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放射性測(cè)量實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)儀器
日期：2025-02-08 13:35
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摘要：
放射性測(cè)量實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)儀器
本節(jié)要求：
了解對(duì)放射性測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的要求，放射性監(jiān)測(cè)的兩種類型；
掌握放射性檢測(cè)儀器的原理和適用情況；
1、放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室：樣品處理、**防范方面；
2、放射性計(jì)測(cè)實(shí)驗(yàn)室：放射性計(jì)量?jī)x器和裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，特別要考慮放射性本底問題。
基本原理是基于射線與物質(zhì)間相互作用所產(chǎn)生的各種效應(yīng)，包括電離、發(fā)光、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和能產(chǎn)生次級(jí)粒子的核反應(yīng)等。
1、電離型檢測(cè)器：利用射線通過氣體介質(zhì)時(shí)，使氣體發(fā)生電離的原理制成的探測(cè)器。
電流電離室：測(cè)量由于電離作用而產(chǎn)生的電離電流，適用于測(cè)量強(qiáng)放射性；主要用來研究由帶電粒子所引起的總電離效應(yīng)，即測(cè)量輻射強(qiáng)度及其隨時(shí)間的變化。
正比計(jì)數(shù)管：由于輸出脈沖大小正比于入射粒子的初始電離能，故定名為正比計(jì)數(shù)管。這種計(jì)數(shù)管普遍用于α和β粒子計(jì)數(shù)，具有性能穩(wěn)定、本底響應(yīng)低等優(yōu)點(diǎn)。
蓋革（GM）計(jì)數(shù)管：普遍地用于檢測(cè)β射線和γ射線強(qiáng)度。
2、閃爍檢測(cè)器：利用射線與物質(zhì)作用發(fā)生閃光的儀器。它具有一個(gè)受帶電粒子作用后其內(nèi)部原子或分子被激發(fā)而發(fā)射光子的閃爍體。當(dāng)射線照在閃光體上時(shí)，便發(fā)射出熒光光子，并且利用光導(dǎo)和反光材料等將大部分光子收集在光電倍增管的光陰極上。光子在靈敏陰極上打出光電子，經(jīng)過倍增放大后在陽極上產(chǎn)生電壓脈沖，此脈沖還是很小的，需再經(jīng)電子線路放大和處理后記錄下來。
閃爍檢測(cè)器以其高靈敏度和高計(jì)數(shù)率的優(yōu)點(diǎn)而被用于測(cè)量α、β、γ輻射強(qiáng)度。
3、半導(dǎo)體檢測(cè)器：半導(dǎo)體檢測(cè)器的工作原理與電離型檢測(cè)器相似，但其檢測(cè)元件是固態(tài)半導(dǎo)體。當(dāng)放射性粒子射入這種元件后，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，電子和空穴受外加電場(chǎng)的作用，分別向兩極運(yùn)動(dòng)，并被電極所收集，從而產(chǎn)生脈沖電流，再經(jīng)放大后，由多道分析器或計(jì)數(shù)器記錄。半導(dǎo)體檢測(cè)器可用作測(cè)量α、β和γ輻射。
放射性監(jiān)測(cè)按相應(yīng)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
HJ/T 61-2001 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范
GB 12379-90 環(huán)境核輻射監(jiān)測(cè)規(guī)定
GB/T 14583-93 環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范
GB/T 14582-1993 環(huán)境空氣中氡的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法
GB/T 14584-1993 空氣中碘-131的取樣與測(cè)定
1、常用術(shù)語
輻射監(jiān)測(cè)：為了評(píng)估和控制輻射和放射性物質(zhì)的照射，對(duì)劑量或污染所完成的測(cè)量及對(duì)測(cè)量結(jié)果所作的分析和解釋。
輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)：在輻射源所在場(chǎng)所的邊界以外環(huán)境中進(jìn)行的輻射監(jiān)測(cè)。
常規(guī)監(jiān)測(cè)：在預(yù)定場(chǎng)所按預(yù)定時(shí)間間隔進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。
應(yīng)急監(jiān)測(cè)：在應(yīng)急情況下，為查明放射性污染情況和輻射水平而進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。
放射性廢物：含有放射性核素或被其污染，沒有或暫沒有重復(fù)利用價(jià)值，其放射性比活度或污染水平超過國(guó)家規(guī)定婦女限值的廢棄物。
代表性樣品：是被取樣介質(zhì)相同的一部分，具有被取樣介質(zhì)的性質(zhì)和特征。
2、輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的目的
積累環(huán)境輻射水平數(shù)據(jù)；總結(jié)環(huán)境輻射水平變化規(guī)律；判斷環(huán)境中放射性污染及其來源；報(bào)告輻射環(huán)境質(zhì)量狀況。
3、輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的原則
輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)蝗內(nèi)容，因監(jiān)測(cè)對(duì)象的類型、規(guī)模、環(huán)境特征等因素的不同而變化；
在進(jìn)行輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)輻射防護(hù)**化原則，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，隨著時(shí)間的推移和經(jīng)驗(yàn)的積累，可進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。
4、輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)內(nèi)容
（1）陸地γ輻射劑量
（2）空氣
氣溶膠：監(jiān)測(cè)懸浮在空氣中微粒態(tài)固體或液體中的放射核素濃度；
沉降物：監(jiān)測(cè)避自然降落于地面上的塵埃、降水（雨、雪）中的放射性核素含量；
氚：主要監(jiān)測(cè)空氣中氚化水蒸氣中氚的濃度；
（3）水
地表水：監(jiān)測(cè)主要江、河、湖泊和水庫中的放射性核素濃度；
地下水：監(jiān)測(cè)地下水中放射性核素的濃度；
飲用水：監(jiān)測(cè)自來水和井水及其它飲用水中的放射性核素濃度；
海水：監(jiān)測(cè)沿海海域近海海水中的放射性核素濃度；
（4）底泥：監(jiān)測(cè)江、河、湖、庫及近岸海域沉積物中放射性核素含量；
（5）土壤：監(jiān)測(cè)土壤中的放射性核素含量；
（6）生物
陸生生物：監(jiān)測(cè)谷類、蔬菜、牛（羊）奶、牧草等中的放射性核素含量；
水生生物：監(jiān)測(cè)淡水和海水的魚類、藻類和其它水生生物中的放射性核素含量；
5、輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則
（1）陸地γ輻射：監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)相對(duì)固定，連續(xù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)可設(shè)置在空氣采樣點(diǎn)處；
（2）空氣：空氣（氣溶膠、沉降物、氚）的采樣點(diǎn)要選擇在周圍沒有樹木、沒有建筑物影響的開闊地，或沒有高大建筑物影響的建筑物的無遮蓋平臺(tái)上；
（3）水
地表水：盡量考慮國(guó)控、省控監(jiān)測(cè)點(diǎn)；
飲用水：在城市自來水管末端和部分使用中的深井設(shè)飲用水監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)；
海水：在近海海域設(shè)置海水監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)；
（4）底泥：監(jiān)測(cè)江、河、湖、庫及近岸海域沉積物中放射性核素含量；
（5）土壤：設(shè)置在無水土流失的原野或田間；
（6）生物
陸生生物：樣品采集區(qū)和樣品種類應(yīng)相對(duì)固定；
采集的谷類、蔬菜樣品應(yīng)選擇當(dāng)?shù)鼐用駭z入量較多且種植面積大的種類；牧草樣品應(yīng)選擇當(dāng)?shù)赜写硇缘姆N類；采集的牛（羊）奶均應(yīng)選擇當(dāng)?shù)仫暳巷曫B(yǎng)的牛（羊）奶所產(chǎn)的奶汁；
水生生物：監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)應(yīng)盡量和地表水、海水的監(jiān)測(cè)采樣區(qū)域一致。
6、輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目和頻次
表1 環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和頻次
監(jiān)測(cè)對(duì)象 | 分析測(cè)量項(xiàng)目 | 監(jiān)測(cè)頻次 |
陸地γ輻射 | γ輻射空氣吸收劑量率 γ輻射累積劑量 | 連續(xù)監(jiān)測(cè)或1次/月 |
氚 | 氚化水蒸氣 | 1次/季 |
氣溶膠 | 總α、總β、γ能譜分析 | 1次/季 |
沉降物 | γ能譜分析 | 1次/季 |
降水 | 3H、210Po、210Pb | 一次降雨(雪)期/年 |
水 | U、Th、226Ra、總α、除K總β、90Sr、137Cs | 1次/半年 |
土壤和底泥 | U、Th、226Ra、90Sr、137Cs | 1次/年 |
生物 | 90Sr、137Cs | 1次/年 |
7、樣品采集
（1）采樣原則
從采樣點(diǎn)的布設(shè)到樣品分析前的全過程都必須在嚴(yán)格的質(zhì)控措施下進(jìn)行；
采集代表性樣品與選用分析方法同等重要，必須給予足夠的重視；
根據(jù)監(jiān)測(cè)目的和現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、采樣容器、設(shè)備、方法、方案、采樣點(diǎn)的布置和采樣量。采樣量除保證分析測(cè)定用量外，應(yīng)留有足夠的余量，以備復(fù)查；
采樣器使用前必須符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，使用前須經(jīng)檢驗(yàn)，保證采樣器和樣品容器的清潔，防止交叉污染。
（2）空氣
氣溶膠：一般由濾膜（紙）夾具、流量調(diào)節(jié)裝置和抽氣泵等三部分組成。采樣器的采樣口應(yīng)高出基礎(chǔ)面1.5m；采樣器經(jīng)過計(jì)量檢定，采樣總體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，同時(shí)記錄溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向和風(fēng)速。
沉降物：采樣設(shè)備的接受面積為0.25m2的不銹鋼盤，盤深30cm，采樣盤安裝在距地面一定調(diào)試周圍開闊、無遮蓋的平臺(tái)上，盤底面要保持水平，上口離基礎(chǔ)面1.5m。
濕法采樣：采樣盤中注入蒸餾水，水深經(jīng)常保持在1~2cm。收集樣品時(shí)，將采樣盤中采集的沉降物和水一并收入兼或玻璃容器中封存。
干法采樣：在采樣盤內(nèi)表面底部涂一薄層硅油（或甘油），用以粘結(jié)沉降物。收集樣品時(shí)，用蒸餾水沖洗干凈，將樣品收塑料或玻璃容器中封存。
降水：用降水采集裝置，安放在周圍至少30m內(nèi)沒有樹木和建筑物的開闊平坦地。受水器邊沿上緣離地面高1m，采取適當(dāng)措施防止揚(yáng)塵的干擾。
采樣時(shí)，貯水瓶要每天定時(shí)更換，采集好的樣品，充分?jǐn)嚢枰院笥昧客擦砍隹偭?，采完樣品后，貯水瓶用蒸餾水充分清洗，以備下次使用。
（3）水
地表水：用自動(dòng)采水器或塑料桶采集水樣，在江河控制斷面采樣，斷面水面寬《10m時(shí)，在主流中心采樣；斷面水面寬>10m，在左、中、右三點(diǎn)采樣。湖泊、水庫水樣須多點(diǎn)采樣，水深《10m，在水面下50cm處采樣；水深>10m，增加中層采樣；
采樣前洗凈采樣設(shè)備，采樣時(shí)用樣水洗滌三次后采集。
飲用水、地下水：自來水水樣取自來水管末端水；井水水樣采自飲用水井。泉水水樣采自出水量大的泉水。凡用泵或直接從干管采集水樣時(shí)，必須先排盡管內(nèi)的積水，方可采集水樣。
（4）土壤
土壤采集器或采樣鏟。在相對(duì)開闊的未耕區(qū)采取垂直深10cm的表層土。一般在10m×10m范圍內(nèi)，采用梅花形布點(diǎn)或根據(jù)地形采用蛇形布點(diǎn)（采點(diǎn)不少于5個(gè)）進(jìn)行采樣。將多點(diǎn)采集的土壤除去石塊、草根等雜物，現(xiàn)場(chǎng)混合后取2~3kg樣品裝在雙層塑料袋內(nèi)密封，再置于同樣大小的布袋中保存。
8、樣品的保存和運(yùn)輸
（1）水樣采集后，用濃硝酸酸化到pH=1~2（監(jiān)測(cè)氚、C14或I132的水樣不酸化；監(jiān)測(cè)銫-137的水樣用鹽酸酸化；當(dāng)水中含泥沙時(shí)較高時(shí)，待24小時(shí)后取上清液再酸化），盡快分析測(cè)定。水樣保存期一般不得超過2個(gè)月；
（2）密封的土壤樣品必須在7天內(nèi)測(cè)其含水率，晾干保存；
（3）生物樣品采集后，及時(shí)處理，注意保鮮。牛（羊）奶樣品采集后，立即加適量甲醛，防止變質(zhì)。
（4）采集的樣品要分類保存，防止交叉污染。
樣品運(yùn)輸過程需認(rèn)真填寫送樣單，運(yùn)輸中樣品要有專人負(fù)責(zé)。
9、樣品監(jiān)測(cè)
（1）樣品預(yù)處理方法
水樣：水樣運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室，對(duì)要求分析澄清的水樣通過過濾或靜置使懸浮物下沉后，取上清液；
土壤及底泥樣品：樣品運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，立即除去沙石、雜草等異物，稱重，置于搪瓷盤中攤開晾干，碾碎過120目篩，105℃恒溫干燥至恒重，計(jì)算樣品失水量。于已編號(hào)的廣口瓶中密封保存，備用。
生物樣品：
鮮樣，如谷類，稻和麥等谷類的籽實(shí)，風(fēng)干，脫殼，去砂石等雜物，稱鮮（干）重。
樣品干燥處理：果實(shí)等切成碎片，放入搪瓷盤內(nèi)攤開，于干燥箱內(nèi)105℃烘至恒重，計(jì)算樣品失水量，密封保存。
樣品灰化處理：把干樣放入蒸發(fā)皿中，加熱使之充分炭化（防止出現(xiàn)明火）。然后移入馬福爐內(nèi)，根據(jù)待測(cè)項(xiàng)目的要求選擇合適的濕度進(jìn)行灰化，冷卻稱重，主牌灰鮮（干）比，密封保存。
沉降物：樣品送至實(shí)驗(yàn)室后，用光潔的鑷子將落入采樣盤中的樹葉、昆蟲等異物取出，并用去離子水將附著在異物上面的細(xì)小塵粒沖洗下來，合并沖洗液于樣品中，棄去異物。將樣品溶液與塵粒全部定量轉(zhuǎn)入500ml燒杯中，在電熱板上蒸發(fā)使體積濃縮至50ml后，將樣品分?jǐn)?shù)次轉(zhuǎn)入已于105℃恒重的瓷坩堝中，在電熱板上小心蒸發(fā)至干，于105℃烘至恒重，根據(jù)待測(cè)項(xiàng)目要求準(zhǔn)確稱取部分或全部樣品進(jìn)行分析。
氣溶膠：根據(jù)濾膜的大小、材質(zhì)，結(jié)合待測(cè)項(xiàng)目要求選擇合理的處理方式。一般能用于直接測(cè)量可不必經(jīng)預(yù)處理步驟；對(duì)于纖維素濾膜可結(jié)合待測(cè)項(xiàng)目要求選擇合適的溫度進(jìn)行炭化、灰化處理；對(duì)于玻璃纖維濾膜，可結(jié)合待測(cè)項(xiàng)目要求選擇合適的溶劑進(jìn)行提取處理。
（2）監(jiān)測(cè)分析方法
凡有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，一律采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，沒有國(guó)標(biāo)的優(yōu)先選用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，選用其他方法需報(bào)國(guó)家環(huán)?？偩峙鷾?zhǔn)。
10、輻射環(huán)境質(zhì)量報(bào)告填寫
（1）輻射環(huán)境質(zhì)量年報(bào)格式
前言
概況：輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)、監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備、輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)內(nèi)容；
輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方案：輻射污染源監(jiān)測(cè)方案、輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案；
質(zhì)量保證：
監(jiān)測(cè)結(jié)果：輻射污染源監(jiān)測(cè)結(jié)果、輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果；
輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)論，其中應(yīng)包括輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià)，環(huán)境輻射水平變化趨勢(shì)分析，存在問題的探討等；
（2）輻射環(huán)境質(zhì)量年報(bào)的要求
用表格等方式列出監(jiān)測(cè)方案，其中包括監(jiān)測(cè)對(duì)象、項(xiàng)目、頻次、采樣點(diǎn)數(shù)、監(jiān)測(cè)方法、儀器設(shè)備和探測(cè)限等。繪出監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)位分布示意圖；
用文字詳細(xì)敘述環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的主要措施，并用具體統(tǒng)計(jì)數(shù)字、表格等形式給出實(shí)施質(zhì)量保證措施取得的成績(jī)；
對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果需列出樣品數(shù)，測(cè)值范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和置信區(qū)間；單個(gè)樣品的測(cè)量值需給出單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差。在給出擬合曲線圖、不同時(shí)間或不同地點(diǎn)的環(huán)境樣品比活度的比較圖上，均要畫出各點(diǎn)或各樣品測(cè)量值的置信區(qū)間；
發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果有異常時(shí)應(yīng)分析其原因并說明處理結(jié)果。
11、污染事故報(bào)告
（1）初始報(bào)告與定期定時(shí)報(bào)告
對(duì)核事故、輻射事故或**性放射懷污染事件，必須立即開展事故監(jiān)測(cè)或應(yīng)急監(jiān)測(cè)，并迅速向上級(jí)主管部門報(bào)告。
初始報(bào)告要求在事故發(fā)生后就立即報(bào)告。
定期定時(shí)報(bào)告要求事故發(fā)生后每隔24小時(shí)報(bào)告一次，直至污染源得到有效控制，污染水平明顯降低為止。
（2）污染事故報(bào)告內(nèi)容
污染事故的性質(zhì)與類型；
放射性物質(zhì)排放的成分和數(shù)量；
主要環(huán)境介質(zhì)的污染水平及污染范圍；
居民受照劑量的估算；
事故發(fā)生后所采取的控制污染措施和輻射防護(hù)措施；
（3）建立污染事故技術(shù)檔案
對(duì)伴有輻射設(shè)施出現(xiàn)的輻射事故或突發(fā)放射性污染事件必須建立專門的技術(shù)檔案。對(duì)規(guī)模大、污染嚴(yán)重或影響范圍廣的事故，事故處理后應(yīng)建立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和觀察的技術(shù)檔案。
