表面污染测量.
表面污染检测仪RDS-80
表面污染仪的使用【实验目的】1、了解G-M 管的工作原理，掌握RDS-80表面污染仪的基本使用方法；2、了解表面污染的检测方法，简单测定实验室本底计数。
【实验原理】1、G-M 管的工作原理G-M 计数器作为一种辐射探测器已被广泛使用，它结构简单，且具有较高的灵敏度，在辐射水平很低的场合，它是很有用的。
G-M 计数器对光子和中子的探测原理跟电离室一样，都是基于由壁中击出的次级电子穿过敏感体积，引起响应。
但在电离室中，每个次级电子对响应（即收集到的电荷、产生的电离电流或形成的脉冲幅度）的贡献，正比于它们穿过灵敏体积时所消耗的能量。
而在盖革计数管中，所有进入灵敏体积的带电粒子，不管其损耗能量多少，都只能产生一个幅度相同的脉冲，使得它的响应与产生脉冲的初始电离事件无关。
实际工作中：)/()/(a a en W e E X ⋅⋅⋅=•ρµϕγ(1)式中，ϕ和a en )/(ρµ分别为E γ的光子注量率及其在空气中的质量能量吸收系数，)/(a W e 是电子在空气中产生单位电荷时所需消耗的能量的倒数。
2、测定表面污染的方法表面污染仪采用端窗盖革探测器，具有较高探测效率，可进行α、β辐射表面污染检测和X 、γ辐射剂量率的监测。
表面污染可以通过直接和间接测量方法来测定。
直接测量是采用表面污染仪和监测仪进行的这类仪表测定的是可去除的固定的污染之和。
间接测定通常是采用擦拭法进行的，用擦拭法只能测定可去除的表面污染。
测量表面污染的目的：1）确定污染物的存在或扩散，并控制它由较高污染区向较低污染区或非污染区的转移；2）测定单位面积上的放射性活度，以证实是否超过表面污染控制水平（导出限制）满足上述目的的两种测量方法的适用性和可靠性主要依赖于某些特定的情况，也就是：污染物的物理和化学形态；污染物在表面上的粘着性能（固定的或可去除的）；以及对被测量表面是否可接近或是否存在干扰辐射场等。
直接方法和间接方法对测量表面污染均存在固有的缺陷，所以在很多情况下，两种方法都采用，以保证测出结果最好地满足测量的目的。
放射性污染及表面沾污测量
人类由于生活、 生产及社会活动的需要 ， 生产或 使用的放射性物质 ， 排放出的放射性废物， 核试验产 生的放射性沉降物等 ， 叫做人工放射性物质 ， 或人工 辐射源。人工放射性物质带来的环境污染， 对人体 健康有较大的影响和危害。影响和危害的程度 ， 与 污染的情况、 放射性废物的数量、 组成 、 方式、 净化 、 处理程度以及射线剂量大小 、 辐射部位 、 出现后释发 效应的时间等， 有很大关系。
中图分 类号 : T B98 文 献标 识码 . A
0
引言 、
放射性污染是指因人类 的生产 、 生活活动排放
成大剂量照射或污染环境;二是一般居民消费用品， 包括含有天然或人工放射性核素的产品， 如放射性 发光表盘 、 夜光表以及彩色电视机产生的照射， 虽对
环境造成的污染很低 ， 但也有研究治理的必要 。
人的危害最大。 环境 中的放射性物质和宇宙射线不断照射人 体， 即为外照射 。这些放射性物质也可以通过空气、 饮用水和复杂的食物链等多种途径进人人体 ， 使人 受到内照射。过量的放射性物质进人人体或受到过 量的放射性外照射会对人体的健康造成损害 ( 表 1) ， 引发恶性肿瘤、 白血病等急慢性的放射病， 或损 害其他器官 ， 如骨髓 、 生殖腺等。
2 放射性污染的危害
自然界中一些物质的原子核通过衰变， 可以发 射特殊类型的辐射， 人是看不见， 感觉不到的， 只能 通过仪器进行探测， 这种物质称为放射性物质。天 然存在于 自然界的放射性物质有铀、 牡系和钾的同 位素以及空气中的氛和宇宙射线等， 叫做天然放射 性物质 ， 或天然辐射源。它们广泛分布在岩石 、 土 壤、 水和空气中， 人类对于这些天然射线的照射 ， 早
2. 4 对人体的危害
a 粒子流形成的射线称为 a 射线 。a 有较强 的 电离作用， 但粒子穿透力较小， 在空气中易被吸收， 外照射对人的伤害不大， 但进人人体后会 因内照射
表面污染测量仪的原理及应用
表面污染测量仪的原理及应用表面污染测量仪是一种用于检测和评估物体表面污染程度的设备。
它基于不同的原理和技术来测量和分析表面上的各种污染物，以确定其类型、浓度和分布情况。
以下是关于仪器的原理及应用的详细说明。
一、原理：光学原理：利用光散射、反射和吸收的特性来识别和测量表面污染。
常见的技术包括可见光反射率测量、激光扫描显微镜和光学显微镜等。
X射线荧光原理：使用X射线照射样品表面，当样品中的元素受到激发时会发出特定能量的荧光辐射。
通过测量荧光辐射的强度和能谱，可以确定元素的存在和浓度。
电化学方法：利用电极浸入液体样品中，通过测量电极电位或电流来检测和分析表面污染物。
这种方法适用于带电离子的溶液，如水质分析和金属腐蚀研究。
二、应用：制造业：仪器在制造过程中起着重要作用。
例如，在半导体行业中，表面污染可能导致电子元件的故障或性能下降。
通过使用表面污染测量仪，可以及时检测和控制生产过程中的污染物，确保产品质量。
环境监测：环境中的各种物质会附着在表面上，对生态系统和人类健康产生负面影响。
可用于评估土壤、水体和建筑物等表面的污染程度，监测有害化学物质的分布并制定相应的治理方案。
医疗应用：医疗设备和实验室通常需要高度清洁的表面，以保持无菌状态或避免交叉污染。
可帮助评估医疗设备或实验室表面的卫生状况，并监测潜在的污染源。
材料研究：材料科学领域需要对材料表面的纯净度和污染程度进行精确评估。
可以帮助研究人员分析材料的化学成分、颗粒分布和缺陷情况，为新材料开发和质量控制提供支持。
安全检验：表面污染测量仪可用于安全检查，例如食品加工行业中对食品表面的微生物和有害物质的检测，以及工业设备中的油污染物监测。
001放射性表面沾污测量记录表
表面沾污测量原始记录表
仪器型号与编号：表面活度响应（K）:任务来源：
被测单位：测量时间：天气：温度:℃湿度:%RH
测点位置
测量
项目
测量值（cps）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
数据处理
均值R
标准差
结果Rα（Bq/cm2）
测点位置
测量项目
测量值（cps）
1
2
3
4
5
6
7
8
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数据处理
均值R
结果Rα（Bq/cm2）
测点位置
测量项目
测量值（cps）
1
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3
4
5
6
7
8
9
10
数据处理
均值R
标准差
结果Rα（Bq/cm2）
检测依据:《表面污染测定》第1部分：β发射体（Eβmax大于0.15MeV）和α发射体GB/T 14056.1-2008
备注：计算公式 Rα=R/K
其中：K:α或β平面源表面活度响应
α
β
α
β
α
β
α
β
α
β
α
β
检测依据:《表面污染测定》第1部分：β发射体（Eβmax大于0.15MeV）和α发射体GB/T 14056.1-2008
计算公式Rα=R/K其中：K:α或β平面源表面活度响应
仪器在使用前:正常□ 异常□
仪器使用结束:正常□ 异常□
测量人员：复核人员：
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JSLK TFⅠ–001
表面沾污原始记录(现场监测点位示意图)
工作场所表面污染监测
3. 工作场所表面污染监测实验一、实验目的1、了解表面污染测量仪器的特点和工作原理。
2、掌握刻度仪器的方法。
3、掌握\αβ 放射性污染监测。
二、工作原理\αβ表面污染测量仪采用闪烁探测法，用来监测放射性工作场所和实验室的工作台面、地板、墙壁、手、服装等表面的\αβ放射性污染的活度。
当\αβ射线通过闪烁体时，闪烁体吸收入射射线粒子能量，使闪烁体的原子和分子被激发，这些被激发了的原子或分子在退激时发出光子。
光子被光电倍增管的光阴极吸收，转换成光电子，经各打拿极放大，在光电倍增管的输出极上形成一个电信号送到放大器，放大成所需要带的幅度后，由窗甄别\αβ信号，此信号被送到计数电路，通过4位数码管显示相应的值。
同时\αβ信号经过成形驱动送到音响电路，使得蜂鸣器对\αβ信号发出不同音调的音响，工作原理如图所示。
三、实验内容1、选取一起高压工作点，取一合适的放射源，将探头置于源面上，按下高压检查按钮，调整“高压调节”电位器，每调节高一次电压，记录下相应的脉冲计数，依此逐点测量，画出计数率和高压曲线。
从而确定仪器的工作点，注意在此工作点工作时，本底应满足技术要求范围内。
2、测量工作台面、地板等表面污染：仪器测量显示的数据除以测量时间得出CPS 数。
20/N N B q cm E S -=⨯N ：实测数（CPS ）0N ：本底数（CPS ）E ：仪器探测效率实测数（32.4%E α≥；39.4%E β≥）S：仪器探测面积（502cm）四、实验原理放射性物质是由大量的放射性原子所组成。
其中的原子核在什么时候、哪一个或哪几个核衰变是完全独立的、随机的，也是不可预测的，也就是说，放射性核衰变纯属偶然性的。
核衰变现象是一种随机现象。
因此，在完全相同的实验条件下（例如放射性源的半衰期足够长；在实验时间内可以认为其活度基本上没有变化；源与计数管的相对位置始终保持不变；每次测量的时间不变；测量时间足够精确，不会产生其他误差），重复测量放射源的计数，其值是不完全相同的，而是围绕某一个计数值上下涨落，涨落较大的情况只是极小的可能性。
β_表面污染现场测量技术研究
第41卷㊀增刊12021年㊀10月㊀辐㊀射㊀防㊀护Radiation㊀ProtectionVol.41㊀No.S1㊀㊀Oct.2021㊃辐射防护监测与评价㊃β表面污染现场测量技术研究李玉芹,文富平,卢㊀瑛(中国原子能科学研究院,北京102413)㊀摘㊀要:为了探索不同的影响因素对β表面污染测量效率的影响,本文主要利用CoMo170表面污染监测仪对60Co 平面源㊁204Tl 平面源及90Sr -90Y 平面源进行测量,研究了能量响应㊁探测窗响应均匀性㊁测量间距㊁吸收效应㊁γ射线干扰以及反散射等因素对于表面活度响应值的影响规律,并进行了测量不确定度的评定㊂通过实验研究,得到各个因素对测量结果的准确度造成的影响,其中影响最大的因素主要是能量响应和γ射线干扰,实验测量最终不确定度评定结果表明,其相对合成标准不确定度约为46.71%㊂关键词:β表面污染;表面活度响应;影响因素;测量不确定度中图分类号:TL75+1文献标识码:A㊀㊀收稿日期:2021-01-11作者简介:李玉芹(1993 ),女,2019年7月毕业于中国原子能科学研究院辐射防护及环境保护专业,获硕士学位㊂E -mail:1126968552@㊀㊀放射性表面污染的测量是放射性监测工作中必要的内容之一,其结果是评定放射性污染的一个重要依据㊂按照国家辐射安全管理规定,在易于发生放射性污染的场所,应对其地面㊁设备表面等进行常规污染监测,防止污染扩散㊂β射线具有较大的电离本领,有可能在机体组织表面引起破坏作用,造成皮肤烧伤甚至严重的内照射危害㊂在实际的现场测量中,由于受到周围环境及条件的限制,会对β表面污染的测量带来一定的困难,并且β射线能量分布是连续的,其能谱是一个连续能谱,测量难度较大,不易准确测量[1]㊂为了提高监测质量,减少测量误差,获得可靠的表面污染数据,需要探索不同因素对β表面污染现场测量效率的影响㊂本文采用CoMo170表面污染监测仪对60Co 平面源㊁204Tl 平面源及90Sr -90Y 平面源进行测量,主要考虑的影响因素有能量响应㊁探测窗响应均匀性㊁测量间距㊁吸收效应㊁γ射线干扰以及反散射,得到各个因素对β表面污染测量中表面活度响应值的影响规律,进而为以后的常规监测㊁环境调查㊁源项调查及核电站相关测量工作提供理论依据[2]㊂1㊀实验研究内容1.1㊀能量响应㊀㊀β表面污染监测仪对不同能量β射线的响应不同,即同一仪器对不同能量β射线的校准因子或表面活度响应值不同,因此仪器测量的表面污染水平与选取的某能量范围β射线的校准因子或表面活度响应值直接相关㊂本实验采用面积相同㊁能量不同的三种放射源分别放置于金属板上进行测量㊂根据实验测量数据,该测量仪对高能核素90Sr -90Y 源的表面活度响应值大概是204Tl 源表面活度响应值的1.6倍,是低能核素60Co 源的2倍多,其中90Sr 发射最大能量为0.546MeV 的β射线,90Sr 的衰变子体90Y 发射最大能量为2.284MeV 的β射线;204Tl 发射最大能量为0.763MeV 的β射线;60Co 发射最大能量为0.318MeV 的β射线㊂因此在实际检测校准过程中,被测核素必须要与被校准核素一一对应,保证测量结果的准确可靠性㊂不同能量放射源(β源能量为不同源的最大能量)的表面活度响应变化趋势如图1所示㊂1.2㊀探测窗响应均匀性㊀㊀由于探测器探头的物理结构以及表面源对于探测窗几何张角的不同,探测窗各部位的灵敏度是不一致的,因而各部位的表面活度响应也有所不同,而且不同型号的仪器也会有不同的效率分布,在测量小块污染时,不能简单地用小面积源刻度大面积探测器㊂李玉芹等:β表面污染现场测量技术研究㊀图1㊀不同能量放射源表面活度响应变化图Fig.1㊀Variation diagram of surface activity responseof different energy sources实验采用90Sr -90Y 的β源,分别测量表面污染仪探测窗的四个角以及中心位置,并对中心位置位⑤的表面活度值进行归一化处理,探测窗不同位置表面活度响应变化趋势如图2所示㊂根据实验测量数据,探测窗中间和四周的表面活度响应值有较大的差距,仪器的平均表面活度响应值不等于其中心的值,中心的表面活度响应大约是四周平均表面活度响应的1.3倍,可见该表面污染仪探测器的探测窗响应具有不均匀性,因此在现场测量中,不应该简单的使用平均表面活度响应,需采用多点法测量多个位置㊂图2㊀探测窗不同位置表面活度响应变化图Fig.2㊀Variation diagram of surface activity responseat different position of detector1.3㊀测量间距㊀㊀由于空气吸收层的变化以及探测窗对于污染点的立体角的变化,探测窗与污染面之间距离的大小,会直接影响仪器的探测效率和能量响应特性㊂本实验对β探测器在8~12mm 范围内按照1.0mm 的步长调节距离,选择纯β核素90Sr -90Y 源进行测量㊂实验测量的表面活度响应随测量间距的变化趋势如图3所示㊂对于表面活度响应的测量,距离小时表面活度响应值偏高,距离大时表面活度响应值偏低㊂对于CoMo170表面污染仪的β测量,距离变化1.0mm,偏差均<3%;距离变化2.0mm,偏差均>5%㊂因此,在β表面污染测量的现场使用中,一定要严格保持距离的准确性,否则会导致结果的偏差较大㊂图3㊀表面活度响应随测量间距的变化图Fig.3㊀Variation diagram of surface activityresponse with measurement spacin1.4㊀吸收效应㊀㊀在一些从事放射性相关工作的现场,工作人员为了防止探头表面被污染,经常会在仪器的探测窗表面蒙一层塑料布,这样其实相当于改变了仪器的物理结构,不但会影响仪器的效率,还可以改变仪器的能量响应特性[3]㊂本实验采用不同厚度塑料布遮盖探测窗进行实验,从而确定材料吸收的影响,测量无塑料布遮盖㊁质量厚度为4mg ㊃cm -2(所用塑料布厚度为1mm)以及8mg㊃cm -2(所用塑料布厚度为2mm)的塑料布分别遮盖条件下的计数率(s -1)㊂由实验数据可见,无论是60Co 源㊁204Tl 源还是90Sr -90Y源,塑料布对于β粒子的吸收衰减都是十分显著的,而且塑料布越厚,β粒子能量越低,其吸收衰减越明显㊂因此在现场的使用中,如果探测器蒙了塑料布,则会影响测量仪器的效率,若需选择塑料布作为保护层,应当在能保证探头不被污染的㊀辐射防护第41卷㊀第S1期情况下选择尽量薄的塑料膜㊂不同厚度塑料布遮盖下三种源的表面活度响应变化趋势如图4所示㊂图4㊀三种源不同质量厚度塑料布遮盖的表面活度响应变化图Fig.4㊀Variation diagram of surface activity responsewith different mass thicknesses1.5㊀γ射线干扰㊀㊀很多放射性工作场所中可能同时存在β粒子和γ粒子,在进行表面测量时,两种粒子的测量互相干扰,可能会造成β表面污染测量仪器的 假计数 ,我们可以采用遮挡法扣除γ射线干扰[4-6]㊂本实验测量中利用铝板和有机玻璃板两种材料遮盖放射源,其中1mm 厚铝板质量厚度为280mg㊃cm -2,1mm 厚有机玻璃板质量厚度为100mg㊃cm -2,分别测量无屏蔽材料和五种不同屏蔽材料的计数率(s -1),不同屏蔽条件及其对应的屏蔽厚度列于表1㊂表1㊀6种不同屏蔽条件及质量厚度Tab.1㊀Six different shielding conditionsand mass thicknesses㊀㊀不同屏蔽条件下测量得到的204Tl 源㊁90Sr -90Y 源及60Co 源表面活度响应变化趋势如图5所示,横坐标数据分别对应上述6种不同屏蔽条件㊂根据测量结果看到,对于204Tl 源和90Sr -90Y 源,随着遮盖材料厚度的增加,其表面活度响应值均越来越低,且2mm 铝板+3mm 有机玻璃板可以有效屏蔽掉β射线㊂对于60Co 源同样随着遮盖材料厚度的增加,表面活度响应值越来越低,但当用2mm 铝板+1mm 有机玻璃板遮盖后,其表面活度响应值基本没有再发生变化,可见此时表面活度响应主要来源于60Co 发射的γ射线,因此γ射线对于60Co 源的β表面污染测量具有较大的干扰性㊂图5㊀204Tl 源㊁90Sr -90Y 源及60Co 源在不同屏蔽条件下的表面活度响应Fig.5㊀Surface activity response of 204Tl ,90Sr -90Y and60Co under different shielding conditions1.6㊀反散射影响㊀㊀表面污染测量仪器的响应与标准源的衬底材料有关,测量中采用的源一般是薄放射源,可以忽略源本身的自吸收,但β粒子的反散射影响应予以考虑㊂为了验证反散射的影响,可以将90Sr -90Y 源依次放在有机玻璃板㊁铝板及钢板等衬托材料上测量㊂对钢板为衬托材料时的表面活度响应值归一化处理,不同衬托材料下测量得到的表面活度响应变化趋势如图6所示㊂由实验数据可知,对于不同衬托材料仪器所显示的计数率变化及表面活度响应值变化较小㊂因此该型号表面污染仪及90Sr -90Y 源对β反散射具有一定的影响,但对比其他因素该影响相对较小㊂李玉芹等:β表面污染现场测量技术研究㊀图6㊀不同衬托材料下的表面活度响应变化图Fig.6㊀Variation diagram of surface activity response under different background materials2㊀不确定度评定㊀㊀测量不确定度是表征合理的赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的参数,指对测量结果可信性的怀疑程度或不能肯定的程度,主要由于测量过程中存在相应的误差[7]㊂测量不确定度的A类评定指的是用统计分析的方法来评定标准不确定度,用实验标准偏差表征:s(x)=ðn i=1(x i-x)2n-1(1)u A(x)=S(x)=s(x)n(2)式中,u A(x)为A类标准不确定度;S(x)为算数平均值x标准不确定度;s(x)为n次测量标准偏差;n为测量次数;xi为第i次测量值;x为n次测量平均值㊂针对实验过程中所进行的多种影响因素的实验测量数据按照式(1)㊁式(2)进行计算,求解其实验标准偏差,进而进行A类不确定度的评定,结果列于表2㊂合成A类不确定度值为:u Arel=u21+u22+u23+u24+u25+u26=0.00762+0.00842+0.00572+0.00752+0.00972+0.00352ʈ1.80%因此,得到β表面污染测量的A类不确定度值为u Arel=1.80%㊂表2㊀A类不确定度评定Tab.2㊀Evaluation of class A uncertainty㊀㊀测量不确定度的B类评定指的是用不同于统计分析的方法来评定标准不确定度㊂本实验在测量中主要B类不确定度来源有:标准源所提供的定值存在的不确定度;实验测量仪器性能的不稳定性导致仪器存在不确定度;能量响应㊁探测窗响应均匀性㊁测量间距㊁吸收效应㊁γ射线干扰以及反散射对测量结果的不确定度;测量过程中受周围环境及条件的影响导致存在其它不确定度等㊂(1)标准源定值引入的相对不确定度分量u源rel实验中所用的β平面源对测量结果产生的不确定度,通过查询其校准证书得到源的扩展不确定度U rel=4.0%(k=2),所以其相对标准不确定度为:u源rel=4.0%/2=2.0%(2)仪器固有误差引入的相对不确定度分量u仪rel仪器固有误差是指在参考条件下测量仪器所确定的其本身具有的误差,主要来源于实验测量仪器本身㊂根据其检定证书,实验所用CoMo170表面污染监测仪的固有误差为8%,测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布,k=3,则其相对标准不确定度为:u仪rel=8%/3ʈ4.62% (3)不同能量核素对测量结果产生的不确定度影响u能rel在实验测量中我们看到不同能量的核素测量所得到的值存在一定偏差,所以能量不同对测量结果会产生不确定度影响㊂实验所用CoMo170表面污染仪在检定中所用β参考核素为204Tl,将该平面源测量作为标准,对于60Co源和90Sr-90Y源的测量结果与204Tl源进行比较,通过计算得到不同能量的核素对测量结果产生的最大偏差为25.75%,㊀辐射防护第41卷㊀第S1期则能量响应不确定度为:u能rel=25.75%㊂(4)探测窗响应均匀性对测量结果产生的不确定度影响u均rel探测窗不同位置其响应均匀性不同,假设其均匀分布,将其平均值作为参考,在不同位置进行测量会对测量结果产生不确定度,通过计算得到,探测窗响应均匀性对测量结果产生的最大偏差为14.60%,则探测窗响应均匀性的不确定度为: u均rel=14.60%㊂(5)探测器表面与源表面距离不同对测量结果产生的不确定度影响u距rel按照规定对于β表面污染的测量,探测器表面与源表面距离应为10mm,但在实际的测量中,测量距离会存在一定偏差,以10mm的距离作为参考,计算ʃ2mm范围内对测量结果产生的不确定度影响,通过计算得到,探测器表面与源表面不同距离对测量结果产生的最大偏差为4.57%,则测量间距的不确定度为:u距rel=4.57%㊂(6)不同厚度塑料布遮盖对测量结果产生的不确定度影响u吸rel吸收效应影响中采用不同厚度塑料布进行遮盖,对测量结果产生了不同的不确定度影响,以无遮挡条件作为参考计算不同条件下的测量偏差,通过计算得到,不同厚度塑料布遮盖对测量结果产生的最大偏差为16.26%,则吸收效应的不确定度为:u吸rel=16.26%㊂(7)γ射线的干扰对测量结果产生的不确定度影响uγrel根据实验测量结果,对于60Co源的β表面污染测量会有γ射线的干扰,这部分的干扰也会对测量结果产生不确定度的影响,通过计算得到,γ射线干扰对测量结果产生的偏差为31.42%,则γ射线干扰的不确定度为:uγrel=31.42%㊂(8)不同衬托材料对测量结果产生的不确定度影响u反rel反散射实验中采用不同衬托材料进行测量,从而对测量结果产生一定的不确定度影响,以铝板为衬托材料作为参考进行计算,得到不同衬托材料对测量结果产生的最大偏差为1.99%,则反散射的不确定度为:u反rel=1.99%㊂(9)其它方面影响引入的相对不确定度分量u它rel其它方面的影响主要有测量环境温湿度变化的影响,测量中由于读数产生的误差等,这些影响产生的不确定度影响较小,且无法精确计算,可以将其估计为u它rel=1.0%㊂该实验测量过程中的B类不确定度值列于表3㊂表3㊀B类不确定度评定Tab.3㊀Evaluation of class B uncertainty㊀㊀上述各个不确定度分量是相互独立的,根据不确定度的传递法则[8-9],可以求得最终的相对合成标准不确定度u crel:u crel=u2Arel+u2源rel+u2仪rel+u2能rel+u2均rel+u2距rel+u2吸rel+u2γrel+u2反rel+u2它relʈ46.71%因此本实验对于β表面污染现场测量中不确定度评定的最终结果为其相对合成标准不确定度u crel约为46.71%,其中对实验测量不确定度影响最大的是能量响应及γ射线干扰㊂3㊀结论㊀㊀本文主要研究了β表面污染现场测量中各个因素的影响,阐述了β表面污染测量的方法和仪器;针对影响表面污染测量结果准确度的几个因素分别设计实验,包括能量响应㊁探测窗响应均匀性㊁测量间距㊁吸收效应㊁γ射线干扰以及反散射等,采用CoMo170表面污染监测仪进行实验测量㊂实验结果表明,在β表面污染的现场测量中,以上几种因素均会对结果的准确度造成不同程度的影响,必须严格按照规定进行相关的测量操作,从而提高测量的准确度㊂最后对实验测量过程进行了不确定度评定,得到其相对合成标准不确定度u crelʈ46.71%㊂李玉芹等:β表面污染现场测量技术研究㊀参考文献:[1]㊀李复增.β射线的安全防护及FH -73型β射线厚度计的辐射剂量[J].化工自动化及仪表,1978(3):58-63.[2]㊀韦应靖,崔伟,黄亚雯,等.核电站β表面污染监测仪校准源的选取[J].原子能科学技术,2016,50(9):1713-1716.[3]㊀陈子根,李星垣,帅小平.关于表面污染仪刻度的几个问题[J].核动力工程,1984,5(5):64-68.[4]㊀周琪.放射性表面污染测定应注意的几个问题[J].干旱环境监测,2002,16(3):188-189.[5]㊀[英]克莱顿RF.放射性表面污染的监测[M].黄治俭译.北京:原子能出版社,1976.[6]㊀李星洪.辐射防护基础[M].北京:原子能出版社,1982:155-288.[7]㊀国家质量技术监督局计量司.通用计量术语及定义解释[M].中国计量出版社,2001.[8]㊀赵焱,肖雪夫,倪宁,等.环境γ剂量率仪现场校准的修正技术研究[J].原子能科学技术,2016,50(12):2263-2268.[9]㊀许贵平,孙大朋,杨帆.核燃料元件表面污染检测系统研究[J].核电子学与探测技术,2014(6):766-769.The study on field measurement technology of beta surface contaminationLI Yuqin,WEN Fuping,LU Ying(China Institute of Atomic Energy,Beijing 102413)Abstract :In order to explore the influence of different influencing factors on the measurement efficiency of betasurface contamination,this paper mainly uses CoMo170surface contamination monitor to measure the60Co planesource,the204Tl plane source and the90Sr -90Y plane source,and studies the influence of energy response,detection window response uniformity,measurement spacing,absorption effect,gamma ray interference andback scattering on the surface activity response,and the measurement uncertainty is evaluated.Throughexperimental research,the influence on the accuracy of the measurement results is obtained.Among them,themost influential factors are energy response and gamma ray interference.The final uncertainty evaluation result of the experimental measurement shows that its relative synthetic standard uncertainty is approximately equal to 46.71%.Key words :beta surface contamination;surface activity response;influencing factors;measurement uncertainty。
SOP-RP-020α-β表面污染测量仪使用、维护保养标准操作规程
1.目的：建立α、β表面污染测量仪标准操作规程。
2.范围：放射性工作场所和实验室的工作台面、地板、墙壁、手、衣服、鞋等表面的α或β放射性污染的程度。
3.责任：辐安员对本规程负责。
4.内容4.1技术性能：4.1.1计数容量：0~9999cps4.1.2定时：1~60"，默认2"4.1.3 测量范围：α：0~9999cps β：0~9999cps4.1.4相对固有误差在正常使用条件下，整个测量范围内相对固有误差≤±25%4.1.5表面活度响应在正常使用条件下，用探测效率表示：Eβ≥20%，本底≤5cps ； Eα≥30%，本底≤5cpm4.1.6变异系数仪表对于随机的统计涨落而产生的示值变异系数<20％。
4.1.7电池寿命，本仪器可用3节5号电池或3.7V锂离子充电电池供电。
当用5号电池供电时请去掉充电电池线，且请勿使用充电器，以免引起电池液外泄，损坏仪器。
在正常使用条件下，采用3.7V充电电池可连续工作20小时（背光关闭）；电池欠压时屏幕给出提示，当电池电压低于3.2V时会自动保护断电，必须充电方可恢复；使用充电电池时充电时间应大于8小时。
4.2使用条件4.2.1温度：－10 －＋45℃4.2.2相对湿度：≤90±3%(30±2℃)4.3标准条件：4.3.1温度：20±5℃4.3.2相对湿度：≤65% 4.4测量4.4.1将探头与仪表用电缆连接，接通电源开关仪器进入工作状态。
打开探头前窗铁皮罩及塑料罩。
按α键就可以对α进行测量；按β键就可以对β进行测量。
按退出键退出当前工作状态。
显示结果为测量时间内单位时间的平均值。
显示单位：cps、Bq和Bq/cm2；单位转换：测量结果显示后用左右箭头切换。
4.4.2设置，按菜单键进入菜单选项：4.4.2.1阈值设置：阈值设置范围1~9999cps。
测量值到阈值后仪器发出“嘟嘟嘟嘟”声，然后继续测量。
应用直接法和间接法测量α、β表面污染结果对比分析
应用直接法和间接法测量α、β表面污染结果对比分析摘要：本文结合辐射实践工作，应用直接法和间接法测量放射性核素α、β表面污染并对比分析两种方法的利弊，希望广大从业者能从中得到一些启发，用于指导辐射实践工作。
关键词：直接法；间接法；α、β表面污染；结果对比分析引言在日常放射性α、β表面污染测量工作中，可以通过直接和间接测量方法来测定。
本文应用两种检测方法对某生产放射性核素99mTc企业的淋洗间地面进行α、β表面污染检测结果进行了对比分析。
1.检测环境描述放射性核素99mTc淋洗间，其地面铺设了防水防渗漏的PVC卷材，钼锝发生器被安装在铅防护屏蔽箱体内，位于该淋洗间左上角。
应用AT1123辐射巡检仪测量钼锝发生器表面30cm处的周围剂量当量率为2.42μSv/h。
2.检测仪器德国Saphyom生产的COMO170 α、β表面沾污仪，探测器类型：涂有ZnS的塑料闪烁体和磁屏蔽的光电倍增管，探测器尺寸：170×100×1mm3。
中国计量科学研究院检定，检定证书编号：DLhd2020-00693，有效期至2021年4月21日。
3.检测方案3.1直接法采用COMO170表面污染测量仪进行检测，应为本次检测环境中存在钼锝发生器产生的γ射线和光子，故对其采取相应的防护屏蔽。
3.1.1对钼锝发生器采取防护屏蔽应用铅屏风对钼锝发生器四周进行屏蔽，减少γ射线和光子对采样结果的数据干扰，检测结果见表1数据组一。
3.1.2对被检查区域周围进行防护屏蔽采样铅砖将巡检后确定的区域进行防护屏蔽，减少钼锝发生器产生的γ射线和光子对采样结果的数据干扰，检测结果见表1数据组二。
3.1.3未对周围环境进行防护屏蔽直接对巡检后确定区域进行采样检测，检测结果见表1数据组三。
3.2间接法选用吸水吸尘滤纸作为擦拭材料，并将其裁剪成170×100mm2，与探测器探测窗口吻合，采样时用力均匀使滤纸表面均接触PVC卷材。
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监督区：未被定为控制区的区域，在其中通常不需要专门的防护手段或安全 措施，但需要经常对这也照射条件进行监督和评价。核医学的监督区包括标记 实验室、显像室、诊断病人的床位区，放射性废物贮存区等。
表面污染监测
非限制区：除了控制区和监督区以外的区外区域，在此区域内不需要专门的防 护手段和措施，也不需要对职业照射条件进行监督和评价，可以自由出入，在 其中连续工作的人员一年内受到照射剂量一般不超过年限值十分之一的区域。 包括办公室、电梯和走廊等。
测量时先选择在非限制区测量，并以某不受影响的监测点作为本底。 重点关注控制区、监督区：核素可能撒漏的地方；另外就是职业（患者）人员 工作或停留的地方；污染物/废物暂存区。
表面污染仪工作原理
β 探测器 α 收集并 放大 电流 计 数 /率 刻度 α污 染 值 收集并 放大 电流 计 数 /率 刻度 β污 染 值
1.2m
堆浸场 尾渣库 沙滩 操场
2.0m
堆浸场 尾渣库
β探头的响应与γ 剂量率的相关性（1.2m）
25000 20000 15000 10000 5000 γ 剂量率,nGy/h 0 0 5000 10000 15000 20000
β 计数率,cpm
y = 1.3036x + 193.08 R 2 = 0.9996
间接法不能测量固定污染，去除因子有较大的不 确定性，只适合于可去除（松散）污染的测量。 两种方法同时使用，可保证测量结果更好的满足
监测艺，分析可能存在污染的场地。
控制区：任何需要或可能需要特殊防护措施或安全条件的区域被划为控制 区。在其中连续工作的人员一年内受到照射剂量可能超过年限值的十分之三, 核医学的控制区包括可能用于制备、分装放射性核素和药物的操作室，放射性 药物给药室，放射性核素治疗的床位区等。
表面污染监测
表面污染识别
α
污染类型
β
γ
松散污染
表面污染 污染的方式 非表污染 固定污染
表面污染的测量方法
直接法：用仪器在待测物（场所）的表面适当距离
进行测量。通过同样测试条件下的已知源（与被测点 可能污染核素相同或其发射的β 射线能量相近）活度 来确定表面污染测量值。（定量）
间接法：通过搽拭或去污等方式将待测物（场所）
围绕均值波动的数据
0.042 0.037 0.032 测量值 0.027 0.022 0.017 0.012 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 次数 均值 均值+2 σ 均值-2 σ
β表面污染测量的探测限及γ剂量率影响
β表面污染监测仪对γ剂量率的响应问题 β表面污染本底测量及探测下限计算
β表面污染直接测量的影响因素
β表面污染直接测量准确性的影响因素很多： 不同型号的仪器对不同能量β粒子的响应是不一样的, 同一型号的仪器响应也有差别； 仪器的响应是随距离的增加而迅速减小, 所以待测面 与探测器窗保护栅网之间的距离 要相对固定； 仪器检定与实际测量的相对条件差异。 待测物（场所）表面的平整程度、污染物分布的均匀 性。 待测物（场所）的γ剂量率水平。
β探头的响应与γ 剂量率的相关性（2.0m）
β 计数率,cpm
25000
20000
y = 1.2972x + 222.41 R 2 = 0.9993
15000
10000
5000 γ 剂量率,nGy/h 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
图表说明： β 计数率与γ剂量率 呈线性正相关。
二、β 表面污染测量探测限的计算
由于仪器β探头对γ射线响应呈线性正相关，在不同的γ
剂量率环境中，β探头对应测量的本底计数率会有差异，因
此在实际工作中对仪器本底的测量与扣除是一项非常重要的
工作，而仪器的探测限直接与本底计数率相关，在不同的γ 剂量率环境中β本底计数率不同，探测限也随之改变，因此 探测限的计算总是与一定的环境本底相对应。
γ 剂量率 nGy/h 52 178 5147 16081 51 182 4694 15126
170探头 cps 14.0 37.7 858 2362 13.7 38.7 821 2329
2241探头 cpm 109 384 7172 21071 104 402 6672 19733
地表材质 海沙 水泥 铀矿石 尾渣 海沙 水泥 铀矿石 尾渣
根据仪器特性和探测限进行测量：
放射测量的仪器计数遵循统计规律，总是围绕真值（实际使用多次测量
的平均值替代真值）在波动。 假设记录仪器计数呈周期性变化，我们记录的计数必须包括一个完整的 周期（正弦函数来示意该记录的数据）;对于没有明显周期的一般记录连续 10个读数。 中心现使用的表面污染测量仪的计数规律 ，BH3206 可以设置任意时 长的测量时间，同样长的时间多次测量计数变化幅度较小；Model2241单 次计数时间短，波动幅度大，周期性明显，与正弦曲线相符，需要记录30 个数据以上；CoMo170单次计数时间短，波动幅度较大，周期性不太明显。
定应使用不小于10µGy/h的空气比释动能率照射探测器并记录计数率，以
确认γ辐射对β污染测量仪的影响。然而我们的监测仪器并未配置所谓的 “挡板”，也未提供仪器按标准要求的检定证书，仪器的说明书上找不到 相关的测试指标来说明γ辐射对β测量的影响。
β探头的响应与γ 剂量率的相关性
探头面与待 测面距离
地点 沙滩 操场
一、γ剂量率的影响
由于β与γ射线的能量范围基本重叠，现有的仪器说明书提示， β表面污染 测量仪器不能区别γ和β辐射。
国家标准GB/T5202-2008 《辐射防护仪器 α、β和α/β（β能量大于60keV）
污染测量仪与监测仪》中第9.6 节中建议β探头有某种形式的挡板，使其 能区别γ和β辐射，挡板以低原子序数（小于22）的材料制成；并明确规
一定面积上的污染物转移至实验室固定的仪器设备进 行测量。需要确定2个因子：搽拭面积、转移（去污） 系数，才能根据固定实验设备测得值计算表面污染值。 （定性是否为表面污染、半定量）
比较
间接法更合适：表面有非放射性液体或固态的沉 淀物或有干扰辐射场存在，影响辐射监测仪工作; 场所相对位置局限,直接测量不易接近测量表面。