环境监测与仪器分析 第八章 放射性

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 品质因数与照射类型、
照射类型 射线种类 x、γ、e 、 、 中能中子（ 中能中子（0.02MeV） ） 中能中子（ 中能中子（0.1MeV） ） 快中子（ ～ 快中子（0.5～10MeV） ） 重反冲核 β －、β+、γ、e、x 、 、 内照射 α 裂变碎片、 发射中的反冲核 裂变碎片、α发射中的反冲核 品质因素 1 5 8 1所空气中最 大容许浓度② / (Bq·L-1) 1.9×102 3.7×10 1.5×102 1.1×10 2.6 7.4×10 3.7 3.3×10 3.3×10-1 1.9×10 2.2 3.7×102 3.7×10-2 3.3×10-1 3.7×102 3.7×10-1 1.1×10 1.1 1.1×10-3 3.7×10-3 7.4×10-3
5×10－3 3×10－2 ② 7.5×10 2 7.5 10－2 1.5×10－2
5×10－4 1×10－2 2.5×10 2 2.5 10－2 5×10－3
7.5×10 1 7.5 10－1 1.5×10－1
注：①表内所列数值均指内、外照射的总剂量当量，不包括天然本底照 射和医疗照射。 ②16岁以下人员甲状腺的限制剂量当量为1.5×10-2Sv/a。
注：①露天水源的限制浓度值 是为广大居民规定的，其他人 员也适用此标准；②放射性工 作场所空气中的最大容许浓度 值为职业放射性工作人员规定 的，工作时间每周按40h计算； ③矿井下222Rn的最大容许浓度 为3.7Bq/L。但222Rn子体或 220Rn子体的α潜能值不得大于 4×104MeV/L。
1.α衰变 1.α衰变 α衰变是不稳定重核（一般原子序数大于82） 衰变是不稳定重核（一般原子序数大于82） He核 粒子）的过程。 自发放出4He核（α粒子）的过程。 2.β衰变 2.β衰变 β衰变是放射性核素放射β粒子（即快速电 衰变是放射性核素放射β粒子（ 的过程， 子）的过程，它是原子核内质子和中子发生互变的 结果。 结果。 β衰变可分为负β衰变、正β衰变和电子俘获 衰变可分为负β衰变、 三种类型。 三种类型。 3.γ衰变 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。 者基态时所放射的电磁辐射。
土壤 2.96×10-2～8.88×10-2 3.7×10-3～7.03×10-2 7.4×10-4～5.55×10-2 1.11×10-3～2.22×10-2
8.14×10-2～8.14×10-1 1.48×10-2～4.81×10-2 3.7×10-3～4.81×10-2 1.48×10-2～4.81×10-2
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。
表8.4 天然放射性核素的主要辐射特征 放射性核 素 238U 232Th 226Ra 40K 对人体伤害类型 外照射伤害 外照射伤害 内照射伤害、 内照射伤害、外照射伤害 外照射伤害 γ射线能量 kev 射线能量/ 射线能量 186 238 352.8 1460
随机效应
全身均匀照射 50 全身均匀照射 50 不均匀照射 非随机效应 任何组织 不均匀照射 ≤50 50
公众个人 群体
随机效应 不作规定
全身均匀照射 50 ≤50
第四节 放射性测量实验室和检测仪器
一、放射性测量实验室
（一）放射化学实验室 （二）放射性计测实验室
二*、放射性检测仪器 、
（一）电离型检测器 （二）闪烁检测器 （三）半导体检测器
（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。
d ED D= dm
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。
d ED
（三）剂量当量（H） 剂量当量（ ）
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。 H=DQN
表8.9 各种常用放射性检测器
射线种类 检测器 闪烁检测器 正比计数器 α 半导体检测器 电流电离室 正比计数器 盖革计数器 β 闪烁检测器 半导体检测器 闪烁检测器 γ 半导体检测器 特 点 检测灵敏度低， 检测灵敏度低，探测面积大 检测效率高， 检测效率高，技术要求高 本底小，灵敏度高，探测面积小 本底小， 灵敏度高， 测较大放射性活度 检测效率较高， 检测效率较高，装置体积较大 检测效率较高， 检测效率较高，装置体积较大 检测效率较低， 检测效率较低，本底小 探测面积小， 探测面积小，装置体积小 检测效率高， 检测效率高，能量分辨能力强 能量分辨能力强， 能量分辨能力强，装置体积小
第八章 环境中放射性污染监测
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
一、放射性 （一）放射性核衰变 1.核衰变 1.核衰变 有些原子核不稳定， 有些原子核不稳定，能自发地有规律地改变其 结构转变为另一种原子核，这种现象称为核衰变。 结构转变为另一种原子核，这种现象称为核衰变。 2*.放射性
器官名称 职业性放射性 工作人员的年 最大容许剂量 当量①/Sv 放射性工作场所、相 广大居民年 邻及附近地区工作人 最大容许剂 员和居民的年最大容 量当量②/Sv ①/Sv 许剂量当量
受照射部位
全身、红骨髓、眼 5×10－2 晶体、性腺 皮肤、骨、甲状腺 3.0×10－1 手、前臂、足踝 其他器官
（三）放射性活度和半衰期 1. 放射性活度（强度） 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 放射性活度系指单位时间内发生核衰变的数目。 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 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（ 需的时间称为半衰期（T1/2）。
（二）在水体中的分布
表8.3 各类淡水中226Ra及其子代产物的含量 及其子代产物的含量 核素
226Ra 222Rn 210Pb 210Po
单位：Bq/L
矿泉及深水井
3.7×10-2～3.7×10-1 3.7×102～3.7×103 <3.7×10-3 ≈7.4×10-4
地下水
<3.7×10-2 3.7～37 <3.7×10-3 ≈3.7×10-4
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 名称 氚 铍 碳 硫 磷 氩 钾 铁 钴 镍 锌 氪 锶 碘 氙 铯 氡 镭 铀 钍 符号
3H 7Be 14C 35S 32P 41Ar 42K 55Fe 60Co 59Ni 65Zn 85Kr 90Sr 131I 131Xe 137Cs 220Rn 222Rn③ 226Ra③ 235U 232Th
在衰变过程中，不稳定的原子核能自发地放出具有一定 在衰变过程中， 动能的带电或不带电粒子 α、β、γ射线，使本身物理和化学 射线， 性质发生变化的现象，称为“放射性” 性质发生变化的现象，称为“放射性”。
图8.1
226Ra和60Co的核衰变 Ra和 Co的核衰变
（二）*放射性衰变的类型 放射性衰变的类型
地面水
<3.7×10-2 3.7×10-1 －
雨水
－ 3.7×10～3.7×103 ≈1.85×10-2
<1.85×10-2 1.85×10-2～1.11×10-1
（三）在大气中的分布
大多数放射性核素均可出现在大气中， 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（ ），它是镭的衰变产 是氡的同位素（特别是222Rn）， ）， 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。
露天水源中限制 浓度① / (Bq·L-1) 1.1×104 1.9×104 3.7×103 2.6×102 1.9×102 — 2.2×102 7.4×103 3.7×102 1.1×103 3.7×102 — 2.6 2.2×10 — 3.7×10 — — 1.1 3.7×10 3.7×10-1
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 中的限制浓度，按表 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 所列比值控制计算。 大容许浓度乘以表 所列比值控制计算。 表8.7 比值控制
比 值 放射性同位素
3H、35S、41Ar、85Kr、131Xe 14C、55Fe、59Ni、65Zn、90Sr、 226Ra
放射性工作场所相邻 广大居民区 及附近地区 1/30 1/300 1/30 1/30 1/200 1/100
其它同位素
二、其他国家和机构发布的有关环境放射性标准
表8.8 国际放射委员会建议的个人剂量限值
人员类别 非随机效应 基本极限值/(mSv·a－1) 眼晶体 其他组织 150 500
职业性个人
（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 1、主要是辐射损伤，导致蛋白质分子键 断裂和畸变，破坏对人类新陈代谢有重要意义 的酶。 2、直接破坏细胞的组织和结构，对人体 产生躯体损伤效应和遗传损伤效应。