環(huán)境監(jiān)測課件放射性監(jiān)測

1、1.衰變衰變4He核核粒子粒子 由一個不穩(wěn)定的重核自發(fā)發(fā)出由一個不穩(wěn)定的重核自發(fā)發(fā)出4He核核粒子的過程。粒子的過程。 226Ra 222Rn + 4He 粒子的質(zhì)量大、速度小，穿透能力小，容粒子的質(zhì)量大、速度小，穿透能力小，容易被其它物質(zhì)吸收，在空氣中一般經(jīng)易被其它物質(zhì)吸收，在空氣中一般經(jīng)3-8cm路程即被吸收。路程即被吸收。1放射性核的減少服從指數(shù)規(guī)律放射性核的減少服從指數(shù)規(guī)律 即在某一時刻即在某一時刻t放射性核的數(shù)目放射性核的數(shù)目N與初始與初始t0時放射性核的數(shù)目時放射性核的數(shù)目N0有如下關(guān)系：有如下關(guān)系： NN0et2半衰期半衰期 當(dāng)放射性的核素因衰變而減少到原來的一半時所需的時間稱為

2、當(dāng)放射性的核素因衰變而減少到原來的一半時所需的時間稱為半衰期半衰期(T1/2)。衰變常數(shù)與半衰期有以下關(guān)系：。衰變常數(shù)與半衰期有以下關(guān)系： T1/2 = 0.693/ 半衰期是放射性核素的根本特性之一，不同核素半衰期是放射性核素的根本特性之一，不同核素T1/2不同。所以對不同。所以對一些一些T1/2長的核素，一旦發(fā)生核污染，要通過衰變令其自行消失，長的核素，一旦發(fā)生核污染，要通過衰變令其自行消失，需時是十分長久的。需時是十分長久的。 例題：例題：Sr的的T1/2 = 29年，一定質(zhì)量的年，一定質(zhì)量的 90Sr衰變掉衰變掉99.9所需所需 時時間？間？ 解：解：= 0.693 / T1/2 A

3、= dN / d t = N 或或 N No e-t lg N0 / N = t / 2.303 t 2.303 (1/2.3910-2) (lg 1/0.001) 289(a) 1. 放射性活度放射性活度A： 單位時間內(nèi)發(fā)生核衰變的數(shù)目。在給定時刻單位時間內(nèi)發(fā)生核衰變的數(shù)目。在給定時刻處于特定能態(tài)下的一定量放射性核素的放射性活處于特定能態(tài)下的一定量放射性核素的放射性活度度A的定義式是的定義式是 A = d N / d t式中：式中：A放射性活度，單位放射性活度，單位Becquerel，簡稱，簡稱貝可，用符號貝可，用符號Bq表示，表示，1Bq=1 sec-1 。 d N時間間隔時間間隔d t內(nèi)

4、，處于該特定能態(tài)下內(nèi)，處于該特定能態(tài)下的一定量放射性核素，發(fā)生自發(fā)核轉(zhuǎn)變的核數(shù)目。的一定量放射性核素，發(fā)生自發(fā)核轉(zhuǎn)變的核數(shù)目。 2. 照射量照射量X 表示表示或或射線在空氣中產(chǎn)生電離大小的射線在空氣中產(chǎn)生電離大小的物理量。物理量。 X=dQ/dm dQ是指質(zhì)量為是指質(zhì)量為dm的體積單元的空氣中，的體積單元的空氣中，光子釋放的所有電子負電子和正電子在空光子釋放的所有電子負電子和正電子在空氣中全部被阻時，形成的同一種符號正或負氣中全部被阻時，形成的同一種符號正或負的離子的總電荷的絕對值。單位：庫倫的離子的總電荷的絕對值。單位：庫倫/千克，千克，(C. kg-1), 舊單位是倫琴舊單位是倫琴(R),

5、 1R=2.58 10-4 C.kg-1 照射量率：指單位時間內(nèi)的照射量。照射量率：指單位時間內(nèi)的照射量。3. 吸收劑量吸收劑量D： 吸收劑量是單位質(zhì)量的物質(zhì)對輻射能的吸收吸收劑量是單位質(zhì)量的物質(zhì)對輻射能的吸收量。量。 D=dEP/dm dEP與與dm分別代表受電離輻射作用的某一分別代表受電離輻射作用的某一體積元中物質(zhì)的平均能量與物質(zhì)的質(zhì)量體積元中物質(zhì)的平均能量與物質(zhì)的質(zhì)量. 單位：單位：Gy戈瑞，戈瑞，1 Gy=1 J.kg-1。 吸收劑量適用于任何電離輻射和任何物質(zhì)，是衡吸收劑量適用于任何電離輻射和任何物質(zhì)，是衡量電離輻射與物質(zhì)相互作用的一種重要的物理量。量電離輻射與物質(zhì)相互作用的一種重要

6、的物理量。 吸收劑量率吸收劑量率單位時間內(nèi)的吸收劑量，單位單位時間內(nèi)的吸收劑量，單位 Gy.s-1。 4、劑量當(dāng)量、劑量當(dāng)量H)希沃特希沃特SV 在人體組織中某一點處的劑量當(dāng)量在人體組織中某一點處的劑量當(dāng)量H等于吸收等于吸收劑量與其他修正因數(shù)的乘積。劑量與其他修正因數(shù)的乘積。H的計算公式為：的計算公式為： H=DQN式中：式中：Q為品質(zhì)因子，亦稱為線質(zhì)系數(shù)，不同電離為品質(zhì)因子，亦稱為線質(zhì)系數(shù)，不同電離輻射的輻射的Q值列于表值列于表7-10。 N為其它修正系數(shù)，是吸收劑量在時間或空間為其它修正系數(shù)，是吸收劑量在時間或空間上分布不均勻性修正因子的乘積，對外照射源通常上分布不均勻性修正因子的乘積，對

7、外照射源通常取取N=1。 單位為單位為SV希沃特，希沃特，1 SV=1 J. kg-1應(yīng)用劑量當(dāng)量來描述人體所受各種電離輻射的危害應(yīng)用劑量當(dāng)量來描述人體所受各種電離輻射的危害程度，可以表達不同種類的射線在不同劑量及不同程度，可以表達不同種類的射線在不同劑量及不同照射條件下所引起的生物效應(yīng)的差異。照射條件下所引起的生物效應(yīng)的差異。照射類型照射類型射線種類射線種類品質(zhì)因素品質(zhì)因素外照射外照射x、e1熱中子及能量小于熱中子及能量小于0.005MeV的中能中子的中能中子3中能中子（中能中子（0.02MeV）5中能中子（中能中子（0.1MeV）8快中子（快中子（0.510MeV）10重反沖核重反沖核20

8、內(nèi)照射內(nèi)照射 、+、e、x110裂變碎片、裂變碎片、發(fā)射中的反沖核發(fā)射中的反沖核201 、環(huán)境中放射性的來源、環(huán)境中放射性的來源2 、放射性污染的特點、放射性污染的特點3 、放射性核素在環(huán)境中的分布、放射性核素在環(huán)境中的分布4 、對人體危害、對人體危害(1)天然源天然源 a、宇宙射線、宇宙射線 初級宇宙線初級宇宙線高能輻射，穿透力很強高能輻射，穿透力很強; 次級宇宙線次級宇宙線比初級弱比初級弱 放射性核素放射性核素20余種余種b、天然放射性核素、天然放射性核素與地球共生與地球共生c、天然放射根源、天然放射根源半衰期極長，強度弱半衰期極長，強度弱 內(nèi)照射、外照射占內(nèi)照射、外照射占802人工源人工

9、源a、核試驗及航天事故、核試驗及航天事故 核裂變產(chǎn)物和中子活化產(chǎn)核裂變產(chǎn)物和中子活化產(chǎn)物放射性塵埃可在大氣層滯留物放射性塵?？稍诖髿鈱訙?.33年年b、核工業(yè)：、核工業(yè)： 核廢棄物核發(fā)電核廢棄物核發(fā)電c、工農(nóng)業(yè)、醫(yī)、工農(nóng)業(yè)、醫(yī) 學(xué)學(xué) 和科研等部門和科研等部門 醫(yī)學(xué)占人工污染源的醫(yī)學(xué)占人工污染源的90d、放射性礦的開采和利用、放射性礦的開采和利用 放射性污染雖然是由于具有放射性核放射性污染雖然是由于具有放射性核素的化學(xué)物質(zhì)而造成的，但是放射性污染素的化學(xué)物質(zhì)而造成的，但是放射性污染與一般的化學(xué)毒害物質(zhì)污染有顯著區(qū)別。與一般的化學(xué)毒害物質(zhì)污染有顯著區(qū)別。主要表現(xiàn)在以下主要表現(xiàn)在以下5 5點：點：

10、1放射性污染物的放射性與物質(zhì)的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；放射性污染物的放射性與物質(zhì)的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；2每一種放射性核素都能放射出具有一定能量的一每一種放射性核素都能放射出具有一定能量的一種或幾種射線；種或幾種射線；3每一種放射性核素都有一定的半衰期，不因氣壓、每一種放射性核素都有一定的半衰期，不因氣壓、溫度而改變；有的放射性核素的半衰期極長，例溫度而改變；有的放射性核素的半衰期極長，例如如241Pu的的衰變產(chǎn)物衰變產(chǎn)物241Am的半衰期為的半衰期為433年，年， 238 93U高達高達109年，而有些那么只有幾年，而有些那么只有幾分鐘甚至幾秒；分鐘甚至幾秒；4除了核反響條件外，任何化學(xué)、物理、生物的處除了核

11、反響條件外，任何化學(xué)、物理、生物的處理都不能改變放射性核素的性質(zhì)；理都不能改變放射性核素的性質(zhì)；5放射性物質(zhì)進入環(huán)境后，可隨介質(zhì)的擴散或流動放射性物質(zhì)進入環(huán)境后，可隨介質(zhì)的擴散或流動在自然界稀釋和遷移，可在生物體內(nèi)被富集并由在自然界稀釋和遷移，可在生物體內(nèi)被富集并由此而產(chǎn)生在人體內(nèi)的放射性污染即內(nèi)照射。此而產(chǎn)生在人體內(nèi)的放射性污染即內(nèi)照射。 1、在土壤和巖石中的分布、在土壤和巖石中的分布表表7-11 土壤、巖石中天然放射性核素的含量土壤、巖石中天然放射性核素的含量 單位：Bq/g核素土壤巖石40K2.9610-28.8810-28.1410-28.1410-1226Ra3.710-37.031

12、0-21.4810-24.8110-2232Th7.410-45.5510-23.710-34.8110-2238U1.1110-32.2210-21.4810-24.8110-22在水體中的分布在水體中的分布各類淡水中各類淡水中226Ra及其子代產(chǎn)物的含量及其子代產(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226Ra222Rn210Pb210Po3.710-23.710-13.71023.71033.710-37.410-43.710-23.7373.710-33.710-43.710-23.710-11.8510-23.7103.71031.8510-21.1110-11.8

13、510-2 3在大氣中的分布在大氣中的分布 大多數(shù)放射性核素均可出現(xiàn)在大氣中，但主要大多數(shù)放射性核素均可出現(xiàn)在大氣中，但主要是氡的同位素特別是是氡的同位素特別是222Rn，它是鐳的衰變產(chǎn)，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。溶膠顆粒上。 4在動植物組織中的分布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任何動植物組織中都含有一些天然放射性核素，主要有素，主要有40K、226Ra、14C、210Pb和和210Po等，

14、等，其含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)交換過程有關(guān)，如植物與土壤、水、肥料中的核素含換過程有關(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)。量有關(guān)；動物與飼料、飲水中的核素含量有關(guān)。1 進入人體途徑進入人體途徑 呼吸道人體肺，血液全身呼吸道人體肺，血液全身 消化道人體肝臟，血液，全身消化道人體肝臟，血液，全身 皮膚或粘膜人體可溶性物質(zhì)易皮膚或粘膜人體可溶性物質(zhì)易被皮膚吸收傷口的吸收率更較高被皮膚吸收傷口的吸收率更較高2危害危害 1、損傷機理、損傷機理1、高速帶電粒子屬直接電離粒子。高速帶電粒子屬直接電離粒

15、子。2射線等不帶電的粒子為間接帶電粒子。射線等不帶電的粒子為間接帶電粒子。 統(tǒng)稱為電離輻射：引起生物組織內(nèi)原子、分統(tǒng)稱為電離輻射：引起生物組織內(nèi)原子、分子電離，破壞組織中的大分子結(jié)構(gòu)。子電離，破壞組織中的大分子結(jié)構(gòu)。2、影響因素射線性質(zhì)劑量、次數(shù)、時間、部位、影響因素射線性質(zhì)劑量、次數(shù)、時間、部位、方式。致死劑量、半致死劑量方式。致死劑量、半致死劑量3、損傷方式急性、慢性遠期效應(yīng)、軀體效、損傷方式急性、慢性遠期效應(yīng)、軀體效 應(yīng)、應(yīng)、遺傳效應(yīng)。遺傳效應(yīng)。1 放射性測量實驗室放射性測量實驗室2 核輻射探測儀器的監(jiān)測原理核輻射探測儀器的監(jiān)測原理1放射性化學(xué)實驗室放射性化學(xué)實驗室墻壁、門窗、天花板等要

16、涂刷耐酸油漆；墻壁、門窗、天花板等要涂刷耐酸油漆；電幻和電線應(yīng)裝在墻壁內(nèi)；電幻和電線應(yīng)裝在墻壁內(nèi)；安裝良好的通風(fēng)設(shè)備，大多數(shù)放射化學(xué)操作應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)安裝良好的通風(fēng)設(shè)備，大多數(shù)放射化學(xué)操作應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進行，通風(fēng)馬達應(yīng)裝在管道外，且以選用離心式馬達為宜；進行，通風(fēng)馬達應(yīng)裝在管道外，且以選用離心式馬達為宜；櫥柜、凳子、家具、臺面、地面等要使用光平材料制作，櫥柜、凳子、家具、臺面、地面等要使用光平材料制作，操作臺面上要鋪塑料布；操作臺面上要鋪塑料布；洗滌池和下水池最好不要有尖角，放水用足踏式龍頭，下洗滌池和下水池最好不要有尖角，放水用足踏式龍頭，下水道中盡量少用彎頭和接頭等。水道中盡量少用彎頭和接頭等

17、。2放射性計測實驗室放射性計測實驗室 放射性計測實驗室裝備有靈敏度、選擇性和放射性計測實驗室裝備有靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性好的放射性計量儀器和裝置。穩(wěn)定性好的放射性計量儀器和裝置。 設(shè)計此類實驗室時，特別要考慮到消除放射設(shè)計此類實驗室時，特別要考慮到消除放射性本底問題：一方面要在了解其來源的根底上，性本底問題：一方面要在了解其來源的根底上，采取措施，將其降到最小程度；另一方面，需通采取措施，將其降到最小程度；另一方面，需通過數(shù)據(jù)處理，對測量結(jié)果做修正。過數(shù)據(jù)處理，對測量結(jié)果做修正。 電學(xué)儀器還需有良好接地和有效的電磁屏電學(xué)儀器還需有良好接地和有效的電磁屏蔽，最好在恒溫條件下工作蔽，最好在恒溫條件

18、下工作 。 核輻射劑量的監(jiān)測需要用核輻射探測核輻射劑量的監(jiān)測需要用核輻射探測儀器。是基于射線和物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生儀器。是基于射線和物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的各種效應(yīng)如電離、光、電或熱等進行觀的各種效應(yīng)如電離、光、電或熱等進行觀測和測量的方法。測和測量的方法。 通常采用的探測器有通常采用的探測器有電離探測器、閃電離探測器、閃爍探測器和半導(dǎo)體探測器爍探測器和半導(dǎo)體探測器等。等。 原理：原理： 如果核輻射被電離室中的氣體吸收，該氣如果核輻射被電離室中的氣體吸收，該氣體將發(fā)生電離。電離探測器即是通過收集射線在體將發(fā)生電離。電離探測器即是通過收集射線在氣體中產(chǎn)生的電離電荷進行測量的。氣體中產(chǎn)生的電離電荷進行測

19、量的。儀器：常用的有電離室、正比計數(shù)管、蓋革儀器：常用的有電離室、正比計數(shù)管、蓋革彌彌勒計數(shù)管勒計數(shù)管G-M管。管。用法：用法： 電離室是測量由電離作用而產(chǎn)生的電離電電離室是測量由電離作用而產(chǎn)生的電離電流，適用于測量強放射性；正比計數(shù)管和蓋革流，適用于測量強放射性；正比計數(shù)管和蓋革彌勒計數(shù)管那么是測量由每一入射粒子引起電離彌勒計數(shù)管那么是測量由每一入射粒子引起電離作用而產(chǎn)生的脈沖式電壓變化，從而對入射粒子作用而產(chǎn)生的脈沖式電壓變化，從而對入射粒子逐個計數(shù)，這適合于測量弱放射性。逐個計數(shù)，這適合于測量弱放射性。b.正比計數(shù)管正比計數(shù)管 原理：原理：是利用射線照射在某些閃爍體上而使它發(fā)是利用射線照

20、射在某些閃爍體上而使它發(fā)生閃光的原理進行測量的儀器。它具有一個閃爍生閃光的原理進行測量的儀器。它具有一個閃爍體，當(dāng)射線進入其中時產(chǎn)生閃光，然后用光電倍體，當(dāng)射線進入其中時產(chǎn)生閃光，然后用光電倍增管將閃光訊號放大、記錄下來。增管將閃光訊號放大、記錄下來。用法：用法：該探測器以其高靈敏度和高計數(shù)率的優(yōu)點該探測器以其高靈敏度和高計數(shù)率的優(yōu)點而被用作測量而被用作測量、輻射強度。由于它對不同輻射強度。由于它對不同能量的射線具有很高的分辨率，所以又可作譜儀能量的射線具有很高的分辨率，所以又可作譜儀使用。通過能譜測量，鑒別放射性核素，并且在使用。通過能譜測量，鑒別放射性核素，并且在適當(dāng)?shù)臈l件下，能夠定量的分

21、析幾種放射性核素適當(dāng)?shù)臈l件下，能夠定量的分析幾種放射性核素的混合物。此外，這種儀器還能測量照射量和吸的混合物。此外，這種儀器還能測量照射量和吸收劑量。收劑量。原理：是將輻射吸收在固態(tài)半導(dǎo)體中，當(dāng)輻射與半原理：是將輻射吸收在固態(tài)半導(dǎo)體中，當(dāng)輻射與半導(dǎo)體晶體相互作用時將產(chǎn)生電子導(dǎo)體晶體相互作用時將產(chǎn)生電子空穴對。由于產(chǎn)空穴對。由于產(chǎn)生電子生電子空穴對的能量較低，所以該種探測器具有空穴對的能量較低，所以該種探測器具有能量分辨率高且線性范圍寬等優(yōu)點。能量分辨率高且線性范圍寬等優(yōu)點。用法：用硅制作的探測器可用于用法：用硅制作的探測器可用于計數(shù)、計數(shù)、能能譜測定；用鍺制作的半導(dǎo)體探測器可用于譜測定；用鍺制

22、作的半導(dǎo)體探測器可用于能譜測能譜測量，而且探測效率高、分辨能力好。半導(dǎo)體探測器量，而且探測效率高、分辨能力好。半導(dǎo)體探測器是近年來迅速開展的一類新型核輻射探測儀器。是近年來迅速開展的一類新型核輻射探測儀器。n, p半導(dǎo)體的n極和p極； RH電阻。1 放射性測量的對象及內(nèi)容放射性測量的對象及內(nèi)容2 放射性監(jiān)測方法放射性監(jiān)測方法 一樣品采集一樣品采集 二樣品預(yù)處理二樣品預(yù)處理 三環(huán)境中放射性監(jiān)測三環(huán)境中放射性監(jiān)測 環(huán)境放射性監(jiān)測的目的是為了掌握環(huán)境中的天環(huán)境放射性監(jiān)測的目的是為了掌握環(huán)境中的天然、人工放射性核素的水平、動態(tài)變化、轉(zhuǎn)移規(guī)律、然、人工放射性核素的水平、動態(tài)變化、轉(zhuǎn)移規(guī)律、污染特點以及對

23、公眾造成的輻射劑量情況污染特點以及對公眾造成的輻射劑量情況. 放射性污染監(jiān)測的內(nèi)容包括兩大類：放射性污染監(jiān)測的內(nèi)容包括兩大類：(1)輻射劑量的測量，這是對環(huán)境輻射的物理測量輻射劑量的測量，這是對環(huán)境輻射的物理測量方法。方法。(2)放射性核素的測定，這屬于放射化學(xué)的分析方放射性核素的測定，這屬于放射化學(xué)的分析方法。法。放射源強度、半衰期、射線種類及能量；放射源強度、半衰期、射線種類及能量；環(huán)境和人體中放射性環(huán)境和人體中放射性物質(zhì)含量、放射性強度、空間照射量或電離輻射劑量。物質(zhì)含量、放射性強度、空間照射量或電離輻射劑量。 放射性監(jiān)測按照監(jiān)測對象可分為：放射性監(jiān)測按照監(jiān)測對象可分為：(1)現(xiàn)場監(jiān)測：

24、對放射性物質(zhì)生產(chǎn)或應(yīng)用單位內(nèi)部工作現(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)域所作的監(jiān)測；區(qū)域所作的監(jiān)測；(2)個人劑量監(jiān)測：對放射性專業(yè)工作人員或公眾作內(nèi)個人劑量監(jiān)測：對放射性專業(yè)工作人員或公眾作內(nèi)照射和外照射的劑量監(jiān)測；照射和外照射的劑量監(jiān)測；(3)環(huán)境監(jiān)測：環(huán)境監(jiān)測：天然本底、核試驗、核企業(yè)、生產(chǎn)和使天然本底、核試驗、核企業(yè)、生產(chǎn)和使用放射性核素以及其它場所的監(jiān)測。用放射性核素以及其它場所的監(jiān)測。主要測定的放射性核素為：主要測定的放射性核素為：(1)放射性核素，放射性核素，226Ra、222Rn、235U等；等；(2)放射性核素，放射性核素，134Cs、137Cs、131I和60Co

25、等 環(huán)境放射性監(jiān)測方法有定期監(jiān)測和連續(xù)監(jiān)測。環(huán)境放射性監(jiān)測方法有定期監(jiān)測和連續(xù)監(jiān)測。 定期監(jiān)測：采樣、樣品預(yù)處理、樣品總放射定期監(jiān)測：采樣、樣品預(yù)處理、樣品總放射性性或放射性核素測定。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，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。實現(xiàn)采樣、預(yù)處理和測定自動化。 根本步驟根本步驟 ：樣品采集，樣品前處理，選擇適：樣品采集，樣品前處理，選擇適宜宜方法、儀器測定。方法、儀器測定。 1、放射性沉降物的采集、放射性沉降物的采集 沉降物包括干沉降物和濕沉降物，主要來源沉降物包括干沉降物和濕沉降物，主要來源于大氣層核爆炸所產(chǎn)

26、生的放射性塵埃，小局部來源于大氣層核爆炸所產(chǎn)生的放射性塵埃，小局部來源于人工放射性微粒。于人工放射性微粒。 對于放射性干沉降物樣品可用水盤法、粘紙對于放射性干沉降物樣品可用水盤法、粘紙法、高罐法采集。法、高罐法采集。 濕沉降物系指隨雨濕沉降物系指隨雨(雪雪)降落的沉降物，其降落的沉降物，其采集方法除上述方法外，常用一種能同時對雨水中采集方法除上述方法外，常用一種能同時對雨水中核素進行濃集的采樣器離子交換樹脂濕沉降物采核素進行濃集的采樣器離子交換樹脂濕沉降物采集器。集器。2、放射性氣溶膠的采集：、放射性氣溶膠的采集： 采集方法有過濾法、沉積法、粘著法、撞擊采集方法有過濾法、沉積法、粘著法、撞擊法

27、和向心法等。法和向心法等。 濾料阻留采樣法簡單，應(yīng)用最廣，其原理與大氣濾料阻留采樣法簡單，應(yīng)用最廣，其原理與大氣中顆粒物的采集相同。采樣設(shè)備包括過濾器、過濾中顆粒物的采集相同。采樣設(shè)備包括過濾器、過濾材料、抽氣動力和流量計等。采樣時抽氣流速約為材料、抽氣動力和流量計等。采樣時抽氣流速約為100-200升升/分，氣溶膠被阻擋在濾布或特制微分，氣溶膠被阻擋在濾布或特制微孔濾膜上。采樣結(jié)束后，將過濾材料取下，進行樣孔濾膜上。采樣結(jié)束后，將過濾材料取下，進行樣品源的制備與放射性測量。品源的制備與放射性測量。 3、放射性水樣的采集：、放射性水樣的采集： 放射性水樣的布點，采樣原那么與水質(zhì)放射性水樣的布點

28、，采樣原那么與水質(zhì)污染監(jiān)測根本相同。污染監(jiān)測根本相同。 采集水樣的工具可用普通清潔的、沒有采集水樣的工具可用普通清潔的、沒有放射性污染的玻璃瓶采集樣品。放射性污染的玻璃瓶采集樣品。 采集的水樣應(yīng)盛放于塑料瓶中，以減少采集的水樣應(yīng)盛放于塑料瓶中，以減少放射性吸附；有時可參加烯酸或載體、絡(luò)合劑等，放射性吸附；有時可參加烯酸或載體、絡(luò)合劑等，以防止放射性核素的損失。以防止放射性核素的損失。 采集的水樣根據(jù)需要可供作各種放射性采集的水樣根據(jù)需要可供作各種放射性監(jiān)測分析。監(jiān)測分析。 4、食品、生物樣品：、食品、生物樣品：于收獲季節(jié)在田地里布設(shè)的采樣點位采集于收獲季節(jié)在田地里布設(shè)的采樣點位采集糧食的樣品后

29、混合；糧食的樣品后混合；對已收獲的糧食在存放處的上、中、下各對已收獲的糧食在存放處的上、中、下各層均勻采集后混合。層均勻采集后混合。蔬菜應(yīng)采集不同類型品種的樣品。蔬菜應(yīng)采集不同類型品種的樣品。在核爆炸期間主要以采集葉菜為主。在核爆炸期間主要以采集葉菜為主。魚、蝦類應(yīng)根據(jù)在水中分布情況，可分別魚、蝦類應(yīng)根據(jù)在水中分布情況，可分別采集各類樣品。采集各類樣品。樣品采集后，去掉非食用局部，洗凈，將樣品采集后，去掉非食用局部，洗凈，將外表水晾干，稱鮮重。然后切碎置于蒸發(fā)皿中，外表水晾干，稱鮮重。然后切碎置于蒸發(fā)皿中，加熱讓其炭化，轉(zhuǎn)入馬福爐中于加熱讓其炭化，轉(zhuǎn)入馬福爐中于400500灰化，冷卻后稱重。供

30、測量使用。灰化，冷卻后稱重。供測量使用。5、土壤：放射性沉降物及各類來源的放射性廢物、土壤：放射性沉降物及各類來源的放射性廢物都可直接污染土壤。都可直接污染土壤。 土壤采樣點應(yīng)選地勢平坦的地方，在一定土壤采樣點應(yīng)選地勢平坦的地方，在一定范圍內(nèi)布設(shè)的采樣點位采集樣品。范圍內(nèi)布設(shè)的采樣點位采集樣品。 采樣時取出采樣時取出1010平方厘米方塊上垂直平方厘米方塊上垂直10厘米深的土壤。厘米深的土壤。 采集的樣品應(yīng)置于無放射性污染的容器內(nèi)。采集的樣品應(yīng)置于無放射性污染的容器內(nèi)。 將樣品晾干或在將樣品晾干或在110烘干，除去雜烘干，除去雜物，稱重，將樣品混合均勻，用四分法縮分，然物，稱重，將樣品混合均勻，

31、用四分法縮分，然后將土樣在馬福爐中于后將土樣在馬福爐中于500灼燒兩小時，冷卻灼燒兩小時，冷卻后，研碎、過篩，供各種測量使用。后，研碎、過篩，供各種測量使用。1 1、目的：濃集對象核素、去除干擾核、目的：濃集對象核素、去除干擾核素、將樣品的物理形態(tài)轉(zhuǎn)換成易于進行放素、將樣品的物理形態(tài)轉(zhuǎn)換成易于進行放射性檢測的形態(tài)。射性檢測的形態(tài)。2 2、方法：、方法： 衰變法衰變法 共沉淀法共沉淀法 灰化法灰化法 電化學(xué)法電化學(xué)法 其它方法有機溶劑溶解法、萃取法、其它方法有機溶劑溶解法、萃取法、離子交換法等離子交換法等 樣品放置一段時間，使壽命短的干擾樣品放置一段時間，使壽命短的干擾放射性核素衰變后，再對樣品

32、進行放射性測放射性核素衰變后，再對樣品進行放射性測量。在測定大氣中放射性氣溶膠的總量。在測定大氣中放射性氣溶膠的總、放放射性時常用這種方法，在用過濾法采樣后，射性時常用這種方法，在用過濾法采樣后，放置放置4-5小時，以使短壽命的氡、釷子體蛻小時，以使短壽命的氡、釷子體蛻變殆盡。變殆盡。 參加共沉淀劑使待測核素得以沉淀析出。參加共沉淀劑使待測核素得以沉淀析出。此法具有簡便、實驗條件易滿足等優(yōu)點，在某些此法具有簡便、實驗條件易滿足等優(yōu)點，在某些情況下還能直接提供固態(tài)樣品源，所以在微量放情況下還能直接提供固態(tài)樣品源，所以在微量放射性核素的分析中也是一種常用的別離濃集手段。射性核素的分析中也是一種常用

33、的別離濃集手段。居里夫婦發(fā)現(xiàn)一系列天然放射性元素便是運用這居里夫婦發(fā)現(xiàn)一系列天然放射性元素便是運用這種技術(shù)。種技術(shù)。 用一般化學(xué)沉淀法別離環(huán)境樣品中的微量用一般化學(xué)沉淀法別離環(huán)境樣品中的微量放射性核素時，有時達不到溶度積，因而不能到放射性核素時，有時達不到溶度積，因而不能到達別離要求。為此，可參加毫克數(shù)量級惰性載體。達別離要求。為此，可參加毫克數(shù)量級惰性載體。 例如，對環(huán)境水樣中例如，對環(huán)境水樣中Pu的預(yù)濃集，可的預(yù)濃集，可采用新鮮沉淀出來的水合二氧化錳作共沉淀采用新鮮沉淀出來的水合二氧化錳作共沉淀劑在劑在pH=8-9，用，用NaHSO4復(fù) 原復(fù) 原KmnO4溶液，并經(jīng)均相沉淀而制得，最溶液，

34、并經(jīng)均相沉淀而制得，最正確條件下，正確條件下，100升水樣處理只需升水樣處理只需40分鐘，分鐘，在在pH=8-10和室溫條件下，對海水和淡水和室溫條件下，對海水和淡水中中Pu回收率可分別達回收率可分別達80%和和90%。 固態(tài)樣品或蒸干的水樣，可放入瓷固態(tài)樣品或蒸干的水樣，可放入瓷坩堝內(nèi)，置于坩堝內(nèi)，置于500馬福爐中灰化一定時馬福爐中灰化一定時間，冷卻后稱量灰重，并轉(zhuǎn)入測量盤中，間，冷卻后稱量灰重，并轉(zhuǎn)入測量盤中，均勻鋪樣后檢測其放射性。均勻鋪樣后檢測其放射性。 通過電解的方法將放射性核素如通過電解的方法將放射性核素如AgAg、PbPb、BiBi等沉積在陰極、或以氧化物如等沉積在陰極、或以氧

35、化物如PbPb、CoCo的的形式沉積在陽極上。該法的優(yōu)點是別離純度高。形式沉積在陽極上。該法的優(yōu)點是別離純度高。沉積在惰性金屬片或絲電極上的沉積物可直沉積在惰性金屬片或絲電極上的沉積物可直接或做成樣品源進行放射性測量。接或做成樣品源進行放射性測量。1有機溶劑溶解法有機溶劑溶解法：用適宜的有機溶劑處理：用適宜的有機溶劑處理固態(tài)樣品如飄塵、土壤、沉積物、生物樣等，固態(tài)樣品如飄塵、土壤、沉積物、生物樣等，使其中所含待測核素得以溶解浸出，浸出液使其中所含待測核素得以溶解浸出，浸出液可轉(zhuǎn)入測量盤中，用紅外燈烘干后進行放射可轉(zhuǎn)入測量盤中，用紅外燈烘干后進行放射性測量。性測量。 早期是應(yīng)核武器制造需要而迅速

36、開展早期是應(yīng)核武器制造需要而迅速開展起來的一門專用技術(shù)，對于環(huán)境樣品來說，起來的一門專用技術(shù)，對于環(huán)境樣品來說，它也是別離極微量放射性核素的最常用方它也是別離極微量放射性核素的最常用方法之一。該方法的特點是到達相平衡所需法之一。該方法的特點是到達相平衡所需時間短、別離濃集效率高。時間短、別離濃集效率高。 例如，對第一顆钚原子彈爆炸地例如，對第一顆钚原子彈爆炸地日本長崎地區(qū)周圍土壤及太平洋海水樣品日本長崎地區(qū)周圍土壤及太平洋海水樣品中钚的測定，曾采用三辛胺中钚的測定，曾采用三辛胺- -硝酸鹽體系的硝酸鹽體系的溶劑萃取法作為別離手段。溶劑萃取法作為別離手段。 是目前最重要和應(yīng)用最廣泛的放射化學(xué)別離

37、是目前最重要和應(yīng)用最廣泛的放射化學(xué)別離法之一，可用于別離幾乎所有的無機離子和許多結(jié)法之一，可用于別離幾乎所有的無機離子和許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機化合物，還特別適用于同族元素別離構(gòu)復(fù)雜的有機化合物，還特別適用于同族元素別離和超微量組分的別離。和超微量組分的別離。 例天然水中鈾、釷別離：取例天然水中鈾、釷別離：取1升天然水或礦井升天然水或礦井水水樣，用檸檬酸酸化、過濾后，再參加一定數(shù)水水樣，用檸檬酸酸化、過濾后，再參加一定數(shù)量檸檬酸鈉和抗壞血酸使溶液量檸檬酸鈉和抗壞血酸使溶液pH=3，再將此水樣，再將此水樣通過陰離子交換柱通過陰離子交換柱柱內(nèi)裝載柱內(nèi)裝載4gDowexl8檸檬酸型的樹脂，水樣中所含鈾和釷

38、與檸檬素絡(luò)檸檬酸型的樹脂，水樣中所含鈾和釷與檸檬素絡(luò)合而被樹脂吸附，然后以合而被樹脂吸附，然后以8mol/L HCL洗脫釷洗脫釷續(xù)續(xù) 續(xù)為了將洗脫液中對測定釷有干擾的雜質(zhì)進一步除去，用續(xù)為了將洗脫液中對測定釷有干擾的雜質(zhì)進一步除去，用8mol/L HNO3處理該洗脫液將其轉(zhuǎn)化為絡(luò)陰離子后，再流過另一根陰離子交換柱處理該洗脫液將其轉(zhuǎn)化為絡(luò)陰離子后，再流過另一根陰離子交換柱柱內(nèi)裝載柱內(nèi)裝載2gDowexl8硝酸根型的樹脂，柱硝酸根型的樹脂，柱經(jīng)用經(jīng)用8mol/L HNO3洗洗滌后，用滌后，用6mol/L HCl作洗脫液，將吸附在柱上的釷洗脫下來。對已經(jīng)洗脫作洗脫液，將吸附在柱上的釷洗脫下來。對已經(jīng)

39、洗脫釷之后的交換柱釷之后的交換柱，用體積比為，用體積比為1：8：1的甲基異丁基酮、丙酮和的甲基異丁基酮、丙酮和1mol/l鹽鹽酸洗脫鈾。對經(jīng)以上步驟所得的含鈾洗脫液和含釷洗脫液作進一步化學(xué)處理后，酸洗脫鈾。對經(jīng)以上步驟所得的含鈾洗脫液和含釷洗脫液作進一步化學(xué)處理后，用偶氮胂用偶氮胂分光光度法測定釷；用熒光法測定鈾。分光光度法測定釷；用熒光法測定鈾。 1.水樣總水樣總放射性活度的測定放射性活度的測定2.水樣總水樣總放射性活度測量放射性活度測量 3.大氣、水體中氡的測定大氣、水體中氡的測定4.空氣中氚空氣中氚3H的放射性測定的放射性測定5.各種形態(tài)的碘各種形態(tài)的碘-131的測定的測定6.土壤中總土

40、壤中總、放射性活度的測量放射性活度的測量 水中常見輻射水中常見輻射粒子的核素有粒子的核素有Ra、Rn及其及其衰變產(chǎn)物等。一般情況下，水樣總衰變產(chǎn)物等。一般情況下，水樣總放射性濃度是放射性濃度是0.1Bq/L，超過此值，即應(yīng)進行總，超過此值，即應(yīng)進行總放射性活度放射性活度的測量。的測量。 測定水樣總測定水樣總放射性活度的作法如下：取一定量放射性活度的作法如下：取一定量水樣，過濾，濾液加硫酸酸化，蒸干，在低于水樣，過濾，濾液加硫酸酸化，蒸干，在低于350溫度下灰化?；曳忠迫霚y量盤中，鋪勻成溫度下灰化。灰分移入測量盤中，鋪勻成薄層，用閃爍探測器測量。在測量樣品之前，先薄層，用閃爍探測器測量。在測量樣

41、品之前，先測量空測量盤的本底值和活度的標(biāo)準樣品標(biāo)準測量空測量盤的本底值和活度的標(biāo)準樣品標(biāo)準源，以確定探測器的計數(shù)效率，計算樣品源的源，以確定探測器的計數(shù)效率，計算樣品源的相對放射性活度，即比放射性活度。相對放射性活度，即比放射性活度。 水中的水中的射線常來自射線常來自40K40K、90Sr90Sr、129I129I等核素的衰變，一般認為平安水平為等核素的衰變，一般認為平安水平為1Bq/L1Bq/L。水樣總。水樣總放射性活度測量步驟根放射性活度測量步驟根本與測量總本與測量總放射性活度相同，但檢測器放射性活度相同，但檢測器用低本底的蓋革計數(shù)管，且以含用低本底的蓋革計數(shù)管，且以含K K的化合的化合物

42、作標(biāo)準源。物作標(biāo)準源。 氡是一種天然產(chǎn)生的放射性氣體，來源于氡是一種天然產(chǎn)生的放射性氣體，來源于自然界中鈾的放射性衰變，它本身會發(fā)生天然衰自然界中鈾的放射性衰變，它本身會發(fā)生天然衰變并產(chǎn)生具有放射性的衰變產(chǎn)物。受到氡和氡衰變并產(chǎn)生具有放射性的衰變產(chǎn)物。受到氡和氡衰變產(chǎn)物的照射會使患肺癌的危險性增加。變產(chǎn)物的照射會使患肺癌的危險性增加。 氡與空氣作用時，能使空氣電離，因而可氡與空氣作用時，能使空氣電離，因而可用電離型探測器通過測量電離電流測定其濃度，用電離型探測器通過測量電離電流測定其濃度，測量時可采用活性炭吸附法濃縮樣品中的氡；水測量時可采用活性炭吸附法濃縮樣品中的氡；水體中氡的測定也可用閃爍

43、探測器通過測量由氡及體中氡的測定也可用閃爍探測器通過測量由氡及其子體衰變時所放出的其子體衰變時所放出的粒子測定其濃度。粒子測定其濃度。 3H主要存在形態(tài)是主要存在形態(tài)是HTO，也有少量以，也有少量以HT形態(tài)存在，可用硅膠吸附形態(tài)存在，可用硅膠吸附或冷凝的方法，將或冷凝的方法，將HT0以氚水形態(tài)別離出，再用液體閃爍技術(shù)測定其放射性以氚水形態(tài)別離出，再用液體閃爍技術(shù)測定其放射性活度。也可以將氣樣經(jīng)過濾除去氣溶膠粒子后，引入電流電離室或正比計數(shù)活度。也可以將氣樣經(jīng)過濾除去氣溶膠粒子后，引入電流電離室或正比計數(shù)管測定。測定空氣中的管測定。測定空氣中的HT和以蒸氣狀態(tài)存在的有機氚化合物時，可將它們和以蒸

44、氣狀態(tài)存在的有機氚化合物時，可將它們氧化成氧化成HT0后，再用上述方法測定。后，再用上述方法測定。 131I 是裂變產(chǎn)物之一，它的裂變產(chǎn)額較高，半衰期較短，可是裂變產(chǎn)物之一，它的裂變產(chǎn)額較高，半衰期較短，可作為反響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)，也可以作為反響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。作為核爆炸后有無新鮮裂變產(chǎn)物的信號。 大氣沉降物、液態(tài)或固態(tài)動植物樣品中的大氣沉降物、液態(tài)或固態(tài)動植物樣品中的131I呈各種化學(xué)形態(tài)和狀呈各種化學(xué)形態(tài)和狀態(tài)，收集各種形態(tài)的含態(tài)，收集各種形態(tài)的含131I樣品后，可用四氯化碳萃取法制

45、得樣品源，樣品后，可用四氯化碳萃取法制得樣品源，然后放于測量盤中測然后放于測量盤中測計數(shù)。對例行大氣環(huán)境監(jiān)測，可在低流速下連續(xù)采計數(shù)。對例行大氣環(huán)境監(jiān)測，可在低流速下連續(xù)采樣一周或一周以上，然后用樣一周或一周以上，然后用譜儀定量測定各種化學(xué)形態(tài)的譜儀定量測定各種化學(xué)形態(tài)的131I。 采集采集4-5份表土，除去雜物，晾干份表土，除去雜物，晾干或烘干，壓碎，縮分，直至?；蚝娓?，壓碎，縮分，直至剩200-300g土樣，再于土樣，再于500灼燒，冷卻后研灼燒，冷卻后研細、過篩備用。稱取適量上述土樣于測量細、過篩備用。稱取適量上述土樣于測量盤中，鋪勻，用相應(yīng)的探測器分別測量盤中，鋪勻，用相應(yīng)的探測器分別測量和和比放射性活度測比放射性活度測放射性的樣品層放射性的樣品層應(yīng)厚于測應(yīng)厚于測放射性的樣品層。放射性的樣品層。 外照射主要來自天然放射源發(fā)