1、第第1212章章 放射性污染监测放射性污染监测 本章教学目的、要求本章教学目的、要求 1.1.了解环境放射性的来源及危害了解环境放射性的来源及危害 2.2.了解放射性测量实验室了解放射性测量实验室 3.3.掌握放射性监测掌握放射性监测 本章重点本章重点 放射性危害，放射性监测，检测仪器放射性危害，放射性监测，检测仪器本章教学目录12.1 12.1 概述概述12.2 12.2 放射性监测方法放射性监测方法12.3 12.3 电磁辐射污染监测电磁辐射污染监测12.1 12.1 概述概述 1.1.放射性放射性 在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或
2、不 带电的粒子，即带电的粒子，即、和和射线，这种性质称为放射性。射线，这种性质称为放射性。2.2.放射性的来源放射性的来源 (1)(1)天然放射性来源天然放射性来源:宇宙射线、天然放射性同位素宇宙射线、天然放射性同位素 (2)(2)人为放射性核素的来源人为放射性核素的来源 3.3.放射性核素对人体的危害放射性核素对人体的危害 途径：呼吸道吸入、消化道摄入、皮肤或粘膜侵入。途径：呼吸道吸入、消化道摄入、皮肤或粘膜侵入。导致蛋白质分子键断裂和畸变，破坏对人类新陈代谢导致蛋白质分子键断裂和畸变，破坏对人类新陈代谢 有重要意义的有重要意义的 酶，扰乱和破坏机体细胞组织的正常代酶，扰乱和破坏机体细胞组织
3、的正常代 谢活动，直接破坏细胞和谢活动，直接破坏细胞和 组织的结构，对人体产生躯体损伤效应和遗传损伤效应。组织的结构，对人体产生躯体损伤效应和遗传损伤效应。返回目录12.2 12.2 放射性监测方法放射性监测方法放射性监测对象和内容放射性监测对象和内容 1.1.监测对象：监测对象：现场监测、个人剂量监测、环境监测现场监测、个人剂量监测、环境监测 在环境监测中，主要测定的放射性核素为：在环境监测中，主要测定的放射性核素为：(1)(1)放射性核素，即放射性核素，即239239PuPu、226226RaRa、222222RnRn、210210PoPo、222222ThTh、234234U U、235
4、235U U；(2)(2)放射性核素，即放射性核素，即3 3H H、9090SrSr、8989SrSr、134134CsCs、137137Cs Cs 、131131I I和和6060CoCo。2.2.对放射性核素具体测量的内容：对放射性核素具体测量的内容：(1)(1)放射源强度、半衰期、射线种类及能量；放射源强度、半衰期、射线种类及能量；(2)(2)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、空间照射量或电离辐射剂量。空间照射量或电离辐射剂量。放射性测量实验室放射性测量实验室 1.1.放射化学实验室放射化学实验室 放射性样品的处理一般应在放射化学实验室放射性
5、样品的处理一般应在放射化学实验室内进行。为得到准确的监测结果和考虑操作安全内进行。为得到准确的监测结果和考虑操作安全问题，该实验室内应符合要求。问题，该实验室内应符合要求。2.2.放射性计测实验室放射性计测实验室 放射性计测实验室装备有灵敏度高、选择性放射性计测实验室装备有灵敏度高、选择性和稳定性好的放射性计量仪器和装置。设计实验和稳定性好的放射性计量仪器和装置。设计实验室时，特别要考虑放射性本底问题。室时，特别要考虑放射性本底问题。放射性检测仪器放射性检测仪器 最常用的检测器最常用的检测器:电离型检测器、闪烁型检测电离型检测器、闪烁型检测器和半导体检测器。器和半导体检测器。射线种类 检测器特
6、 点 闪烁检测器检测灵敏度低，探测面积大正比计数管检测效率高，技术要求高半导体检测器本底小，灵敏度高，探测面积小电流电离室测较大放射性活度 正比计数管检测效率较高，装置体积较大盖革计数管检测效率较高，装置体积较大闪烁检测器检测效率较低，本底小半导体检测器探测面积小，装置体积小 闪烁检测器检测效率高，能量分辩能力强半导体检测器能量分辩能力强，装置体积小放射性监测方法放射性监测方法 样品采集样品采集 1.1.放射性沉降物的采集放射性沉降物的采集 放射性干沉降物样品可用水盘法、粘纸法、高放射性干沉降物样品可用水盘法、粘纸法、高罐法采集，湿沉降物其采集方法除上述方法外，常罐法采集，湿沉降物其采集方法除
7、上述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器。用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器。2.2.放射性气溶胶的采集放射性气溶胶的采集 这种样品的采集常用滤料阻留采样法。这种样品的采集常用滤料阻留采样法。3.3.其他类型样品的采集其他类型样品的采集 对于水体、土壤、生物样品的采集、制备和保对于水体、土壤、生物样品的采集、制备和保存方法与非放射性样品所用的方法没有大的差别。存方法与非放射性样品所用的方法没有大的差别。1.1.对样品进行预处理的目的对样品进行预处理的目的:是将样品处理成适于测量的状态，将样品的欲是将样品处理成适于测量的状态，将样品的欲测核素转变成适于测量的形态并进行浓集，以
8、及去测核素转变成适于测量的形态并进行浓集，以及去除干扰核素。除干扰核素。2.2.预处理方法预处理方法:衰变法、有机溶剂溶解法、蒸馏法、灰化法、衰变法、有机溶剂溶解法、蒸馏法、灰化法、溶剂萃取法、离子交换法、共沉淀法、电化学法等。溶剂萃取法、离子交换法、共沉淀法、电化学法等。放射性监测方法放射性监测方法 预处理预处理 水体中常见辐射水体中常见辐射粒子的核素有粒子的核素有226226RaRa、222222RnRn及及其衰变产物等。其衰变产物等。方法是：取一定体积水样，过滤除去固体物质，方法是：取一定体积水样，过滤除去固体物质，滤液加硫酸酸化，蒸发至干，在不超过滤液加硫酸酸化，蒸发至干，在不超过35
9、0350温度温度下灰化。将灰化后的样品移入测量盘中并铺成均匀下灰化。将灰化后的样品移入测量盘中并铺成均匀薄层，用闪烁检测器测量。在测量样品之前，先测薄层，用闪烁检测器测量。在测量样品之前，先测量空测量盘的本底值和已知活度的标准样品。量空测量盘的本底值和已知活度的标准样品。测量总测量总放射性活度的标准源常选放射性活度的标准源常选择硝酸铀酰。择硝酸铀酰。水样的总水样的总比放射性活度比放射性活度(Q)用下式计算：用下式计算：水样的总水样的总放射性活度的测定放射性活度的测定VnnnQsbca水样的总水样的总放射性活度测量放射性活度测量 水样总水样总放射性活度测量步骤基本上与总放射性活度测量步骤基本上与
10、总放放射性活度测量相同，但检测器用低本底的盖革计射性活度测量相同，但检测器用低本底的盖革计数管，且以含数管，且以含40K的化合物作标准源。的化合物作标准源。水样中的水样中的射线常来自射线常来自40K、90Sr、129I等核素的衰等核素的衰变，其目前公认的安全水平为变，其目前公认的安全水平为lBq/L。40K标准源可标准源可用天然钾的化合物用天然钾的化合物(如氯化钾或碳酸钾如氯化钾或碳酸钾)制备。制备。土壤中总土壤中总、放射性活度的测量放射性活度的测量 方法：方法：在采样点选定的范围内，沿直线每隔一定距离在采样点选定的范围内，沿直线每隔一定距离采集一份土壤样品，共采集采集一份土壤样品，共采集4
11、45 5份。除去土壤中杂份。除去土壤中杂物，晾干或烘干后用四分法反复缩分，直到剩余物，晾干或烘干后用四分法反复缩分，直到剩余200-300200-300g g土样，再于土样，再于500500灼烧，待冷却后研细、灼烧，待冷却后研细、过筛备用。称取适量制备好的土样放于测量盘中，过筛备用。称取适量制备好的土样放于测量盘中，铺成均匀的样品层，用相应的探测器分别测量铺成均匀的样品层，用相应的探测器分别测量和和比放射性活度。比放射性活度。比放射性活度比放射性活度(Q Q)和和比放射比放射性活度性活度(Q Q)分别用以下两式计算：分别用以下两式计算：KClbcnnQFlSnnQ461048.16010)(大
12、气中氡和各种形态大气中氡和各种形态131131I I的测定的测定 1.1.大气中氡的测定大气中氡的测定 222222RnRn是是226226RaRa的衰变产物，为一种放射性惰性气体。的衰变产物，为一种放射性惰性气体。它与空气作用时，能使之电离，可用电离型探测器通它与空气作用时，能使之电离，可用电离型探测器通过测量电离电流测定其浓度；也可用闪烁探测器记录过测量电离电流测定其浓度；也可用闪烁探测器记录由氡衰变时所放出的由氡衰变时所放出的粒子计算其含量。粒子计算其含量。2.2.大气中各种形态大气中各种形态131131I I的测定的测定 大气中的大气中的131131I I是元素、化合物等各种化学形态和
13、蒸是元素、化合物等各种化学形态和蒸气、气溶胶等不同状态，因此采样方法各不相同。该气、气溶胶等不同状态，因此采样方法各不相同。该采样器由粒子过滤器、元素碘吸附器、次碘酸吸附器、采样器由粒子过滤器、元素碘吸附器、次碘酸吸附器、甲基碘吸附器和炭吸附床组成。对例行环境监测，可甲基碘吸附器和炭吸附床组成。对例行环境监测，可在低流速下连续采样一周或一周以上，然后用在低流速下连续采样一周或一周以上，然后用谱仪谱仪定量测定各种化学形态的定量测定各种化学形态的131131I I。个人外照射剂量个人外照射剂量 个人外照射剂量用佩戴在身体适当部位的个个人外照射剂量用佩戴在身体适当部位的个人剂量测量，这是一种能对放射
14、性辐射进行累积人剂量测量，这是一种能对放射性辐射进行累积剂量的小型、轻便、容易使用的仪器。常用的个剂量的小型、轻便、容易使用的仪器。常用的个人计量计有袖珍电离室、胶片计量计、热释光体人计量计有袖珍电离室、胶片计量计、热释光体和荧光玻璃。和荧光玻璃。返回目录12.3 12.3 电磁辐射污染监测电磁辐射污染监测电磁辐射电磁辐射 1.1.电磁辐射的含义电磁辐射的含义 电磁波在自由空间以一定速度向四周传播，这种以电磁波传递能电磁波在自由空间以一定速度向四周传播，这种以电磁波传递能量的过程或现象称之。量的过程或现象称之。2.2.电磁辐射产生的方式电磁辐射产生的方式 天然产生的电磁辐射主要来自地球的热辐射
15、、太阳的辐射、宇宙天然产生的电磁辐射主要来自地球的热辐射、太阳的辐射、宇宙射线和雷电等；人工产生的电磁辐射主要来自某些电子设备和电气射线和雷电等；人工产生的电磁辐射主要来自某些电子设备和电气装置的工作系统，其中包括：装置的工作系统，其中包括：(1)(1)高频感应加热设备；高频感应加热设备；(2)(2)高频介质高频介质加热设备；加热设备；(3)(3)短波、超短波理疗设备；短波、超短波理疗设备；(4)(4)微波发射设备；微波发射设备；(5)(5)无线无线电广播与通讯等各种射频设备。电广播与通讯等各种射频设备。电磁辐射污染危害电磁辐射污染危害 1.1.引燃引爆引燃引爆 极高频辐射场可使导弹系统控制失
16、灵，造成电爆管极高频辐射场可使导弹系统控制失灵，造成电爆管效应的提前或滞后；由于高频电磁的振荡可使金属器件效应的提前或滞后；由于高频电磁的振荡可使金属器件之间相互碰撞而打火，引起火药、可燃油类或气体燃烧之间相互碰撞而打火，引起火药、可燃油类或气体燃烧爆炸。爆炸。2.2.干扰信号干扰信号 电磁辐射可直接影响电子设备、仪器仪表的正常工电磁辐射可直接影响电子设备、仪器仪表的正常工作，造成信息失真、控制失灵，以致酿成大祸。作，造成信息失真、控制失灵，以致酿成大祸。3.3.危害人体健康危害人体健康 对人体产生不良影响，其影响程度与电磁辐射强度、对人体产生不良影响，其影响程度与电磁辐射强度、接触时间、设备
17、防护措施等因素有关。长期接触较强的接触时间、设备防护措施等因素有关。长期接触较强的电磁辐射，将造成中枢神经系统及植物神经系统机能障电磁辐射，将造成中枢神经系统及植物神经系统机能障碍与失调。碍与失调。电磁辐射监测电磁辐射监测 电磁辐射的监测按监测场所分为作业环境、特定公电磁辐射的监测按监测场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境监测；按监测参数分为众暴露环境、一般公众暴露环境监测；按监测参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等监测。监电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等监测。监测仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选测仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。频式辐射测量仪。常用非选频式宽带辐射测量仪常用非选频式宽带辐射测量仪常用选频式辐射测量仪常用选频式辐射测量仪返回目录返回总目录
