浅谈电离辐射环境监测方法的研究

王建超 陈杰 钟耕辉 周海强 董涛

摘 要：随着社会经济不断发展，核技术应用不断发展壮大，对辐射环境质量造成了一定的影响，公众以及社会对辐射环境提出了更高的要求，处于这种环境下，辐射环境监测也愈显重要，本文是对电离辐射环境监测方法进行了重点分析和研究。

关键词：电离辐射；环境监测；物理方法

引言

辐射是不以人的意志为转移的客观事物。在我们赖以生存的环境中，辐射无处不在。按照辐射作用于物质时所产生的效应不同，人们将辐射分为电离辐射与非电离辐射两类。电离辐射包括宇宙射线、X射线和来自放射性物质的辐射，是指携带足以使物质原子或分子中的电子成为自由态，从而使这些原子或分子发生电离现象的能量的辐射，其所产生的电离会作用于生物机体造成一定的损坏。为此，对于环境之中的电离辐射进行有效的监测可谓是十分的重要。电离辐射环境监测方法包含较多，主要是对环境本底、样品以及辐射工作场进行测量与分析。

1、电离辐射环境外照射测量

人类主要接收来自于自然界的天然辐射，它來源于太阳，宇宙射线和在地壳中存在的放射性核素铀系、钍系、40K以及从自然界溢出的氡。人工辐射主要来源于石油勘探、工业分析与检测、医学诊断与治疗、农业选种育种和科学研究等多种行业所使用的放射源及射线装置。电离辐射产生的α、β、γ、X射线以及中子辐射一般情况下都是能够使用探测设备直接进行测量的。

1.1测量γ辐射空气吸收剂量率

进行这一测量的主要目的就是为了能够得到辐射环境相关资料，同时对其有可能会对环境造成的污染进行有效的监测。测量γ辐射空气吸收剂量率所使用仪表主要有三种类型，其分别是高气压电离室型、计数管型与闪烁体型，而这三种类型优缺点也存在不同。其中，高压电离室的特征就是具备较为持久的稳定性、灵敏度较高、影响较强、能量相应也较为良好，尤其是对于宇宙射线以及γ射线电离成分剂量响应可谓是十分的接近；闪烁体剂量率仪优点是灵敏度高、特性较好、便于携带，但是其对于宇宙射线的响应通常都需要依赖于其它仪表来进行修正，并且还会在使用过程中受到一定温度环境的影响；计数管型γ射线剂量率仪的优点是稳定性较好、脉冲输出信号大、功耗低、温度适应性较强为主，在实际应用过程中会借助于能力补偿技术来对能量响应特性进行有效改善，但是这一种仪器在使用过程中，对于γ射线计数效率和宇宙射线高能带电粒子相差较大。由此可见，在实际选择测量设备的时候还是要结合实际情况来进行合理的分析。

1.2测量辐射环境γ外照射累积剂量

开展这一测量工作，其主要的目的就是通过对环境或辐射工作人员某一段时间内所吸收辐射剂量总和进行分析和评价。一般情况下在对环境累积剂量进行测量的时候，大多会使用热释光剂量计来进行测量，探测元件在辐射场中，能够将所接受的一部分辐射能贮存起来，当对探测器进行加热时，这些辐射能以光的形式放出，发光强度及发光总量与吸收剂量成正比，因而可测得辐照剂量。

1.3中子剂量率测量

中子辐射场剂量测量方法有很多种，但目前国际上公认的方法是双电离室方法.为了确定测量中子剂量率，在测量过程中一般应对电离室通以和电离室壁相同成份的气体，为此需要制作流气型组织等效电离室、石墨电离室、铅电离室和镁电离室.要准确测量中子辐射场的中子剂量和T剂量，还需要准确确定电离室的一系统修正因子：壁吸收修正因子、复合修正因子、电离室杆散射修正因子、温压修正因子及组织等效电离室对中子的灵敏度因子和不含氢电离室对中子的灵敏度因子。

1.4表面沾污α、β测量

表面放射性物质非固定污染限值，《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871-2002规定表面污染水平可按一定面积上的平均值计算：皮肤和工作服取100cm2，地面取1000cm2。因此点位应选择在污染较严重的部位。一般应先用仪器进行巡测，然后再测量。考虑到α粒子在空气中的传能线密度很大，射程极短。仪器探头应尽量贴近被测物体表面。一般为5mm，与仪器检定状态时状态相同。当测量很低水平的表面污染时（<0.37 Bq？cm-2）且测量面积较大时，应该很慢地移动探头，在每一块测量区域上至少要停留10秒钟以上。如用擦试法进行间接测定，应说明擦试材料、润湿剂，确定去除因子。

2、环境样品总放射性测量

2.1测量总α放射性

对环境介质中所存在的总α放射性进行测量是环境放射性监测中较为常用的手段。在实际测量过程中可以从以下几点着手：首先，需要明确测量方式，一般情况下在对α放射性进行测量的时候，其主要有三种测量方式，分别是中间层厚度样法、厚层样法、薄层样法，而对于方式的选择关键还是看各级样品的厚度。其次，还需要对α标准源与效率的测定方式进行选择，通常不同核素的α粒子，其能量之间的差异性也十分显著，所以样品的厚度以及仪器对于探测效率以及离子能量之间的关系很紧密。实际操作过程中应准确称取适量标准粉末源，均匀铺在测过α放射性本底值的不锈钢测量盘内，加入数滴无水乙醇制成厚度大于有效厚度的标准源。因为源的重量严重影响α粒子的计数效率，因此刻度α测量仪用的标准源必须与样品源有相同的重量。用低本底α测量仪测量标准源的α计数率，同时测量本底计数率，计算出计数效率。

2.2测量总β放射性

在对总β放射性进行测量的时候需要注意，β离子的能量大多是连续谱，不同核素发射出来的β离子最大能量之间的差异性也是十分显著的，相比较于α离子而言，β离子的贯穿能力明显要强得多，所以在进行监测的时候不适合使用薄样法、饱和层法来进行测量。通常情况下，在进行测量的时候大多是在样品盘中将样品均匀的铺好，并且还会对其厚度进行有效控制，假设太厚的话就会直接损失低能β，从而引发较为严重的测量误差。为此，在对β标准源进行选择，亦或者是对其效率进行测定的时候，一般都会以KCL来作为标准物质来作为刻度仪器的总β探测效率，β标准源则是40K、KCL 粉末、以及 90Sr- 90Y。实际操作中，取一定量KCl标准粉末源放入玛瑙研钵内研细，转移至瓷蒸发皿中，并置于电热恒温干燥箱内120℃烘30min。取出放入干燥器中冷却至室温。称取适量的KCl标准粉末源，均匀铺在测过β放射性本底值的不锈钢测量盘内，加入数滴无水乙醇制成与样品源厚度相等的标准源。在与样品源相同的几何条件下，用低本底β测量仪测量标准源的β计数率，算出β计数效率。

2.3同时测量环境样品总α、总β

一般情况下，在对总α、总β进行同时测量的时候，均可以使用平面型半导体探测器、闪烁探测器，亦或者是正比计数器来实现同时测量的目的。

3、结语

综上所述，一般情况下环境中的电离辐射主要是以α、β、γ，中子射线为主，本文主要是对电离辐射环境监测过程中常用的物理方法进行了分析，希望能够以此来熟悉对电离辐射环境的监测，这样相关工作人员就能在实际工作过程中获得较为准确的参考依据。

参考文献：

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