方案摘要
方案下载应用领域 | 环保 |
检测样本 | 辐射 |
检测项目 | 放射性 |
参考标准 | 手持式XRF |
利用手持式XRF分析仪监测切尔诺贝利放射性污染情况 切尔诺贝利项目的主要目的是测量和降低放射性污染,手持式XRF在这个项目中也发挥了至关重要的作用。 “XRF在监测放射性污染的过程中,可以对收集到的样品进行分析检测。如果要致使电子设备失灵,需要达到一个非常极端的辐射值。在反应堆核心以外的地方,电子设备都不会受到辐射的影响。在切尔诺贝利的中心, 现在他们正计划移除核反应堆上的石棺。目前这个地方的核辐射依然非常的大!”
986年4月26日的早上,现乌克兰境内的切尔诺贝利核电站发生了一起核爆炸事故,引发了火灾、有毒气体以及核泄漏。是迄今为止发生过的最为恶劣的核事故之一。
当前的科研界希望可以寻找一个监测方案,以监控核电站周边环境的辐射等级。来自英国布里斯托大学的Peter Martin教授及他的团队正在和奥林巴斯合作一个项目:在切尔诺贝利禁区中使用手持式X射线荧光(XRF)分析仪对禁区内的辐射污染进行检测和清除。
什么是切尔诺贝利禁区? 切尔诺贝利禁区是指切尔诺贝利核电站周遭19英里内区域。是受到核爆炸事故引发的核泄漏状况最为严重的区域。 在1986年的核事故后,迅速的建立“切尔诺贝利禁区”。禁区的成立人员进出危险区域的频率,同时也降低了辐射污染的传播(携带放射性物质的物品或人员) 现今,切尔诺贝利禁区可以允许一部分的人员进出。同时它也是一些研究者比如Peter Martin教授的研究对象。这次我们也从Peter教授那了解到现在禁区的样子: “进入切尔诺贝利隔离区的时候,就仿佛时间停止了一样。那些金属制品的表面都已锈迹斑斑,整个禁区仿佛变成了野生动植物的家园,回到了自然野生的状态。那些被舍弃的车辆就这样被遗留在原先的公路上。整个场景都令人感到伤感。” 这片区域有很多废弃物和建筑材料。在禁区内,有很多破旧的不知从何而来的金属部件、被遗弃的车辆、以及洒倒的汽油。在禁区的许多物事对众人而言都是未知和不曾了解过的。但是,能确认的事情是,在这片区域内,依然还残留着非常严重的放射性污染。 这些研究者利用放射性计量学去评估辐射暴露, 整个团队配备了很多的仪器,每一个参与了这个项目的机构(大学、隔离区还有切尔诺贝利核电站)都会用来测量他们受到的辐射,每个人接受的辐射剂量都需要被严格控制。 利用手持式XRF分析仪监测切尔诺贝利放射性污染情况 切尔诺贝利项目的主要目的是测量和降低放射性污染,手持式XRF在这个项目中也发挥了至关重要的作用。 “XRF在监测放射性污染的过程中,可以对收集到的样品进行分析检测。如果要致使电子设备失灵,需要达到一个非常极端的辐射值。在反应堆核心以外的地方,电子设备都不会受到辐射的影响。在切尔诺贝利的中心, 现在他们正计划移除核反应堆上的石棺。目前这个地方的核辐射依然非常的大!” Peter教授和他的团队在现场使用Vanta手持式XRF分析仪监控不同的核电站中的物品、表面以及土壤中的放射性污染含量,这样可以明确样品中的元素组成并了解其中是否存在放射性的元素。手持式XRF荧光分析仪可以在现场实时进行检测,这也表示更少的样品需要被邮寄到专门的实验室中进行分析。他们的团队在5天的任务中,每天可以检测100个样品。 有一些样品他们只需要ppm级别的精度, 而对于元素Cs,由于其对于测量放射性污染非常重要,所以需要测量到ppt级别。 他们测量的对象包括有: 带有放射性的管道 散落的碎片、残骸中的铯(Cs)、铀(U)还有钚(Pu) 土壤中的重金属污染 为了分析土壤,研究者会先挖一个约0.3m深的土坑。这是因为大部分的辐射都会停留在地表的几英尺中。而铯(Cs)一般会在地表下几个厘米以内,黏土会将辐射维持在其内部,因为其黏性很高。 结合手持式XRF分析仪以及实验室分析方法监测放射性污染 庆幸于Vanta的便携性,手持式XRF分析仪是个非常实用的原位分析的工具,可以用来检测如土壤、岩石、钢筋、建筑材料、汽车以及散落在地面上的金属碎块等。禁区内还有很多物品也是难以邮寄到实验室的,如废弃的直升机和管道等。 在进行了原地取样后,一个小型样品被带回了英国进行更加精确的检测。但是,将一个样品带离隔离区的流程非常繁琐,约耗费了9个月的时间才将样品成功带离了乌克兰。 即便如此, 仍然还是会有一些样品滞留在机场。因为那些放射性物质被认为是危险品。他们必须使用特殊的货运飞机进行运输。除此以外 ,从隔离区带走物品的是被禁止的行为,所以他们还需要另外取得特殊许可。一旦获取了许可,物品会被寄到乌克兰基辅,然后才能进口到英国。 样品准备以及切尔诺贝利的辐射性物质的处理 Peter教授的团队将收集的土壤使用样本勺转移到一次性培养皿中。之后他们将培养皿放置在一个平坦的表面,再使用分析仪进行测试。测试金属样品时,他们直接用设备对其进行测量,比如像建筑材料、管道以及楼梯等。 他们还测试了一些特殊的样品,比如像面罩或者雨鞋, 他们被发现时大多都是半掩埋在土壤中。而这类的物品一般放射性污染会比较高, 表面附着大量放射性元素,特别是铯(Cs)这类。 “在伊万基夫区域,辐射剂量仪能检测到非常高的辐射值。哪怕捡起一把沙子,他们也包含着强烈的放射性。这把沙子可以迅速让你达到1年的辐射计量限值。” 这些颗粒实际上是反应堆的一部分,在事故当时,他们被吹散到外界。在这块区域中我们仍然能发现不少这样的颗粒。这些沙砾实际是由石墨、碳粉还有铀(U)组成的。如果发现了像这样的一类高辐射的物质, 队伍会将他管制起来,再统一丢弃到辐射性废弃物站点。 后记: 直至今日,切尔诺贝利事件给乌克兰乃至全球带来的影响都还未完全消除。当历史已成往事,我们无需再为过去感到自责,更重要的是避免重蹈覆辙。也多亏检测技术的高速发展,让人们可以更清晰明确的了解核泄漏的影响之深远。 当然,这一课的代价真的非常沉重。 P.S.: 衷心感谢Peter Martin教授以及他的团队与奥林巴斯团队分享这些宝贵的信息。
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