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环境中放射性污染监测概论第一节基础知识第二节环境中的放射性第三节放射性辐射防护标准第四节放射性测量实验室和检测仪器第五节放射性监测第一节基础知识图8.1226Ra和60Co的核衰变1.α衰变α衰变是不稳定重核(一般原子序数大于82)自发放出4He核(α粒子)的过程。2.β衰变β衰变是放射性核素放射β粒子(即快速电子)的过程,它是原子核内质子和中子发生互变的结果。β衰变可分为负β衰变、正β衰变和电子俘获三种类型。3.γ衰变γ射线是原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态时所放射的电磁辐射。1.放射性活度(强度)放射性活度系指单位时间内发生核衰变的数目。2.半衰期当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半衰期(T1/2)。二、照射量和剂量(一)照射量x或γ辐射在单位质量空气中产生一种符号离子总电荷的绝对值.(二)吸收剂量它是表示在电离辐射与物质发生相互作用时单位质量的物质吸收电离辐射能量大小的物理量。其定义用下式表示:式中:D——吸收剂量,SI单位为J/kg,单位的专门名称为戈瑞,简称戈,用符号Gy表示;——电离辐射给予质量为dm的物质的平均能量。(三)剂量当量剂量当量(H)定义为:在生物机体组织内所考虑的一个体积单元上吸收剂量、品质因数和所有修正因素的乘积,即H=DQN式中:D——吸收剂量,Gy;Q——品质因素,其值决定于导致电离粒子的初始动能、种类及照射类型等(见表8.1);N——所有其他修正因素的乘积。表8.1品质因数与照射类型、射线种类的关系第二节环境中的放射性(一)天然放射性核素1.宇宙射线及其引生的放射性核素2.天然系列放射性核素3.自然界中单独存在的核素二、放射性核素在环境中的分布(一)在土壤和岩石中的分布(二)在水体中的分布(三)在大气中的分布大多数放射性核素均可出现在大气中,但主要是氡的同位素(特别是222Rn),它是镭的衰变产物,能从含镭的岩石、土壤、水体和建筑材料中逸散到大气,其衰变产物是金属元素,极易附着于气溶胶颗粒上。(四)在动植物组织中的分布任何动植物组织中都含有一些天然放射性核素,主要有40K、226Ra、14C、210Pb和210Po等,其含量与这些核素参与环境和生物体之间发生的物质交换过程有关,如植物与土壤、水、肥料中的核素含量有关;动物与饲料、饮水中的核素含量有关。三、放射性污染的危害通常,每人每年从环境中受到的放射性辐射总剂量不超过2毫希沃特。其中,天然放射性本底辐射占50%以上,其余是人为放射性污染引起的辐射。放射性元素铀(238U、235U、234U)、钍(232Th)、镭(226Ra)、氡(222Rn)和钾(40K)对人体的辐射伤害特征见表8.4所示。图8.2放射性物质辐射人体的途径第三节放射性辐射防护标准表8.5工作人员、居民年最大容许剂量当量表8.6放射性同位素在露天水源中的限制浓度和放射性工作场所空气中的最大容许浓度放射性同位素在放射性工作场所以外地区空气中的限制浓度,按表8.6放射性工作场所空气中的最大容许浓度乘以表8.7所列比值控制计算。二、其他国家和机构发布的有关环境放射性标准第四节放射性测量实验室和检测仪器表8.9各种常用放射性检测器2.正比计数管图8.5盖革计数管示意图(二)闪烁检测器闪烁体的材料可用ZnS,NaI,蒽、芪等无机和有机物质,其性能列于表8.10中。(三)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。其工作原理如图8.8所示。第五节放射性监测1.α放射性核素即239Pu、226Ra、224Ra、222Rn、210Po、222Th、234U和235U。2.β放射性核素即3H、90Sr、89Sr、134Cs、137Cs、131I和60Co。三、放射性监测方法定期监测:采样、样品预处理、样品总放射性或放射性核素测定。连续监测:在现场安装放射性自动监测仪器,实现采样、预处理和测定自动化。基本步骤:样品采集,样品前处理,选择适宜方法、仪器测定。(一)样品采集1.放射性沉降物的采集沉降物包括干沉降物和湿沉降物。放射性干沉降物样品可用水盘法、黏纸法、高罐法采集。湿沉降物常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器,如图8.9所示。2.放射性气溶胶的采集放射性气溶胶包括核爆炸产生的裂变产物,各种来源于人工放射性物质以及氡、钍射气的衰变子体等天然放射性物质。这种样品的采集常用滤料阻留采样法,其原理与大气中颗粒物的采集相同。3.其他类型样品的采集水体、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大致相