仪器信息网APP
选仪器、听讲座、看资讯

【资料】辐 射 知 识

气体检测

  • 辐射知识

    一、电离辐射与电磁辐射
    电离辐射与电磁辐射统称为辐射(辐射实际上是一个更为广泛的概念,包括光辐射、热辐射、声辐射、地震波辐射等等)。它的本质为以波或粒子的形式向周围空间物质发射并传播能量。

    电离辐射通常又称为放射性辐射,由于这类辐射发生的能量较高,可以引起周围物质的原子电离,故称之为电离辐射。在辐射防护领域,电离辐射是指在生物物质中产生离子对的辐射。电离辐射根据组成的粒子本质不同,可分为α、β、γ(X )、n 等辐射。电离辐射的来源可以是放射性核素(包括天然的和人工生产的),也可能是核反应装置,如反应堆、对撞机、加速器、核聚变装置等等,也可以是用于医学诊断和治疗的X 射线机。

    电磁辐射是由于交变的电场和磁场而产生的电磁波向周围空间产生的辐射。由于这类辐射的能量较低,无法引起周围物质电离。严格来讲所有电器(包括家用电器)都会产生电磁辐射,但真正会造成环境污染影响人类健康的是一些大功率的通讯设备,如雷达、电视和广播发射装置,工业用微波加热器(家用微波炉也可能有电磁辐射泄漏),射频感应和介质加热设备,高压输变电装置,电磁医疗和诊断设备等等。由于辐射的本质不同,因此它作用于人体的机理也不同于电离辐射。电磁辐射有近区场和远区场之分,它是按一个波长的距离来划分的。近区场的电磁场强度远大于远区场,因此是监测和防护的重点。

    二、本底辐射及其来源

    人类所居住的地球表面,到处都存在着放射性的照射,它们构成了本底辐射。对本底辐射的调查,也可称为零点调查,或背景调查,或水平调查。本底辐射包括天然辐射与人工辐射两个部分。天然辐射主要来源于宇宙射线和自然界中的天然放射性核素;人工辐射主要来源于核爆炸或大型核事故产生的全球沉降灰。宇宙射线来自外层空间,包括银河系粒子、太阳辐射和地球磁场俘获粒子。在近地面处的宇宙射线由70 %的μ介子(硬成份)和30 %的电子(软成份)组成。宇宙射线的量值与海拔高度和电磁纬度有关,此外还与太阳活动的周期(n 年)有关。一般在中国(中纬度)海平面处的值为3InGy / h ,在西藏(4000 一5000 米)约为120 一180nGy / h ,乘波音飞机(10000 米高空)约为770nGy / h 。

    本底辐射中的天然放射性核素主要为铀(u )、钍(Th )、镭(Ra )和钾(K ) 。 铀系主要为U238(占99 . 28 % )和U235 (占0 . 71 % ) ,它们的半衰期分别为44 . 7 亿年和7 . 04 亿年;钍系主要为Th232,它的半衰期为140 亿年,镭主要为Ra226 , 它是U 238的衰变子体,半衰期为1600 年,钾的放射性同位素是K40,它的半衰期为12 . 8 亿年。由上述数据可见,这些天然放射性核素的半衰期几乎与地球同龄,甚至更大。因此在今天自然界中仍可找到它们。
    本底辐射中的人工放射性核素,主要为Cs 137, (半衰期30 . 2 年)和Sr90 (半衰期28 . 6 年),它们主要由核试验全球沉降而引起的,由于它们的半衰期相对较长,因此在上个世纪五十年代、六十年代,美苏核试验高峰期五六十年后,在今天的北半球土壤中,依然可以找到它们的踪影。

    此外还有微量的宇生放射性核素,是由于宇宙射线与大气中的原子碰撞而产生的,如Be7 等。相对于天然放射性核素,人工放射性核素和宇宙放射性核素对本底辐射剂量的贡献是微不足道的。(当然也有例外,例如在切尔诺贝利核电站隔离区3 公里内,至今的剂量仍有154mR / h ,它们主要来源于人工放射性核素。)环境本底辐射有两个特点:一为它关系到地球上每一个人,而且在长时期内它的值相对稳定(只要环境状况无重要变化);第二特点为本底辐射随地域不同会有很大的变化,甚至在局部地区也会有较大差异,因此凡开展污染源的环境监测,必须先作环境本底调查(或零点调查,或背景调查)。严格的本底调查时间不应少于一年(因辐射水平随季节会有较大变化)。

    三、核监测仪器分类与监测对象

    如上所述,核仪器是用于监测电离辐射的仪器(电磁辐射则要用场强仪、频谱仪等仪器)。核仪器可以粗略如下分类:

    1 、按测量对象性质分

    α测量仪:带电粒子测量仪

    β测量仪:带电粒子测量仪

    γ测量仪

    n 测量仪

    由于不同粒子与物质作用的机理不同,因此对不同粒子采用不同的传感器。它们不外可分为气体、闪烁、半导体传感器等。

    2 、按监测目的分:

    粒子强度仪:(总α、总β、总γ 、中子)仅与粒子数相关,与能量无关。

    剂量仪:主要指贯穿辐射、γ 、x 和中子,不仅与粒子数相关,与能量也有关,但无法区分是哪种核素。

    谱仪:(α、β、γ、x 、中子),区分各种不同的放射性核素,并可以与内置数据库和正确的刻度方法结合确定各种核素的强度及剂量。


    3 、按监测用途分:

    入口探测器:(行人、车辆、火车、行李包裹、货物、集装箱等)用于出入境检验检疫以及国土安全。

    场所(固定点)剂量仪:用于发现监测区域异常排放,对用源场所的剂量进行监控、报警。

    巡测剂量仪:用于核环境、核安全,寻找放射源,发现特殊核材料个人剂量报警仪:用于从事核安全、核反恐人员的个人剂量监测及报警核素识别仪:用于识别放射性同位素及特殊核材料的种类并确定其强度,它可分实验室用以及便携式两种。

    核废物监测仪:用于核设施、核电站等,对核废物监测并分类表面污染监测仪:有监测路面(车载)、全身及工作衣表面(固定),桌面或任何工作区域局部表面(携带式)。

    气体及气溶胶测量仪:测氡气、釷射气、Xe 等惰性气体等流出物监测系统:用于核电站等大型核设施

    核成像系统:大型核仪器,采用辐射源和传感器组合,对监测目标扫描成像

    其他辅助设施:如自动气象站,气溶胶采样设备、无线电定位系统、车载设备等。
  • 该帖子已被版主-太白金星加2积分,加2经验;加分理由:老领域新认知
    +关注 私聊
  • 核桃

    第1楼2008/02/20

    四、核监测仪器的刻度和校验

    任何仪器给出的值只是一个读数(这里不涉及绝对剂量仪),要把该读数变成剂量和活度值,必须对仪器进行刻度。所谓的刻度就是用标准源或标准样品放在仪器前得到一个读数,并把该读数与标准源或标准样品的值(剂量或活度)相比得到一个值,即为刻度系数,应用该刻度系数即可把仪器的读数转化为剂量值或活度值。所有本公司销售的核仪器在出厂前均经厂方用标准源刻度过,并把该刻度系数输入仪器中,因此仪器的读数已经代表剂量值。但是按中国有关部门的规定,只有经中国计量部门出具的正式的计量证书的仪器所获得的数据才为有效的数据,因此往往用户会把购置的仪器交中国计量部门再次刻度。
    刻度仪器必须要有标准源、专用的场地、专用的装置以及专用的方法和程序。即使如此,往往不同的实验室对同一台仪器的刻度结果,也可能误差在10 %以上。

    五、定性分析与定量分析

    定性分析是指:

    1 、确定环境或样品中有无放射性物质;
    2 、确定测到的放射源是弱源还是强源;
    3 、确定测到的是放射性是什么样的放射性核素(如Co60或Cs137 或Pm 147 等等)等,定性分析不能给出正确的量值。

    定量分析是指给出监测目标的正确量值(剂量值、放射性活度值等)介于定性分析和定量分析之间,还有一类半定量分析。由于测量原理,或刻度等因素制约,测得的数据有较大的误差,往往只能保证数量级是对的。这类半定量分析结果无法用于作评价,只能用于估计危害的程度。正确的刻度仪器是保证得到正确的测量结果的必要条件,一个好的实验工作者往往可以把一台仪器的功能发挥到极致。例如SAM935 或SAM940,它既可以用作为环境巡测谱仪,也可用作实验室分析仪器(需配一铅室及样品支架)在野外环境巡测时,既可用于定性分析,也可以用作定量分析(由剂量反推源的活度),严格而言,Na I、Cs I、GM 管等仪器受其机理制约,不能作为全定量的剂量测量仪器,一般均需对数据进行处理后才能得到正确的值。而用Na 工谱仪,由于它的分辨率较差(一般为8 % ) ,因此对复杂谱作定量分析也会带来较大的误差,而在入口探测器中普遍使用的塑料闪烁体,由于很低的分辨率,更不能用作谱的定量分析。

    塑料探测器分辨率15 一20 %, Na I 探测器分辨率8 %, LaBr 探测器分辨率3 %, HPGe 探测器分辨率为015 % - 0.8%

    六、报警阂的设置

    报警阂的设置与监测的目的有关,装置于核设施监督区和控制区(即核设施工作场所)内的固定监测点,它的报警阂值由工作人员的剂量限值来设置;装置于核设施周围居民区内的固定监测点,报警阂值应由公众照射剂量限值来设置(以上两项均指附加剂量,即要扣除该区域本底值);而用于环境监测和反恐的仪表的报警阂值设置,则应根据异常数据的概率来设定。

    1 、核设施工作场所报警阂设置

    按中华人民共和国国家标准《 电离辐射防护与辐射安全基本标准》 ( GB18871 一2002 ) ,职业照射剂量限值为连续5 年年平均有效剂量,20msV / a ,例如平均每年工作300 天,每天8 小时,那么它的平均剂量率不能超过20 x 10 一3sV / 3 00 / 8h = 8 . 3 μsv / h ,标准中规定的约束值为限值的( 10 一30 ) % ,则报警阂可设为830nsv / h 一2 . 5 μSv / h

    2 、核设施周围公众报警阂设置

    按GB18871 一2002 国家基本标准规定:公众照射的剂量限值为每年1msv 。按居民居住在该区域一年365 天,每天24 小时计,那么它的平均剂量率不得超过l x 10 一3Sv / 365 X 24h = 114nsv / h ,以上二项设置仅考虑γ外照射,而未考虑到放射性粒子引起的内照射。

    3 、环境监测与反恐仪表的报警阂设置
    环境监测与反恐仪表旨在发现异常值,因为在正常的环境中不可能会有放射性物质存在(除本底外),一旦发现放射性数据的异常,则必须找出原因。 

0
    +关注 私聊
  • 美食城

    第2楼2008/02/21

    引用部分原文:本底辐射中的天然放射性核素主要为铀(u )、(Th )、镭(Ra )和钾(K ) 。 铀系主要为U238(占99 . 28 % )和U235 (占0 . 71 % ) ,它们的半衰期分别为44 . 7 亿年和7 . 04 亿年;钋系主要为T232,它的半衰期为140 亿年,镭主要为Ra226 , 它是U 238的衰变子体,半衰期为1600 年,钾的放射性同位素是K40,它的半衰期为12 . 8 亿年。由上述数据可见,这些天然放射性核素的半衰期几乎与地球同龄,甚至更大。因此在今天自然界中仍可找到它们。

    被划出的部分有错误,“钋”字不对应该是“钍”字,“钍元素”的元素符号应该是“Th”而不是“T”

0
  • 该帖子已被版主-太白金星加2积分,加2经验;加分理由:感谢您认真地参与本版
    +关注 私聊
  • 穿越时空

    第3楼2008/02/21

    我们接触最多应该是热辐射吧,天天烧饭时就感受到了.

0
    +关注 私聊
  • 阿du

    第4楼2008/02/21

    整天对着电脑,电磁辐射接受的比较多。
    其实现在生活中到处都是电器,还是电磁辐射影响多些。

0
    +关注 私聊
  • 小鸟飞翔

    第5楼2008/02/21

    不知道日本广岛现在辐射有多大……

0
    +关注 私聊
  • 大黄

    第6楼2008/02/22

    辐射无处不在,每天吃的食盐中的钾-40,烟雾报警器中的放射的α射线等等,天然放射和人为的放射都在照射我们,不过这个量还是比较小的。比较严重的是医疗照射,比如胸透,CT等这些照射的剂量才是人们生活中最大的!所以减少比必要的照射是关键!

0
    +关注 私聊
  • 太白金星

    第7楼2008/02/22

    已降低到人类可接受的水平。

    tonyding 发表:不知道日本广岛现在辐射有多大……

0
    +关注 私聊
  • tdk8008

    第8楼2008/02/22

    不知道日本广岛现在辐射有多大……

0
    +关注 私聊
  • 太白金星

    第9楼2008/05/30

    好像在定义上有差别!

    fscmj 发表:我们接触最多应该是热辐射吧,天天烧饭时就感受到了.

0
    +关注 私聊
  • 太白金星

    第10楼2008/05/30

    必要的辐射剂量是维持生命的动力。

    huangula 发表:辐射无处不在,每天吃的食盐中的钾-40,烟雾报警器中的放射的α射线等等,天然放射和人为的放射都在照射我们,不过这个量还是比较小的。比较严重的是医疗照射,比如胸透,CT等这些照射的剂量才是人们生活中最大的!所以减少比必要的照射是关键!

0
猜你喜欢最新推荐热门推荐更多推荐
举报帖子

执行举报

点赞用户
好友列表
加载中...
正在为您切换请稍后...