铺匀匀，用用相相应应的的探探测测器器分分别别测测量量和和比比放放射射性性活活度度（测测放放射射性性的的样样品品层层应应厚厚于于测测放射性的样品层）。放射性的样品层）。本讲稿第五十四页，共五十五页复习题和习题复习题和习题1 1放射性衰变有哪几种形式放射性衰变有哪几种形式?各有什么特征各有什么特征?2 2什么是放射性活度，半衰期、照射量和剂量什么是放射性活度，半衰期、照射量和剂量?它们的单它们的单位及其物理意义是什么位及其物理意义是什么?3 3造成环境放射性污染的原因有哪些造成环境放射性污染的原因有哪些?放射性污染对人体产生哪放射性污染对人体产生哪些危害作用些危害作用?4 4常用于测量放射性的检测器有哪几种常用于测量放射性的检测器有哪几种?5 5计算题计算题教材习题（教材习题（4 4、6 6题）题）本讲稿第五十五页，共五十五页