《環(huán)境監(jiān)測教學(xué)第八章環(huán)境中放射性污染監(jiān)測》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《環(huán)境監(jiān)測教學(xué)第八章環(huán)境中放射性污染監(jiān)測（40頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 （ 二 ） 放 射 性 衰 變 的 類 型 （ 三 ） 放 射 性 活 度 和 半 衰 期 （ 四 ） 核 反 應(yīng) mQX dd （ 二 ） 吸 收 劑 量 它 是 表 示 在 電 離 輻 射 與 物 質(zhì) 發(fā) 生 相 互 作 用 時單 位 質(zhì) 量 的 物 質(zhì) 吸 收 電 離 輻 射 能 量 大 小 的 物 理 量 。其 定 義 用 下 式 表 示 ： 式 中 ： D吸 收 劑 量 ， SI單 位 為 J/kg， 單 位 的 專 門 名 稱 為戈 瑞 ， 簡 稱 戈 ， 用 符 號 Gy表 示 ； 電 離 輻 射 給 予 質(zhì) 量 為 dm的 物 質(zhì) 的 平 均 能 量 。 mED DddDEd

2、 （ 三 ） 劑 量 當(dāng) 量 劑 量 當(dāng) 量 （ H） 定 義 為 ： 在 生 物 機(jī) 體 組 織 內(nèi)所 考 慮 的 一 個 體 積 單 元 上 吸 收 劑 量 、 品 質(zhì) 因 數(shù) 和所 有 修 正 因 素 的 乘 積 ， 即H=DQN 式 中 ： D吸 收 劑 量 ， Gy； Q品 質(zhì) 因 素 ， 其 值 決 定 于 導(dǎo) 致 電 離 粒子 的 初 始 動 能 、 種 類 及 照 射 類 型 等 （ 見 表 8.1） ； N所 有 其 他 修 正 因 素 的 乘 積 。 照射類型射線種類品質(zhì)因素外照射x、e 1熱中子及能量小于0.005MeV的中能中子3中能中子（0.02MeV）5中能中子（0

3、.1MeV）8快中子（0.510MeV）10重反沖核20內(nèi)照射 、+、e、x 1 10裂變碎片、發(fā)射中的反沖核20 第 二 節(jié) 環(huán) 境 中 的 放 射 性一 、 環(huán) 境 中 放 射 性 的 來 源 天 然 放 射 性 核 素 環(huán) 境 中 的 放 射 性 人 為 放 射 性 核 素 （ 一 ） 天 然 放 射 性 核 素1. 宇 宙 射 線 及 其 引 生 的 放 射 性 核 素 2. 天 然 系 列 放 射 性 核 素 3. 自 然 界 中 單 獨 存 在 的 核 素（ 二 ） 人 為 放 射 性 核 素1. 核 試 驗 及 航 天 事 故2. 核 工 業(yè)3. 工 農(nóng) 業(yè) 、 醫(yī) 學(xué) 、 科

4、研 等 部 門 的 排 放 廢 物4. 放 射 性 礦 的 開 采 和 利 用 表 8.2 土 壤 、 巖 石 中 天 然 放 射 性 核 素 的 含 量 單 位 ： Bq/g核 素 土 壤 巖 石40K 2.96 10-2 8.88 10-2 8.14 10-2 8.14 10-1226Ra 3.7 10-3 7.03 10-2 1.48 10-2 4.81 10-2232Th 7.4 10-4 5.55 10-2 3.7 10-3 4.81 10-2238U 1.11 10-3 2.22 10-2 1.48 10-2 4.81 10-2 （ 二 ） 在 水 體 中 的 分 布表 8.3 各

5、 類 淡 水 中 226Ra及 其 子 代 產(chǎn) 物 的 含 量 單 位 ： Bq/L核 素 礦 泉 及 深 水 井 地 下 水 地 面 水 雨 水226Ra222Rn 210Pb210Po 3.7 10-2 3.7 10-13.7 102 3.7 1033.7 10-3 7.4 10-4 3.7 10-23.7 373.7 10-3 3.7 10-4 3.7 10-23.7 10-11.85 10-2 3.7 10 3.7 1031.85 10-2 1.11 10-1 1.85 10-2 （ 三 ） 在 大 氣 中 的 分 布 大 多 數(shù) 放 射 性 核 素 均 可 出 現(xiàn) 在 大 氣 中 ，

6、 但 主 要是 氡 的 同 位 素 （ 特 別 是 222Rn） ， 它 是 鐳 的 衰 變 產(chǎn)物 ， 能 從 含 鐳 的 巖 石 、 土 壤 、 水 體 和 建 筑 材 料 中 逸散 到 大 氣 ， 其 衰 變 產(chǎn) 物 是 金 屬 元 素 ， 極 易 附 著 于 氣溶 膠 顆 粒 上 。 （ 四 ） 在 動 植 物 組 織 中 的 分 布 任 何 動 植 物 組 織 中 都 含 有 一 些 天 然 放 射 性 核素 ， 主 要 有 40K、 226Ra、 14C、 210Pb和 210Po等 ， 其 含量 與 這 些 核 素 參 與 環(huán) 境 和 生 物 體 之 間 發(fā) 生 的 物 質(zhì) 交換

7、過 程 有 關(guān) ， 如 植 物 與 土 壤 、 水 、 肥 料 中 的 核 素 含量 有 關(guān) ； 動 物 與 飼 料 、 飲 水 中 的 核 素 含 量 有 關(guān) 。 三 、 放 射 性 污 染 的 危 害 通 常 ， 每 人 每 年 從 環(huán) 境 中 受 到 的 放 射 性 輻 射 總劑 量 不 超 過 2毫 希 沃 特 。 其 中 ， 天 然 放 射 性 本 底 輻 射占 50 以 上 ， 其 余 是 人 為 放 射 性 污 染 引 起 的 輻 射 。放 射 性 元 素 鈾 （ 238U、 235U、 234U） 、 釷 （ 232Th） 、鐳 （ 226Ra） 、 氡 （ 222Rn） 和

8、鉀 （ 40K） 對 人 體 的 輻 射傷 害 特 征 見 表 8.4所 示 。表 8.4 天 然 放 射 性 核 素 的 主 要 輻 射 特 征放 射 性 核 素 對 人 體 傷 害 類 型 射 線 能 量 / kev 238U 外 照 射 傷 害 186232Th 外 照 射 傷 害 238226Ra 內(nèi) 照 射 傷 害 、 外 照 射 傷 害 352.840K 外 照 射 傷 害 1460 第 三 節(jié) 放 射 性 輻 射 防 護(hù) 標(biāo) 準(zhǔn)一 、 我 國 輻 射 防 護(hù) 規(guī) 定 (G B870388 )中的 部 分 規(guī) 定（ 一 ） 職 業(yè) 性 放 射 性 工 作 人 員 和 居 民 每 年

9、 限 制 劑 量 當(dāng) 量（ 二 ） 露 天 水 源 中 限 制 濃 度 和 放 射 性 工 作 場 所 空 氣 中 最 大 容 許 濃 度 表 8.5 工 作 人 員 、 居 民 年 最 大 容 許 劑 量 當(dāng) 量注 ： 表 內(nèi) 所 列 數(shù) 值 均 指 內(nèi) 、 外 照 射 的 總 劑 量 當(dāng) 量 ， 不 包 括 天 然 本 底 照射 和 醫(yī) 療 照 射 。 16歲 以 下 人 員 甲 狀 腺 的 限 制 劑 量 當(dāng) 量 為 1.5 10 -2Sv/a。 受照射部位職業(yè)性放射性工作人員的年最大容許劑量當(dāng)量/Sv放射性工作場所、相鄰及附近地區(qū)工作人員和居民的年最大容許劑量當(dāng)量/Sv廣大居民年最大容

10、許劑量當(dāng)量/Sv器官分類器官名稱第一類全身、性腺、紅骨髓、眼晶體5102 5103 5104第二類皮膚、骨、甲狀腺3.0101 3102 1102第三類手、前臂、足踝7.5101 7.5102 2.5102第四類其他器官1.5101 1.5102 5103 注 ： 露 天 水 源 的 限 制 濃 度 值是 為 廣 大 居 民 規(guī) 定 的 ， 其 他 人員 也 適 用 此 標(biāo) 準(zhǔn) ； 放 射 性 工作 場 所 空 氣 中 的 最 大 容 許 濃 度值 為 職 業(yè) 放 射 性 工 作 人 員 規(guī) 定的 ， 工 作 時 間 每 周 按 40h計 算 ； 礦 井 下 222Rn的 最 大 容 許 濃

11、度為 3.7Bq/L。 但 222Rn子 體 或220Rn子 體 的 潛 能 值 不 得 大 于4 104MeV/L。放 射 性 同 位 素 露 天 水 源 中 限 制濃 度 / (BqL-1) 放 射 性 工 作 場 所 空 氣 中 最大 容 許 濃 度 / (BqL-1)名 稱 符 號氚鈹碳硫磷氬鉀鐵鈷鎳鋅氪鍶碘氙銫氡鐳鈾釷 3H7Be14C35S32P41Ar42K55Fe60Co59Ni65Zn85Kr90Sr131I131Xe137Cs220Rn222Rn226Ra 235U232Th 1.1 1041.9 1043.7 1032.6 1021.9 1022.2 1027.4 103

12、3.7 1021.1 1033.7 10 22.62.2 103.7 101.13.7 103.7 10 -1 1.9 1023.7 101.5 1021.1 102.67.4 103.73.3 103.3 10-11.9 102.23.7 10 23.7 10-23.3 10-13.7 1023.7 10-11.1 101.11.1 10-33.7 10-37.4 10-3 放 射 性 同 位 素 在 放 射 性 工 作 場 所 以 外 地 區(qū) 空 氣中 的 限 制 濃 度 ， 按 表 8.6放 射 性 工 作 場 所 空 氣 中 的 最大 容 許 濃 度 乘 以 表 8.7所 列 比 值

13、控 制 計 算 。表 8.7 比 值 控 制 放射性同位素比 值放射性工作場所相鄰及附近地區(qū)廣大居民區(qū)3H、35S、41Ar、85Kr、131Xe 1/30 1/30014C、55Fe、59Ni、65Zn、90Sr、226Ra 1/30 1/200其它同位素1/30 1/100 表 8.8 國 際 放 射 委 員 會 建 議 的 個 人 劑 量 限 值人 員 類 別 基 本 極 限 值 /(mSva 1)職 業(yè) 性 個 人 非 隨 機(jī) 效 應(yīng) 眼 晶 體 150其 他 組 織 500隨 機(jī) 效 應(yīng) 全 身 均 勻 照 射 50全 身 均 勻 照 射 50不 均 勻 照 射 50公 眾 個 人

14、非 隨 機(jī) 效 應(yīng) 任 何 組 織 50隨 機(jī) 效 應(yīng) 全 身 均 勻 照 射 50不 均 勻 照 射 50 群 體 不 作 規(guī) 定 一 、 放 射 性 測 量 實 驗 室 （ 一 ） 放 射 化 學(xué) 實 驗 室 （ 二 ） 放 射 性 計 測 實 驗 室 二 、 放 射 性 檢 測 儀 器 （ 一 ） 電 離 型 檢 測 器 （ 二 ） 閃 爍 檢 測 器 （ 三 ） 半 導(dǎo) 體 檢 測 器 表 8.9 各 種 常 用 放 射 性 檢 測 器閃爍檢測器 蓋 革 計 數(shù) 器 射線種類檢測器特 點閃爍檢測器檢測靈敏度低，探測面積大正比計數(shù)器檢測效率高，技術(shù)要求高半導(dǎo)體檢測器本底小，靈敏度高，探測

15、面積小電流電離室測較大放射性活度正比計數(shù)器檢測效率較高，裝置體積較大蓋革計數(shù)器檢測效率較高，裝置體積較大閃爍檢測器檢測效率較低，本底小半導(dǎo)體檢測器探測面積小，裝置體積小閃爍檢測器檢測效率高，能量分辨能力強(qiáng) 半導(dǎo)體檢測器能量分辨能力強(qiáng)，裝置體積小 （ 一 ） 電 離 型 檢 測 器 （ 二 ） 閃 爍 檢 測 器 圖 8.7 閃 爍 檢 測 器 測 量 裝 置 示 意 圖 1.閃 爍 體 ； 2.光 電 倍 增 管 ； 3.前 置 放 大 器 ； 5.脈 沖 幅 度 分 析 器 ；6.定 標(biāo) 器 ； 7.高 壓 電 源 ； 8.光 導(dǎo) 材 料 ； 9.暗 盒 ； 10.反 光 材 料 閃 爍 檢

16、 測 器 是 利 用 射 線 與 物 質(zhì) 作 用 發(fā) 生 閃 光 的儀 器 。 圖 8.7是 這 種 檢 測 器 測 量 裝 置 的 工 作 原 理 。 閃 爍 體 的 材 料 可 用 ZnS， NaI， 蒽 、 芪 等 無 機(jī) 和有 機(jī) 物 質(zhì) ， 其 性 能 列 于 表 8.10中 。表 8.10 主 要 閃 爍 材 料 性 能注 ： Ag、 Tl是 激 活 劑 。物 質(zhì) 密 度/ (gcm-3) 最 大 發(fā) 光 波 長/nm 對 射 線 的 相 對脈 沖 高 度 閃 光 持 續(xù) 時 間/10-8sZn(Ag)粉 NaI(Tl) 蒽芪液 體 閃 爍 液塑 料 閃 爍 液 4.103.671

17、.251.150.861.06 450420440410350450350450 2002101006040602848 4103030.40.80.20.80.30.5 （ 三 ） 半 導(dǎo) 體 檢 測 器 半 導(dǎo) 體 檢 測 器 的 工 作 原 理 與 電 離 型 檢 測 器 相似 ， 但 其 檢 測 元 件 是 固 態(tài) 半 導(dǎo) 體 。 其 工 作 原 理 如圖 8.8所 示 。 n, p半 導(dǎo) 體 的 n極 和 p極 ； RH電 阻 。 1.現(xiàn) 場 監(jiān) 測 對 放 射 性 物 質(zhì) 生 產(chǎn) 或 應(yīng) 用 單 位 內(nèi) 部 工 作 區(qū) 域的 監(jiān) 測 。 2.個 人 劑 量 監(jiān) 測 對 放 射 性

18、專 業(yè) 工 作 人 員 或 公 眾 進(jìn) 行 的 內(nèi) 照 射和 外 照 射 的 劑 量 監(jiān) 測 。 3.環(huán) 境 監(jiān) 測 對 放 射 性 生 產(chǎn) 和 應(yīng) 用 單 位 外 部 環(huán) 境 （ 包 括 空氣 、 水 體 、 土 壤 、 生 物 、 固 體 廢 物 等 ） 的 監(jiān) 測 。 1. 放 射 性 核 素 即 239Pu、 226Ra、 224Ra、 222Rn、 210Po、 222Th、 234U和 235U。 2. 放 射 性 核 素 即 3H、 90Sr、 89Sr、 134Cs、 137Cs、 131I和 60Co。（ 二 ） 按 主 要 測 定 的 放 射 性 核 素 分（ 三 ） 對

19、放 射 性 核 素 具 體 測 量 的 內(nèi) 容 分 放 射 源 強(qiáng) 度 ， 半 衰 期 ， 射 線 種 類 及 能 量 ； 環(huán) 境和 人 體 中 放 射 性 物 質(zhì) 含 量 、 放 射 性 強(qiáng) 度 、 空 間 照 射量 或 電 離 輻 射 劑 量 。 三 、 放 射 性 監(jiān) 測 方 法 定 期 監(jiān) 測 ： 采 樣 、 樣 品 預(yù) 處 理 、 樣 品 總 放 射 性或 放 射 性 核 素 測 定 。 連 續(xù) 監(jiān) 測 ： 在 現(xiàn) 場 安 裝 放 射 性 自 動 監(jiān) 測 儀 器 ，實 現(xiàn) 采 樣 、 預(yù) 處 理 和 測 定 自 動 化 。 基 本 步 驟 ： 樣 品 采 集 ， 樣 品 前 處 理

20、， 選 擇 適 宜方 法 、 儀 器 測 定 。 （ 一 ） 樣 品 采 集 1.放 射 性 沉 降 物 的 采 集 沉 降 物 包 括 干 沉 降 物 和 濕 沉 降物 。 放 射 性 干 沉 降 物 樣 品 可 用 水 盤法 、 黏 紙 法 、 高 罐 法 采 集 。 濕 沉 降 物 常 用 一 種 能 同 時 對 雨水 中 核 素 進(jìn) 行 濃 集 的 采 樣 器 ， 如 圖8.9所 示 。 圖 8.9 離 子 交 換 樹 脂濕 沉 降 物 采 集 器 示 意 圖 1.漏 斗 蓋 ； 2.漏 斗 ； 3.離 子 交 換 柱 ；4.濾 紙 漿 ； 5.陽 離 子 交 換 樹 脂 ；6.陰 離

21、 子 交 換 樹 脂 2. 放 射 性 氣 溶 膠 的 采 集 放 射 性 氣 溶 膠 包 括 核 爆 炸 產(chǎn) 生 的 裂 變 產(chǎn) 物 ， 各種 來 源 于 人 工 放 射 性 物 質(zhì) 以 及 氡 、 釷 射 氣 的 衰 變 子體 等 天 然 放 射 性 物 質(zhì) 。 這 種 樣 品 的 采 集 常 用 濾 料 阻留 采 樣 法 ， 其 原 理 與 大 氣 中 顆 粒 物 的 采 集 相 同 。 3. 其 他 類 型 樣 品 的 采 集 水 體 、 土 壤 、 生 物 樣 品 的 采 集 、 制 備 和 保 存 方法 與 非 放 射 性 樣 品 所 用 的 方 法 大 致 相 同 。 （ 二 ）

22、 樣 品 預(yù) 處 理 預(yù) 處 理 目 的 ： 將 樣 品 處 理 成 適 于 測 量 的 狀 態(tài) ，將 樣 品 的 欲 測 核 素 轉(zhuǎn) 變 成 適 于 測 量 的 形 態(tài) 并 進(jìn) 行濃 集 ， 以 及 去 除 干 擾 核 素 。 常 用 的 樣 品 預(yù) 處 理 方 法 ：衰 變 法 有 機(jī) 溶 劑 溶 解 法蒸 餾 法 灰 化 法溶 劑 萃 取 法 離 子 交 換 法共 沉 淀 法 電 化 學(xué) 法 （ 三 ） 環(huán) 境 中 放 射 性 監(jiān) 測 1. 水 樣 的 總 放 射 性 活 度 的 測 定 水 體 中 常 見 的 輻 射 粒 子 的 核 素 有 226Ra、 222Rn及 其 衰 變 產(chǎn)

23、物 。 目 前 公 認(rèn) 的 水 樣 總 放 射 性 濃 度 是0.1Bq/L， 當(dāng) 大 于 此 值 時 ， 就 應(yīng) 對 放 射 粒 子 的 核 素進(jìn) 行 鑒 定 和 測 量 ， 確 定 主 要 的 放 射 性 核 素 ， 判 斷 水質(zhì) 污 染 情 況 。 2. 水 樣 的 總 放 射 性 活 度 測 定 水 樣 總 放 射 性 活 度 測 量 步 驟 基 本 上 與 總 放射 性 活 度 測 定 相 同 ， 但 檢 測 器 用 低 本 底 的 蓋 革 計 數(shù)管 ， 且 以 含 40K的 化 合 物 作 標(biāo) 準(zhǔn) 源 。 3. 土 壤 中 總 、 放 射 性 活 度 的 測 定 4. 大 氣 中

24、氡 的 測 定 222Rn是 226Ra的 衰 變 產(chǎn) 物 ， 為 一 種 放 射 性 惰性 氣 體 。 它 與 空 氣 作 用 時 ， 能 使 之 電 離 ， 因 而 可用 電 離 型 探 測 器 通 過 測 量 電 離 電 流 測 定 其 濃 度 ；也 可 用 閃 爍 探 測 器 記 錄 由 氡 衰 變 時 所 放 出 的 粒子 來 計 算 其 含 量 。 5.大 氣 中 各 種 形 態(tài) 131I的 測 定 碘 的 同 位 素 很 多 ， 除 127I是天 然 存 在 的 穩(wěn) 定 同 位 素 外 ， 其 余都 是 放 射 性 同 位 素 。 131I是 裂 變產(chǎn) 物 之 一 ， 它 的 裂 變 產(chǎn) 額 較 高 ，半 衰 期 較 短 ， 可 作 為 反 應(yīng) 堆 中核 燃 料 元 件 包 殼 是 否 保 持 完 整狀 態(tài) 的 環(huán) 境 監(jiān) 測 指 標(biāo) ， 也 可 以作 為 核 爆 炸 后 有 無 新 鮮 裂 變 產(chǎn)物 的 信 號 。 圖 8.10 各 種 形 態(tài) 碘 的 采 樣 器