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放射性测量实验室和检测仪器
日期：2024-05-02 07:24
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摘要：
放射性测量实验室和检测仪器
本节要求：
了解对放射性测量实验室的要求，放射性监测的两种类型；
掌握放射性检测仪器的原理和适用情况；
1、放射化学实验室：样品处理、**防范方面；
2、放射性计测实验室：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。
基本原理是基于射线与物质间相互作用所产生的各种效应，包括电离、发光、热效应、化学效应和能产生次级粒子的核反应等。
1、电离型检测器：利用射线通过气体介质时，使气体发生电离的原理制成的探测器。
电流电离室：测量由于电离作用而产生的电离电流，适用于测量强放射性；主要用来研究由带电粒子所引起的总电离效应，即测量辐射强度及其随时间的变化。
正比计数管：由于输出脉冲大小正比于入射粒子的初始电离能，故定名为正比计数管。这种计数管普遍用于α和β粒子计数，具有性能稳定、本底响应低等优点。
盖革（GM）计数管：普遍地用于检测β射线和γ射线强度。
2、闪烁检测器：利用射线与物质作用发生闪光的仪器。它具有一个受带电粒子作用后其内部原子或分子被激发而发射光子的闪烁体。当射线照在闪光体上时，便发射出荧光光子，并且利用光导和反光材料等将大部分光子收集在光电倍增管的光阴极上。光子在灵敏阴极上打出光电子，经过倍增放大后在阳极上产生电压脉冲，此脉冲还是很小的，需再经电子线路放大和处理后记录下来。
闪烁检测器以其高灵敏度和高计数率的优点而被用于测量α、β、γ辐射强度。
3、半导体检测器：半导体检测器的工作原理与电离型检测器相似，但其检测元件是固态半导体。当放射性粒子射入这种元件后，产生电子-空穴对，电子和空穴受外加电场的作用，分别向两极运动，并被电极所收集，从而产生脉冲电流，再经放大后，由多道分析器或计数器记录。半导体检测器可用作测量α、β和γ辐射。
放射性监测按相应国家或行业标准进行。
HJ/T 61-2001 辐射环境监测技术规范
GB 12379-90 环境核辐射监测规定
GB/T 14583-93 环境地表γ辐射剂量率测定规范
GB/T 14582-1993 环境空气中氡的标准测量方法
GB/T 14584-1993 空气中碘-131的取样与测定
1、常用术语
辐射监测：为了评估和控制辐射和放射性物质的照射，对剂量或污染所完成的测量及对测量结果所作的分析和解释。
辐射环境监测：在辐射源所在场所的边界以外环境中进行的辐射监测。
常规监测：在预定场所按预定时间间隔进行的监测。
应急监测：在应急情况下，为查明放射性污染情况和辐射水平而进行的监测。
放射性废物：含有放射性核素或被其污染，没有或暂没有重复利用价值，其放射性比活度或污染水平超过国家规定妇女限值的废弃物。
代表性样品：是被取样介质相同的一部分，具有被取样介质的性质和特征。
2、辐射环境质量监测的目的
积累环境辐射水平数据；总结环境辐射水平变化规律；判断环境中放射性污染及其来源；报告辐射环境质量状况。
3、辐射环境质量监测的原则
辐射环境质量监测蝗内容，因监测对象的类型、规模、环境特征等因素的不同而变化；
在进行辐射环境质量监测方案设计时，应根据辐射防护**化原则，进行优化设计，随着时间的推移和经验的积累，可进行相应的改进。
4、辐射环境质量监测内容
（1）陆地γ辐射剂量
（2）空气
气溶胶：监测悬浮在空气中微粒态固体或液体中的放射核素浓度；
沉降物：监测避自然降落于地面上的尘埃、降水（雨、雪）中的放射性核素含量；
氚：主要监测空气中氚化水蒸气中氚的浓度；
（3）水
地表水：监测主要江、河、湖泊和水库中的放射性核素浓度；
地下水：监测地下水中放射性核素的浓度；
饮用水：监测自来水和井水及其它饮用水中的放射性核素浓度；
海水：监测沿海海域近海海水中的放射性核素浓度；
（4）底泥：监测江、河、湖、库及近岸海域沉积物中放射性核素含量；
（5）土壤：监测土壤中的放射性核素含量；
（6）生物
陆生生物：监测谷类、蔬菜、牛（羊）奶、牧草等中的放射性核素含量；
水生生物：监测淡水和海水的鱼类、藻类和其它水生生物中的放射性核素含量；
5、辐射环境质量监测点的布设原则
（1）陆地γ辐射：监测点应相对固定，连续监测点可设置在空气采样点处；
（2）空气：空气（气溶胶、沉降物、氚）的采样点要选择在周围没有树木、没有建筑物影响的开阔地，或没有高大建筑物影响的建筑物的无遮盖平台上；
（3）水
地表水：尽量考虑国控、省控监测点；
饮用水：在城市自来水管末端和部分使用中的深井设饮用水监测采样点；
海水：在近海海域设置海水监测采样点；
（4）底泥：监测江、河、湖、库及近岸海域沉积物中放射性核素含量；
（5）土壤：设置在无水土流失的原野或田间；
（6）生物
陆生生物：样品采集区和样品种类应相对固定；
采集的谷类、蔬菜样品应选择当地居民摄入量较多且种植面积大的种类；牧草样品应选择当地有代表性的种类；采集的牛（羊）奶均应选择当地饲料饲养的牛（羊）奶所产的奶汁；
水生生物：监测采样点应尽量和地表水、海水的监测采样区域一致。
6、辐射环境质量监测的项目和频次
表1 环境质量监测项目和频次
监测对象 | 分析测量项目 | 监测频次 |
陆地γ辐射 | γ辐射空气吸收剂量率 γ辐射累积剂量 | 连续监测或1次/月 |
氚 | 氚化水蒸气 | 1次/季 |
气溶胶 | 总α、总β、γ能谱分析 | 1次/季 |
沉降物 | γ能谱分析 | 1次/季 |
降水 | 3H、210Po、210Pb | 一次降雨(雪)期/年 |
水 | U、Th、226Ra、总α、除K总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、样品采集
（1）采样原则
从采样点的布设到样品分析前的全过程都必须在严格的质控措施下进行；
采集代表性样品与选用分析方法同等重要，必须给予足够的重视；
根据监测目的和现场具体情况确定监测项目、采样容器、设备、方法、方案、采样点的布置和采样量。采样量除保证分析测定用量外，应留有足够的余量，以备复查；
采样器使用前必须符合国家技术标准的规定，使用前须经检验，保证采样器和样品容器的清洁，防止交叉污染。
（2）空气
气溶胶：一般由滤膜（纸）夹具、流量调节装置和抽气泵等三部分组成。采样器的采样口应高出基础面1.5m；采样器经过计量检定，采样总体积换算成标准状态下的体积，同时记录温度、气压、湿度、风向和风速。
沉降物：采样设备的接受面积为0.25m2的不锈钢盘，盘深30cm，采样盘安装在距地面一定调试周围开阔、无遮盖的平台上，盘底面要保持水平，上口离基础面1.5m。
湿法采样：采样盘中注入蒸馏水，水深经常保持在1~2cm。收集样品时，将采样盘中采集的沉降物和水一并收入兼或玻璃容器中封存。
干法采样：在采样盘内表面底部涂一薄层硅油（或甘油），用以粘结沉降物。收集样品时，用蒸馏水冲洗干净，将样品收塑料或玻璃容器中封存。
降水：用降水采集装置，安放在周围至少30m内没有树木和建筑物的开阔平坦地。受水器边沿上缘离地面高1m，采取适当措施防止扬尘的干扰。
采样时，贮水瓶要每天定时更换，采集好的样品，充分搅拌以后用量筒量出总量，采完样品后，贮水瓶用蒸馏水充分清洗，以备下次使用。
（3）水
地表水：用自动采水器或塑料桶采集水样，在江河控制断面采样，断面水面宽《10m时，在主流中心采样；断面水面宽>10m，在左、中、右三点采样。湖泊、水库水样须多点采样，水深《10m，在水面下50cm处采样；水深>10m，增加中层采样；
采样前洗净采样设备，采样时用样水洗涤三次后采集。
饮用水、地下水：自来水水样取自来水管末端水；井水水样采自饮用水井。泉水水样采自出水量大的泉水。凡用泵或直接从干管采集水样时，必须先排尽管内的积水，方可采集水样。
（4）土壤
土壤采集器或采样铲。在相对开阔的未耕区采取垂直深10cm的表层土。一般在10m×10m范围内，采用梅花形布点或根据地形采用蛇形布点（采点不少于5个）进行采样。将多点采集的土壤除去石块、草根等杂物，现场混合后取2~3kg样品装在双层塑料袋内密封，再置于同样大小的布袋中保存。
8、样品的保存和运输
（1）水样采集后，用浓硝酸酸化到pH=1~2（监测氚、C14或I132的水样不酸化；监测铯-137的水样用盐酸酸化；当水中含泥沙时较高时，待24小时后取上清液再酸化），尽快分析测定。水样保存期一般不得超过2个月；
（2）密封的土壤样品必须在7天内测其含水率，晾干保存；
（3）生物样品采集后，及时处理，注意保鲜。牛（羊）奶样品采集后，立即加适量甲醛，防止变质。
（4）采集的样品要分类保存，防止交叉污染。
样品运输过程需认真填写送样单，运输中样品要有专人负责。
9、样品监测
（1）样品预处理方法
水样：水样运到实验室，对要求分析澄清的水样通过过滤或静置使悬浮物下沉后，取上清液；
土壤及底泥样品：样品运至实验室，立即除去沙石、杂草等异物，称重，置于搪瓷盘中摊开晾干，碾碎过120目筛，105℃恒温干燥至恒重，计算样品失水量。于已编号的广口瓶中密封保存，备用。
生物样品：
鲜样，如谷类，稻和麦等谷类的籽实，风干，脱壳，去砂石等杂物，称鲜（干）重。
样品干燥处理：果实等切成碎片，放入搪瓷盘内摊开，于干燥箱内105℃烘至恒重，计算样品失水量，密封保存。
样品灰化处理：把干样放入蒸发皿中，加热使之充分炭化（防止出现明火）。然后移入马福炉内，根据待测项目的要求选择合适的湿度进行灰化，冷却称重，主牌灰鲜（干）比，密封保存。
沉降物：样品送至实验室后，用光洁的镊子将落入采样盘中的树叶、昆虫等异物取出，并用去离子水将附着在异物上面的细小尘粒冲洗下来，合并冲洗液于样品中，弃去异物。将样品溶液与尘粒全部定量转入500ml烧杯中，在电热板上蒸发使体积浓缩至50ml后，将样品分数次转入已于105℃恒重的瓷坩埚中，在电热板上小心蒸发至干，于105℃烘至恒重，根据待测项目要求准确称取部分或全部样品进行分析。
气溶胶：根据滤膜的大小、材质，结合待测项目要求选择合理的处理方式。一般能用于直接测量可不必经预处理步骤；对于纤维素滤膜可结合待测项目要求选择合适的温度进行炭化、灰化处理；对于玻璃纤维滤膜，可结合待测项目要求选择合适的溶剂进行提取处理。
（2）监测分析方法
凡有国家标准的，一律采用国家标准，没有国标的优先选用行业标准，选用其他方法需报国家环保总局批准。
10、辐射环境质量报告填写
（1）辐射环境质量年报格式
前言
概况：辐射环境监测机构、监测仪器设备、辐射环境监测内容；
辐射环境监测方案：辐射污染源监测方案、辐射环境质量监测方案；
质量保证：
监测结果：辐射污染源监测结果、辐射环境质量监测结果；
辐射环境质量监测结论，其中应包括辐射环境监测结果的评价，环境辐射水平变化趋势分析，存在问题的探讨等；
（2）辐射环境质量年报的要求
用表格等方式列出监测方案，其中包括监测对象、项目、频次、采样点数、监测方法、仪器设备和探测限等。绘出监测采样点位分布示意图；
用文字详细叙述环境监测质量保证的主要措施，并用具体统计数字、表格等形式给出实施质量保证措施取得的成绩；
对监测结果需列出样品数，测值范围、平均值、标准差和置信区间；单个样品的测量值需给出单次测量的标准差。在给出拟合曲线图、不同时间或不同地点的环境样品比活度的比较图上，均要画出各点或各样品测量值的置信区间；
发现监测结果有异常时应分析其原因并说明处理结果。
11、污染事故报告
（1）初始报告与定期定时报告
对核事故、辐射事故或**性放射怀污染事件，必须立即开展事故监测或应急监测，并迅速向上级主管部门报告。
初始报告要求在事故发生后就立即报告。
定期定时报告要求事故发生后每隔24小时报告一次，直至污染源得到有效控制，污染水平明显降低为止。
（2）污染事故报告内容
污染事故的性质与类型；
放射性物质排放的成分和数量；
主要环境介质的污染水平及污染范围；
居民受照剂量的估算；
事故发生后所采取的控制污染措施和辐射防护措施；
（3）建立污染事故技术档案
对伴有辐射设施出现的辐射事故或突发放射性污染事件必须建立专门的技术档案。对规模大、污染严重或影响范围广的事故，事故处理后应建立长期监测和观察的技术档案。
