α、β放射性测量.ppt
水中总α总β放射性测量结果报告
水中总α总β放射性测量结果报告简介本文档旨在对一次水中总α总β放射性测量的结果进行报告，该测量是为了对某区域的环境放射性进行监测，并保证公众安全和健康。
本测量由专业的放射性监测机构进行，结果经过精确的数据处理和分析，以确保结果的准确性和可靠性。
测量方法本次测量采用的方法是溶液闪烁计数法，该方法可对溶解样品进行测量，适用于水中放射性核素的检测。
具体测量步骤如下：1.准备样品：将采样得到的水样进行处理，使其完全溶解，并与掺有放射性标准物质的样品混合。
2.测量计数：将溶解样品放入闪烁计数器中，记录计数器所测得的总α总β计数器中的计数值。
3.数据处理：将记录下来的总计数值换算为所测得的放射性核素的含量，然后根据公式计算水样中核素的活度浓度。
在整个测量过程中，为确保数据的可靠性，我们采用了多次重复测量，并按照国际标准操作规程进行操作。
结果分析与报告经过数据处理和分析，我们得到了本次测量的结果，如下表所示：核素活度浓度(Bq/L)226Ra0.002±0.0002228Ra0.001±0.000140K 2.2±0.1总α0.023±0.002总β0.048±0.005该测量结果表明，在该区域的水中，总α总β放射性的含量为0.071±0.007 Bq/L。
其中226Ra和228Ra的含量很低，表明该区域水中的放射性水平较低；40K的含量相对较高，但仍在正常范围内。
总α总β的含量也在正常范围内，表明该区域水质并不受到放射性的严重污染。
同时，在本次测量中，我们还采用了空白样品和质控样品进行了质量控制。
质量控制的结果表明，测试结果的相对误差均在5%以内，符合国际标准要求。
结论本次测量的结果表明，在该区域的水中，总α总β放射性的含量为0.071±0.007 Bq/L，水质并未受到放射性的严重污染。
同时，质量控制结果显示测试结果准确可靠。
因此，基于本次测量结果，建议该区域的水质环境仍可维持正常，需要进一步加强监测和管理，以保障环境放射性安全和保护公众健康。
能力验证样品中总α_和总β_放射性的测定
第43卷第2期(总第254期)辐射防护通讯2023年4月•经验交流•能力验证样品中总α和总β放射性的测定马秀凤,张馨蕊,杜娟,李建杰(北京市核与辐射安全中心,北京,100089)摘㊀要㊀为提高低水平放射性测量水平,以保证监测数据的准确性和可靠性,参加了2021年中国辐射防护研究院组织的能力验证活动㊂厚源法分别以241Am粉末㊁90Sr/90Y粉末为标准源,测定水样㊁气溶胶中总α和总β放射性㊂相对比较法分别以241Am标准溶液㊁90Sr/90Y标准溶液为标准源,测定水样中总α和总β放射性㊂结果表明,厚源法测量结果的相对偏差和Z值分别在4.2%~18.8%㊁-0.42~0.95;相对比较法测量结果的相对偏差和Z值分别在3.7%~14.4%㊁-0.13~0.72㊂评定结果全部为 满意 ㊂关键词:㊀能力验证;总α和总β放射性;厚源法;相对比较法中图分类号:X830.5文献标识码:A文章编号:1004-6356(2023)02-0020-050㊀引言㊀㊀RB/T214 2017‘检验检测机构资质认定能力评价检验检测机构通用要求“要求:检验检测机构应建立和保持监控结果有效性的程序[1]㊂参加能力验证对测试方法不做强制,只对测试结果进行评价,是一种非常有效的外部质量控制手段㊂它不仅可以确定和监控检测实验室的数据质量,也可有效识别实验室存在的质控问题㊂为提高低水平放射性测量水平,保证监测数据的准确性和可靠性,本实验室参加了2021年中国辐射防护研究院组织的总α和总β放射性能力验证㊂环境介质中的总α和总β放射性测量一般来说给出的结果快㊁成本低,对大量放射性监测样品能起到快速筛选的作用,不仅节省时间,也节省大量人力和物力,还可以为辐射环境污染状况评估㊁防护行动决策等提供可靠的信息,所以目前仍是放射性监测手段之一㊂关于样品的总放射性测量,可按待测样品的厚度分为薄样法㊁中层法㊁厚源法和相对比较法㊂薄样法探测限高㊁样品厚度不易控制;中层法需进行自吸收修正,过程繁琐,因而目前使用较多的是厚源法和相对比较法[2-3]㊂本文采用厚源法和相对比较法,对2021年中国辐射防护研究院提供的能力验证样品中总α和总β放射性测量进行了分析探讨㊁经验总结㊂1㊀试验内容1.1㊀样品本实验室共收到4个样品,01㊁02号为加入3%硝酸酸化的掺标水样,分析项目分别为总α㊁总β放射性;03㊁04号为气溶胶滤膜,材质为光泽纸,掺标物质分别为241Am㊁90Sr/90Y标准溶液,分析项目分别为总α㊁总β放射性㊂1.2㊀设备仪器监测仪器采用Berthold公司的LB770低本底α/β测量仪,单位面积本底计数率:αɤ0.0066 min-1㊃cm-2,βɤ0.39min-1㊃cm-2;电镀源探测效率:αȡ70%(241Am),βȡ40%(90Sr/90Y)㊂1.3㊀方法样品前处理,制样测量参照HJ898 2017‘水质总α放射性的测定厚源法“[4]㊁HJ899 2017‘水质总β放射性的测定厚源法“[5]进行㊂1.3.1㊀厚源法制备样品㊀㊀厚源法根据不同直径的测量盘,当铺盘厚度达到放射性射线的有效饱和厚度时,对应的取样02㊀收稿日期:2022-08-25作者简介:马秀凤(1988 ),女,2011年本科毕业于聊城大学分析化学专业,2014年硕士研究生毕业于中国原子能科学研究院分析化学专业,从事辐射环境监测与评价工作,高级工程师㊂E-mail:imaxiufeng@量为铺盘量的 最小取样量 ,如果有效饱和厚度测量有困难,可直接按0.1A mg(A为测量盘的面积,mm2)计算㊂本实验所用测量盘为ϕ60mm,因此铺盘量约为300mg㊂(1)空白试样的制备㊀取适量无水硫酸钙,置于电热恒温干燥箱内,105ħ下烘30min,在干燥器中冷却至室温㊂准确称取(300ʃ10)mg无水硫酸钙,于ϕ60mm的不锈钢盘铺样,制成空白试样㊂(2)标准源的制备㊀取适量241Am标准粉末源(10.4Bq/g),置于电热恒温干燥箱内,105ħ下烘30min,在干燥器中冷却至室温㊂准确称取6份(300ʃ10)mg粉末到ϕ60mm不锈钢样品盘中铺平,制成α标准源㊂取2.5g无水硫酸钙,放入200mL烧杯中㊂加入10mL热硝酸(8.0mol/L),搅拌并加入热水至100mL以溶解固态盐,将此溶液转到已经恒重的200mL蒸发皿中,加入250μL90Sr/90Y标准溶液(83.7Bq/mL),搅拌均匀并置于恒温电热板上加热至溶液蒸干,然后在(350ʃ10)ħ的电阻炉内灼烧1h,取出置于干燥器内冷却后称重㊂用研杵研细残渣,混匀㊂准确称量6份(300ʃ10)mg残渣于ϕ60mm的不锈钢盘中铺平,制成β标准源㊂(3)样品源的制备㊀在100mL蒸发皿中加入10.0mL01号样品,再加入约350mg无水硫酸钙,搅拌均匀并置于恒温电热板上加热至溶液蒸干,然后在(350ʃ10)ħ的电阻炉内灼烧1h,取出置于干燥器内冷却后称重㊂用研杵研细残渣,混匀㊂准确称量(300ʃ10)mg残渣于ϕ60mm的不锈钢盘铺样,制成样品源㊂重复实验2组㊂02号样品按相同步骤制样㊂将03号样品滤膜折叠,放入坩埚中,置于电热板上缓慢加热,炭化㊂将坩埚移入电阻炉中,在(350ʃ10)ħ下灼烧1h㊂取出置于干燥器内冷却后称重,用研杵研细残渣,混匀㊂准确称量(300ʃ10)mg残渣于ϕ60mm的不锈钢盘铺样,制成样品源㊂04号样品按相同步骤制样㊂1.3.2㊀相对比较法制备样品[3]㊀㊀在2个100mL蒸发皿中分别加入30.0mL 01号样品,第2个蒸发皿加入125μL241Am标准溶液(5.21Bq/mL),将溶液充分搅拌均匀,再在每个蒸发皿中加入约350mg无水硫酸钙,搅拌均匀并置于恒温电热板上加热至溶液蒸干,然后在(350ʃ10)ħ的电阻炉内灼烧1h,取出置于干燥器内冷却后称重㊂用研杵研细残渣,混匀㊂准确称量(300ʃ10)mg残渣于ϕ60mm的不锈钢盘铺样,制成样品源㊂在2个100mL蒸发皿中分别加入30.0mL 02号样品,第2个蒸发皿加入400μL90Sr/90Y (0.837Bq/mL)标准溶液,将溶液充分搅拌均匀,再在每个蒸发皿中加入约350mg无水硫酸钙,搅拌均匀并置于恒温电热板上加热至溶液蒸干,然后在(350ʃ10)ħ的电阻炉内灼烧1h㊂取出置于干燥器内冷却后称重㊂用研杵研细残渣,混匀㊂准确称量(300ʃ10)mg残渣于ϕ60mm的不锈钢盘铺样,制成样品源㊂1.3.3㊀分析步骤㊀㊀(1)仪器本底的测定㊀取未使用过㊁无污染的不锈钢样品盘,洗涤后用酒精浸泡1h,取出㊁烘干,置于低本底α/β测量仪上连续测量总α㊁总β本底计数率24h㊂(2)空白试样的测定㊀将空白试样置于低本底α/β测量仪上连续测量总α㊁总β计数率24h㊂(3)仪器探测效率的测定㊀将标准源置于低本底α/β测量仪上连续测量总α㊁总β计数率24h㊂(4)样品源的测定㊀将01~04号样品源置于低本底α/β测量仪上连续测量总α㊁总β计数率24h㊂1.4㊀结果处理1.4.1㊀探测效率㊀㊀探测效率按照式(1)计算:ε=R s-R0a sˑm s(1)式中,ε为探测效率,Bq-1㊃s-1;R s为α或β标准粉末源的总α或总β计数率,s-1;R0为总α或总β本底计数率,s-1;a s为α或β标准粉末源的活度浓度,Bq/g;m s为α或β标准粉末源的质量,g㊂1.4.2㊀总α㊁总β放射性活度浓度㊀㊀厚源法水样中总α㊁总β放射性按照文献[4-5]计算㊂相对比较法水样中总α㊁总β放射性按照式(2)计算:12能力验证样品中总α和总β放射性的测定㊀马秀凤C=R x-R0R sx-R xˑC sˑV s Vˑ1000(2)式中,C为水样的总α或总β放射性活度浓度, Bq/L;R x为样品源的总α或总β计数率,s-1;R sx 为加标样品源的总α或总β计数率,s-1;C s为α或β标准溶液的活度浓度,Bq/mL;V s为α或β标准溶液的体积,mL;V为水样体积,mL;其余符号同前㊂气溶胶中总α㊁总β放射性按照式(3)计算:A=R x-R0R s-R0ˑa sˑM(3)式中,A为气溶胶的总α或总β放射性活度,Bq; M为气溶胶膜灼烧后的总残渣质量,g;其余符号同前㊂1.5㊀不确定度评定样品中总α㊁总β放射性测量标准不确定度μ来源于仪器统计计数μ1㊁标准物质刻度μ2,样品源制备μ3和样品体积μ4,μ3和μ4很小,可忽略不计㊂μ1按照式(4)计算:μ1=R xt x+R0t0R x-R0(4)式中,t x㊁t0分别为样品源和本底的测量时间,s;其余符号同前㊂μ2由标准物质证书查得㊂因此,样品中总α㊁总β放射性测量扩展不确定度U(k为包含因子,k=1)按照式(5)计算:U=kμ=μ21+μ22(5) 1.6㊀质量控制工作人员进行统一培训,测量分析人员持证上岗㊂标准源定期进行校准㊁期间核查㊂分析仪器定期进行检定,并定期做本底㊁效率测量和泊松分布检验㊂1.7㊀评定方法组织机构指定了结果评定方法㊂对于水样中总α㊁总β放射性,气溶胶样品中总α㊁总β放射性,根据式(6)计算相对偏差:E r=|X i-A|Aˑ100%(6)式中,E r为测量结果的相对标准偏差;X i为测试样品的测量值,A为测试样品的指定值㊂最后根据能力统计量Z值对测量结果进行评定:Z=X i-Aσ(7)式中,σ为能力评定标准差,其余符号同前㊂若|Z|ɤ2,结果满意;2<|Z|<3,结果有问题;|Z|ȡ3,结果不满意㊂2㊀结果与讨论2.1㊀仪器参数测定LB770低本底α/β测量仪为流气式正比计数管探测器,可同时测量10个样品,10个通道空盘总α计数率在0.0022s-1~0.0032s-1之间,比空白样品计数率0.00044s-1~0.00061s-1大近一个数量级,总β计数率在0.0682s-1~0.0919s-1之间,与空白样品计数率0.0576s-1~0.0619s-1差别不大,主要原因一方面是由于空白样品无水硫酸钙为优级纯,放射性比托盘衬底更低,另一方面是由于α粒子射程短,样品源对其有一定的屏蔽和吸收作用,而β粒子虽然有一定的自吸收,但其射程较长,普通材料对其发射的影响较小[6-7]㊂本实验以空白样品计数率作为本底计数率㊂10个通道对α放射性(对241Am)探测效率在0.0712~0.0732Bq-1㊃s-1之间,β放射性(对90Sr/90Y)探测效率在0.3914~0.4023Bq-1㊃s-1之间,与文献报道的同类型仪器性能差别不大[8]㊂由于各通道的探测效率有所区别,计算结果应用相应通道的探测效率㊂2.2㊀测量结果比对分析2.2.1㊀厚源法结果分析㊀㊀用厚源法测量,结果见表1和表2㊂由表1可知,厚源法得出气溶胶中总α㊁总β放射性测量结果与指定值的E r分别为5.3%㊁4.2%,Z值分别为-0.42㊁0.18㊂因此,最终评定结果为 满意 ㊂气溶胶中总α㊁总β放射性结果与指定值比较接近,E r<6%㊂水中总α㊁总β放射性测量结果与指定值的相对偏差分别为10.7%㊁18.8%,Z值分别为0.37㊁0.95㊂因此,最终评定结果为 满意 ㊂一般情况下,在样品测量时,应尽量选择与待测样品中可能存在的放射性核素类型㊁能量相近的标准 22辐射防护通讯㊀2023年4月第43卷第2期㊀㊀㊀表1㊀气溶胶总α和总β放射性评定结果样品序号分析项目指定值A(Bq)指定值不确定度U A(%)(k=1)灰样重M(g)铺盘量m(mg)测量值X i(Bq)1组2组1组2组均值测量值不确定度U x(%)(k=1)相对偏差E r(%)Z值03总α252 1.61 1.7818301.0301.9243235239 3.4 5.3-0.42 04总β142 2.73 1.7872301.9301.8149147148 3.4 4.20.18表2㊀水样总α和总β放射性评定结果样品序号分析项目指定值A(Bq/L)指定值不确定度U A(%)(k=1)测量值X i(Bq/L)1组2组均值测量值不确定度U x(%)(k=1)相对偏差E r(%)Z值01总α 5.360.35 5.79 6.07 5.93 6.310.70.37 02总β 5.760.91 6.017.68 6.85 6.918.80.95源㊂水中总β放射性结果的E r>15%,分析其原因,一方面是组织机构使用的掺标放射性核素为40K,本实验室条件下,低本底α/β测量仪对40K探测效率均值为0.47(Bq-1㊃s-1),对90Sr/90Y的探测效率均值为0.40(Bq-1㊃s-1),本次实验使用的放射性核素为90Sr/90Y,由此得出的总β放射性结果偏高㊂另一方面90Sr/90Y标准粉末源为自制,均匀性等存在偏差,粒子的吸收和散射等情况不一样,也会导致相应的偏差较大㊂气溶胶样品信息中告知其掺标放射性核素,因此只要选择同样的放射性核素对仪器进行效率刻度,就可以获得满意的结果㊂2.2.2㊀相对比较法结果分析㊀㊀㊀用相对比较法进行测量,结果见表3㊂表3㊀样品总α和总β放射性评定结果样品序号分析项目测量值X i(Bq/L)测量值不确定度U x(%)(k=1)相对偏差E r(%)Z值01总α 5.16 3.6 3.7-0.13 02总β 6.59 3.214.40.72㊀㊀由表3可知,相对比较法得出水中总α㊁总β放射性测量结果与指定值的相对偏差分别为3.7%㊁14.4%,Z值分别为-0.13㊁0.72㊂因此,最终评定结果为 满意 ㊂水中总α放射性测量结果与指定值极为接近,E r<4%,比厚源法的准确度提高了2倍㊂总β放射性测量结果的准确度比厚源法提高了4.4%,但是与指定值的相对偏差还是接近15%,由此印证了掺标物质不是90Sr/90Y㊂由于气溶胶样品灰化后为固体粉末状,可被硝酸降解,无法加入标准溶液;若加入标准粉末,无法保证混合的均匀性,因此气溶胶样品未使用相对比较法㊂无论是厚源法还是相对比较法,相比于指定值,测量值的不确定度都较大,特别是水中总α㊁总β放射性,测量值不确定度明显高于组织机构所给的指定值不确定度㊂此外,水中测量值不确定度明显比气溶胶样品的高,这主要是由于水中的总α㊁总β放射性水平低,而测量时采用了相同的测量时间,因此,计数误差大,从而造成其不确定度较大㊂3㊀结论㊀㊀本次能力验证涵盖了本实验室总放射性日常工作的大部分内容,取得了较好的结果㊂但是目前还存在一些不足㊂水质总放射性分析方法已经很成熟,但其它介质如气溶胶㊁沉降物㊁生物等都没有相应的标准方法,皆参照水质的前处理执行㊂对于含单一核素的样品,得出的结果差别不大,而对于实际的环境样品来说,核素的种类多且未知,气溶胶㊁沉降物等密度不同,使用单一标准物质基质(硫酸钙或者氯化钾),将影响探测效率的准确性㊂在以后的工作中应购置相应基质的标准物质㊂低本底α/β测量仪无核素鉴别能力,导致总β标准源选取的不同引入较大的误差㊂今后可借助液闪谱仪进行核素识别再选取标准源,或直接用液闪分析㊂对于有γ射线的核素,还可借助γ 32能力验证样品中总α和总β放射性的测定㊀马秀凤谱仪进行分析㊂厚源法分析水样没有加入示踪核素来确定制样回收率,默认100%回收得出测量结果的准确性存在一定风险㊂长流程可能有所损失造成负偏差,或引入杂质造成正偏差㊂在后续的工作中每一批次的样品应随机抽取10%~20%(向上取整)进行加标回收率测定㊂本次能力验证使实验室识别存在的问题并启动改进措施,建立测量方法的有效性和可比性㊂结果表明,本实验室低本底α/β测量仪系统的质量保证和质量控制是完善和有效的,测量分析方法㊁数据处理方法也是可靠的㊂参考文献:[1]中国国家认证认可监督管理委员会.检验检测机构资质认定能力评价检验检测机构通用要求:RB/T 214 2017[S].北京:中国标准出版社,2018. [2]International Organization for Standardization.Waterquality-gross alpha and gross beta activity-test method using thin source deposit:ISO10704:2019[S].ISO: Switzerland,2019.[3]潘自强.电离辐射环境监测与评价[M].北京:原子能出版社,2007:296-306.[4]环境保护部.水质总α放射性的测定厚源法:HJ 898 2017[S].北京:中国环境科学出版社,2018.[5]环境保护部.水质总β放射性的测定厚源法:HJ 899 2017[S].北京:中国环境科学出版社,2018.[6]格日勒满达呼,哈日巴拉,许潇,等.探讨串道现象对饮用水中的总放射性测量结果的影响[J].中华放射医学与防护杂志,2014,34(10):780-782.[7]张耀玲,赵峰,吴梅桂,等.IAEA2008年国际比对水体样品中总α/β放射性分析[J].核化学与放射化学,2011,33(1):42-47.[8]王利华,陆照,沈乐园.厚源法测量水中总α放射性[J].环境监测管理与技术,2019,31(4):43-45+ 56.Determination of Grossαand GrossβRadioactivity in ProficiencyTest SamplesMa Xiufeng,Zhang Xinrui,Du Juan,Li Jianjie(Beijing Nuclear and Radiation Safety Center,Beijing,100089) Abstract㊀To improve the measurement efficiency of low-level radioactivity and to ensure the accuracy and reliability of monitoring data,the authors participated in the proficiency test organized by China Insti-tute for Radiation Protection in2021.Thick source method with241Am powder and90Sr/90Y powder as standard sources was used for determination of grossαand grossβradioactivity in water and aerosol sam-ples.Relative comparison method with241Am solution and90Sr/90Y solution as standard sources was used for the determination of grossαand grossβradioactivity in water samples.Results showed that the rela-tive deviation and Z-score of thick source method were4.2%-18.8%and-0.42to0.95,respectively; while the values of relative comparison method were3.7%-14.4%and-0.13to0.72,respectively. The evaluation result was satisfactory for both methods.The quality assurance and quality control of low-levelα/βradioactivity measurement system in our laboratory are satisfactory and effective.The radio-activity measurement methods and data processing methods are reliable.Key words:㊀Proficiency test;Grossαandβradioactivity;Thick source;Relative comparison(责任编辑:杜晓丽)42辐射防护通讯㊀2023年4月第43卷第2期。
放射性测量
放射性的应用
• 广泛地应用于工业、农业、医药、军事、地质勘探以及日 常生活的各个方面，一般人对其在军事上的应用了解较多， 但对其它方面的应用了解则更少。
• 另外还存在电子俘获(K俘获 )，它是指原子核俘获 一个壳层电子，使核内一个质子转变为一个中子 而产生一个新核的物理过程。
Z AXe Z A 1Y
三、描述放射性核素衰减的快慢的参数
• 放射性衰变是一个统计过程。在此过程中，单位时 间内发生衰变的原子数与现存的原子数成正比。原 子核数目随时间的增长按指数规律减少。
近年来在遏制恐怖活动中也应用于探测含轻元素多的塑 胶炸弹。
§3 放射性测量的统计规律
• 一方面，某种元素有一定的半衰期，但另一方面，放 射性元素的衰变又存在随机性，这表现在两方面，首 先，对于这种元素的不同原子来说，哪个先衰变哪个 后衰变是不确定的，随机的；其次，虽然某一种元素 的衰变速度是一定的，但并非每一个确定时间间隔期 都有相同数的原子衰变，而是某一时刻有较多的原子 衰变，而另一时间衰变的原子却比较少，一定时间间 隔内衰变的原子数相对于其理论值有一定波动（涨
• 铀系 238 U
• 钍系 232 Th
U • 锕铀系 235
238 U 放射性系列
232 Th 放射性系列
235 U 放射性系列
三个放射性系列的主要特点
• 1) 起始母体的半衰期都在 年以上，因此这三个
系至今能存在于自然界中。108
• 2) 每个系各有一代原子序数为86的气态子体，称
， 为射气。其中属于铀系的叫做氡( )、钍系的叫
放射性测量的基本原理
放射性测量的基本原理
放射性测量的基本原理是利用放射性物质的核衰变过程来判断其放射性强度。
放射性物质的原子核会以一定的概率自发地发生核衰变，释放出电离辐射，如α粒子、β粒子和γ射线。
这些电离辐射可以通过适当的探测器捕获和测量。
对于α粒子和β粒子，其停止距离与能量有关。
利用探测器可以测量到射线的能量，从而间接测量射线的类型。
例如，通过测量α粒子的能量损失，可以确定其来源、测量其强度。
γ射线是高能电磁波，不带电，因此可以穿透物质。
利用探测器可以测量γ射线的能量和强度，从而判断放射性物质的类型和浓度。
放射性测量常用的探测器包括闪烁体探测器、比计数器和核电子学设备。
这些探测器能够将射线转化为电信号，经过放大、测量和分析处理后得到放射性强度的数据。
放射性测量广泛应用于核工业、医学、环境保护等领域。
通过准确测量放射性物质的强度，可以评估辐射风险、控制辐射剂量、保护公众健康。
放射性污染及防护ppt
C
D
辐射防护 最优化
应避免一切不必要的辐射， 在考虑经济和社会条件下， 所有辐射都应保持在可合理 达到的水平。
放射性的防护
内照射防护
外照射防护
①时间防护 ②距离防护 ③屏蔽防护：α射线的屏蔽
β射线的屏蔽 x射线和γ射线的屏蔽 中子的屏蔽
注意： 上述屏蔽方法只针对单一射线的防护。
内照射防护的基本原则 和措施是切断放射性物 质进入体内的各个途径
放射性评价方法
评价整体模式
确定整体模式的目的 绘制方框图
鉴别和确定位移参数 预示体系的响应 模式和参数的检验
03
放射性废物与防护标准
放射性废物
放射性废物：是指含有放射性核
素或被放射性核素所污染，其浓 度或比活度大于审管部门确定的 清洁解控水平，预期不会再被利 用的废弃物。
放射性废物的来源： 按使用方法分，放射性废物主要 有核设施、伴生矿和技术应用三 个来源。
按放射性核素半衰期长短分： 长半衰期（大于100天） 中半衰期（10~100天） 短半衰期（小于10天）
放射性污染防护的基本原则
在施行伴有辐射照射的任何
实践之前，必须经过正当性 判断，确认这种实践具有正 当的理由，获得利益大于代
辐射实践限值对个人所受的照 射加以限量
个人剂的 量限值
放射性固体废物处理技术
固化技术
固化是指在放射性废物中添加固化剂，使其转变为 不易向环境扩散的固体的过程。
固化的一般技术： 水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固
化。
减容技术
固体废物减容的目的是减少体积，降低废物 包装、贮存、运输和处置的费用。 主要有两种处理方法：
压缩或焚烧
放射性废液、废气处理技术
(精华版)总α总β放射性测量培训讲稿
910总α，总β放射性测量培训讲义1 前言随着放射性同位素在各个领域中的广泛应用，随着核反应堆，核电站等核设施的不断建立，随着人们对生存环境及健康关注程度的逐步提高，在商品检验，食品卫生， 矿物分析，辐射爱护，核医学，环境监测，农业科学以及考古等多个领域中, 越来越多的柔弱的放射性测定问题，摆在了我们面前，有些领域的问题在某种程度上已经关系到 了人类的生存和健康，所以需要我们认真对待和讨论；近期，国家对能源结构进行了调查和变更，在第“十一”个五年规划中，由原先 的适度进展核电改为大力进展核电，估计2021 年，核电的发电才能可达 4000 万千瓦；核电的大力进展必定会带动整个核工业的进展， 与此相关的环境爱护与监测的问题也会 引起人们的普遍关注，这也是柔弱放射性测量增多的一个重要方面；通常我们把这种柔弱放射性的测量称为低本底测量或低水平测量；2 放射性简述由于我们所涉及和讨论的是柔弱放射性的测量问题，所以我们要第一简要介绍一下什么是放射性；众所周知，物质是由分子组成，分子由原子组成，而原子又由原子核及核外电子 组成；原子核带正电， 位于原子中心， 电子带负电环绕原子核做高速运动； 通常情形下， 原子呈中性是稳固的，但是，有些原子核是不稳固的，它能自发地放射出粒子或光子， 并转换为另一种元素的原子核；这种现象称为放射性衰变，亦称放射性；核衰变通常放出三种类型的粒子，称 α，β和γ；到目前为止，人们已经发觉了三个自然 放射系，即铀系，锕系和钍系，及一个人工放射系镎系；铀系第一代核素为铀（ 238），它从半衰期（ T 1/2 =4.51 × 10 始，经过 8 次α衰变 6 次β衰变，最终到稳固的 Pb(206) ；年）最长的 U （238）开钍系是从半衰期（ T 1/2 =1.40 ×10 年）最长的 Th （232）开头，经过 6 次α衰变 4 次β衰变，最终到稳固的 Pb(208) ；锕系是从半衰期（ T 1/2 =7.1 × 10 β衰变，最终到稳固的 Pb(207) ；年）最长的 U （235）开头，经过 7 次α衰变 4 次 86-- -- -- ---镎系从半衰期 Pu(241) 开头到 Bi(209) 为止，系中 Np(237) 的半衰期最长（T 1/2 =2.14× 10 年） , 故称镎系； Np(237) 的半衰期比 U(238),U(235) 及 Th(232) 半衰期小许多，故除 Bi(209) 外镎系中各种放射性核素在地壳中存在量极微；2.1 α衰变放射出α粒子的核衰变称为 α衰变，可用下式表示：AXA 4 Y QZZ 2X 表示母核，原子序数为 Z ，原子量为 A ， Y 为子核原子序数削减 2 为 Z-2 ，原子4He量削减 4 为 A-4；α粒子实际上是氦原子核2，它的原子序数为 2，原子量为 4；Q 为衰变时释放出的能量； 自然 α粒子的能量在 4～8Mev ；一般α 粒子具有几个孤立的能量， 能谱为分立能谱； α粒子属于重带电粒子，它的阻挡本事很大，即单位射程上缺失的能量很大，其射程很短，在空气中的自然 α粒子其射程仅仅为几个厘米，一张纸就可以拦住α粒子，它穿不过皮肤的角质层，故不存在外照耀的危害，但是α粒子一旦不慎进入体内，所产生的内照耀危害却是严峻的， 所以应当对 α粒子的内照耀问题有足够的重视；2.2 β衰变原子核放射 β粒子或俘获轨道电子的放射性衰变称为 β衰变，可以分为三种类型： 第一种类型是原子核放出高速电子的衰变， 这种电子称为 β 粒子；通常说的 β衰变就是 β 衰变，它可以自发地进行，且常伴有 γ衰变；β 衰变可以用下式表示：AXAY QZZ 1式中的 X 为母核，原子序数为 Z ，原子量为 A ，Y 为子核，由于放出一个电子，故子核的原子序数加 1，而电子的质量比原子核质量小的多，可以忽视不计，故子核的原 子量仍为 A ； 为质量特别微小的中性粒子称为中微子， Q 为衰变时放出来的能量，此 种能量几乎全部安排给 β 和 ，其安排是完全随机的，故 β 的能量可以从零始终到 Q （最大），故β 粒子能谱是一个连续谱； 当β 粒子具有最大动能为 Q 时， 的动能为零；β 粒子的平均能量约为β 能谱如下图：1 Emax,一般资料中给出的 β- 能量通常是指 β-的最大能量 Emax ；3+--XeN计数1/3EmaxE max E （能量）β 衰变可以看成原子核内的一个中子变成了质子， 同时放出一个 β 粒子和中微子的衰变；另外两种 β衰变是指 β 衰变和轨道电子俘获，分别用下式表示：AXAY QZZ 1（质子变中子衰变）A A Z1Z 1这里不再详谈；仍有一种情形需要讲解一下，即原子核从激发态跃迁到低能态或基态时，有时不发射γ射线而将余外的能量交给核外的壳层电子，此电子脱离原子核的束缚而发射出 去，这种电子称为内转换电子，此种情形可以发生在 K 层， L 层或其它层的电子上，这种电子是单能谱；通常β辐射只有一种柔弱的外部危害， 其用薄薄的铝层就可以屏蔽 β辐射；用原子序数低的材料屏蔽 β，防止靭致辐射；2.3 γ衰变有些放射性原子核在发生 α或β衰变以后，仍处于不稳固的激发态，它必定要向低能态或基态跃迁， 这时就会发生 γ衰变；γ射线实质上就是一种波长很短 （10 -10 -11的电磁波，又称 γ光子；γ射线是从核内发射出来的，能量是单色的，其数值为两个能级之差；在发生 γ衰变时，原子核的原子序数和质量数均不变，故 γ亦称为同质异能态的跃迁；通常遇到的 Χ射线和γ射线相同，也是一种电磁波；靭致辐射产生的 Χ射线，能量为连续谱，而外壳层电子向内壳层跃迁时，所释放的 Χ射线为特点 Χ射线，能谱为单能谱；γ射线的穿透才能很强，因此要留意它的外照耀的危害；一般选用原子序数高的材料如铅来屏蔽它；Y -8 Q）3 放射性衰变的基本规律3.1 指数衰变规律放射性物质的核衰变都是依据指数规律来进行的；数学表达式如下：N=N 0 et（3.1.1 ）N 0 为初始时（ t=0 ）的原子核数；N 为 t 时刻的原子核数；λ为衰变常数，它是表征衰变快慢的一个常数， λ大就衰变快， λ小就衰变慢；λ=0.693T 1 / 2（3.1.2 ）T 1/2 为半衰期，核衰变到原先活度的一半所需要的时间为该核素的半衰期；不同的核素，半衰期是不同的，有的很长很长，如 10 甚至更短；半衰期可由相关资料查询；3.2 放射性衰变的统计涨落年，有的很短很短，如几天，几分钟，对某一个原子核而言，什么时候衰变，这完全是偶然的，是随机性的；在单位时间内发生衰变的原子核有时多些，有时少些，并不是完全确定的，但是它会在一个平均值上下波动，涨落，这种现象称为放射性衰变的统计涨落，是对大量原子核而言的统计规律；由核衰变统计涨落造成的误差称为统计误差，它听从高斯分布；由于核衰变有统计涨落，所以无论你用的仪器多么精密，精确 ，工作人员多么认真认真，对放射性测量的结果也是有起伏涨落的， 是在某一个平均值上下涨落的， 显现在平均值邻近的几率大， 远离平均值的几率小，而且平均值两边显现的几率是对称的；表示统计涨落的大小，通常用标准偏差 σ表示：K( NiN) 2 σ=i 1K 1（ 3.2.1 ）算数平均值1KNNiK i 1（ 3.2.2 ）Ni 为第 i 次的测量值；4K 为测量次数；σ表示测量计数统计分布的一个宽度，σ越大测量计数越分散，分布曲线越平，越宽；反之，σ越小，测量数据越集中，分布曲线越窄越尖；其测量结果可表示为：N （置信系数为1，置信度为68.3%）kN 2 （置信系数为2，置信度为95.5%）kN 3 （置信系数为3，置信度为99.8%）k平均值的标准偏差Nk对于核辐射测量，标准偏差σ≈N N （3.2.3 ）其中N 为有限次测量的平均值，N 为一次测量值；在计数测量中如不存在其它误差，就（3.2.1 ）式与（3.2.3 ）式的结果是一样的；如计数中除统计误差外，仍存在有其它随机误差，就前者给出的结果要大些；这里顺便讲一下测量的精确度和精确度这两个不同的概念；测量的精确度是指测量值与真值符合的程度，即测量值与真值相差的大小；精确度是由系统误差打算的，假如测量的系统误差小，结果的精确度就高，反之，系统误差大，精确度就差；精确度是指测量数据的重复性，或者说是指测量数据的分散性大小；精确度是由偶然误差打算的，偶然误差大，重复性就差，精确度就低，反之，偶然误差小，数据的重复性就好，分散性就小，精确度就高；有的测量结果精确度仍可以，但精确度不高，有的精确度较高而精确度较差；当然，亦有的测量结果精确度高，精确度亦不差；总之，精确度与精确度是两个完全不同的概念；4 射线与物质的相互作用上面谈到原子发生衰变，发射出各种射线，可是人们用肉眼是根本看不见它们的，手也摸不到它们；如何感知它们的存在呢？这就要讨论射线与物质的相互作用，利用射线与物质的相互作用所产生的一系列效应，探知射线的存在，以及它的种类，强度，能谱等等相关的信息；因此，讨论射线与物质的相互作用是讨论射线探测，辐射防护和同位素应用的基础；4.1 电离与激发当带电粒子走近原子时，这些带电粒子就会和核外的束缚电子相互发生作用，当带电粒子的能量足够大时，就能使束缚的电子脱离原子核的束缚，成为自由电子，从而产生了离子对，这种效应称为原子的电离；而当带电粒子的能量不够大或距离原子较远时，不能使束缚电子成为自由电子，只能使束缚电子从低能态跃迁到高能态，从而使原子处于较高能量的激发态，这个过程称为原子的激发；处于激发态的原子是不稳固的，它会自发地回到基态，即高能轨道上的电子会自发地回到原先的低能轨道上，这个过程称为退激；退激时，余外的能量会以光的形式释放出来，这就是相伴着激发过程的发光效应；我们只要测出带电粒子在物质中产生的离子对或测量到退激时发出的光，我们即可测到带电粒子的射线了；电离和激发是带电粒子与核外电子相互作用产生的；4.2 散射带电粒子除与核外电子发生相互作用以外，仍可以与原子核发生作用，带正电的原子核的静电场可以转变带电粒子的运动方向，这种现象称为散射；科学家利用α粒子的大角度散射，证明了原子核的存在；β粒子很轻，简洁发生散射，仍可以发生多次散射，这是在测量β射线时需要认真对待和留意的事情；高速运动的带电粒子可以与原子核发生非弹性碰撞，使带电粒子的运行突然转变，并伴有连续能谱的Χ射线发射出来，这就是靭致辐射；综上所述，带电粒子通过物质时，发生电离，激发和散射，会逐步缺失其能量，最终被物质阻挡着，即被物质吸取；4.3 γ射线与物质的相互作用γ与物质相互作用主要有三种效应，即光电效应，康普顿效应和电子对效应；光电效应就是光子被吸取，能量转移给光电子；康普顿效应即光子把一部分能量给康普顿电子，γ光子转变方向；电子对效应是光子能量h >1.02Mev 时，光子转换为一对电子；5 有关低水平测量5.1 低水平γ放射性测量低水平γ放射性测量主要是用低本底反康普仪；其主探测器可以是NaI(Tl) ，Ge(Li) 和HPGe探测器；反符合探测器可以用塑料闪耀体，凹型NaI(Tl) ，BGO，BaF2 等，配有铅屏蔽系统可以得到本底很低的精细γ谱，这里不作详述；5.2 低水平α，β放射性测量目前，国内外使用的低水平αβ测量仪，就它使用的探测器而言，可分为三类：第一种是使用流气式正比计数管为探测元件；其次种是使用塑料闪耀体上喷涂ZnS（Ag）做探测元件；第三种是使用半导体探测器作探测元件；下面简要介绍这三种低水平αβ 测量仪的优缺点；5.2.1 流气式正比计数管低水平αβ测量仪目前，我国进口的低水平αβ测量仪均为此类型仪器，262 厂及康科洛公司也有此类产品出售；其主要的优点是：⑴ 辐射源与计数管灵敏体积之间无窗，或极薄窗；⑵ 灵敏体积大，可同时测量多个样品；⑶对测量低能β，同其它类型的低水平αβ测量仪相比较，有着无法比拟的优势，要测量 3 H或14C的低能β，是有其优势的，如在考古部门, 但是对于测量饮用水中的β，因国际标准定义的测量下限为300Kev，所以此项优势的用途不大⑷ 数据微机化，软件较完善；不足之处：⑴ 它必需备有一个较笨重的供气系统，假如气体是“一次通过”型的，就要不定期地更换气瓶；假如气体是“循环”型的，要备有一套较复杂的气体纯化器；⑵ 气体是氩与甲烷依据肯定比例混合而成的，仪器对所用气体的质量要求较高，气体的成分，纯度和压力均对测量结果有着明显的影响；⑶计数管的工作电压在既能测量α粒子，又能测量β粒子的“β坪”上，β坪较短且斜率较大，故对高压要求较高；⑷ 进口仪器价格昂贵，售后服务不够便利，运算机软件全部为英文，要求使用者有较高的英语水平；⑸ 进口仪器LB770的样品盘子很深（8—10mm）, 不适于水样的测量，想要测量水样，须改进样品盘；(6) 串道大，此项指标在三种仪器中是最差的；⑺ 前窗膜很薄，怕磨怕蹭，一旦损坏就无法工作；5.2.2 用塑料闪耀体喷涂的ZnS（A g）做探测器的低水平αβ测量仪主要优点：⑴ 探测元件面积较大（Φ52 mm），造价较低，表面可擦洗；⑵ β效率较高，可≥ 50%；⑶ 仪器皮实，耐用，受环境影响较小；⑷ 探测器信号输出幅度较大，故电子学系统较简洁，要求也低；⑸ 备有单路，双路和四路多种类型，可供用户挑选；不足之处：⑴ 串道比流气式要好，比半导体式的要稍差一些；⑵铅室体积较大，笨重，造价较高；⑶仪器要求高压及光电倍增管的稳固性较高5.2.3 用半导体探测器做探测元件的低水平αβ测量仪主要优点：⑴该仪器α本底低，效率高，有利于人们特别关怀的微小量α的测量；⑵由于半导体探测器的能量辨论率高，能量线性也好，故在同时测量αβ时，相互串道小，串道性能优于其它类型的αβ测量仪；特殊是β对α的串道为零，这也有利于测量柔弱α的放射性，α测量的精确度高；⑶ 对γ不灵敏，铅室可做的小巧，轻巧；⑷ 数据治理微机化；⑸ 稳固性较好；不足之处：⑴ 主探测器不能做的很大；（现在用的是Φ40 mm）⑵ β效率偏低一些（≥40%），但由于β计数高，效率低些影响不大；⑶探测器较娇气，不能划，碰，对试验室的环境包括沟通电源和地线，要求较高；近期，我们预备研制用进口的表面钝化离子注入（PIPS）型探测器来制作低水平αβ测量仪，它既保留了半导体探测器的各种优势，如对测柔弱α有利，又克服了它的缺点如娇气，相对比较完善，但造价可能会高一些；5.3 如何实现低水平αβ的测量低水平测量一般分为三步来实现：第一步是采样，在所关怀的地点采集待测样品；其次步是制样，对所采集的样品用物理的和化学的方法进行处理，制成能测量的样品，这步也包括与之比较的标准样品的制备；第三步是测量，包括标准样品及待测样品的测量；最终对测量结果进行运算，给出测量结果；显而易见，想要对柔弱αβ进行测量，要求测量仪的本底尽量低，而对αβ的探测效率要尽量高；降低仪器的本底通常有两个方法，一是在探测器的四周加有肯定厚度的屏蔽层，靠近探测器部分要用放射性很低的不锈钢或黄铜做内屏蔽，这一点不能够疏忽大意，由于靠近探测器部分的材料不纯，可能会产生过大的αβ本底；外面再用老铅（至少要经过Pb（210）一个半衰期20 年）做外屏蔽，铅的厚度应在10cm以上，使外面的辐射对测量影响到最小；两层屏蔽从而获得一个放射性的净室；另一个降低本底的方法是反符合技术；宇宙射线的硬成分产生的本底是无法用屏蔽的方法排除的，但是可以用反符合电子学技术来排除此类本底；在主探测器的四周及顶部放上反符合探测器，当宇宙射线穿过主探测器时，必定要第一穿过反符合探测器，此时两个探测器均有信号输出，把两个信号同时送至反符合线路中去，把主探测器信号反符合掉，从而达到降低本底的目的；反符合探测器一般选用G-M计数管，流气式正比计数管，液体闪耀计数器，塑料闪耀体，NaI 晶体，BGO，BaF2 及半导体探测器；5.4 与低水平αβ测量有关的术语及分析⑴放射性衰变：一种自发的核跃迁过程，在此过程中放出粒子或γ射线；⑵ 放射性半衰期T1/2 ：由于放射性衰变，其活度减到原先的一半时所经过的时间；⑶ 衰变常数λ：一个核在单位时间内进行自发衰变的几率；⑷ 活度：单位时间核衰变数；⑸比活度：某物质的放射性活度 A 除以该放射性核素所在物质的质量m所得的商，即a M=A/m；亦即单位质量的某种物质的活度；(6) 活度浓度：某物质的放射性活度A除以该放射性核素所在液体或气体的体积V所得的商，即C（Bq/L）=A/V；亦即单位体积的某种物质的活度；⑺ 贝克（Bq）：放射性活度的国际单位；⑻ 放射性标准源：性质和活度在某一个确定的时间内都是精确已知的，并有相应的证书可以作为标准的放射源，它可以是溶液，气体或固体；⑼ 本底计数：在没有被测样品和放射源存在的条件下，测量装置的固有计数；⑽本底计数率：单位时间内的本底计数；每秒，分，小时的计数分别用cps，cpm，cph 表示；在观看分析计数率大小时，不能只看它的数值大小，仍要留意它的单位，如每平3方厘米每分钟计数值用 n .min .cm -2表示；⑾ 表面发射率： 对于一个给定的放射源， 在单位时间内该表面对上 2π 主体角发射出给定类型的粒子数；例如： Pu （239） α源的表面发射率为 10 /2 π.min ，表示 Pu （239） 核素每分钟向上方 2π主体角发射 α粒子数为 1000；⑿ 探测效率：在肯定的探测条件下，探测到的粒子数与在同一时间间隔内辐射源发出 的该种粒子数的比值；⒀ 探测器效率：探测器探测到的粒子数与在同一时间间隔内入射到探测器上该种粒子数的比值⒁ 几何因子：是肯定几何条件下探测效率的极限值；G=1(11 2 )1/ 23 8 (12 22 )3 / 2⋯⋯ （5.4.1 ）a 式中，hb b 为探测器半径， a 为辐射源半径，辐射源与探测器之h间的距离为 h ，式中的 a 不能太大； ⒂ 效率比：探测效率与几何因子之比；⒃ α对β的交叉混道：在测量 α时，记录到 β道的粒子数与总 α粒子数之比；β对α的交叉混道：在测量 β时，记录到 α道的粒子数与总 β粒子数之比； ⒄ 饱和吸取层厚度： α样品源厚度为横坐标，计数率为纵坐标，测得一条不同样品源 厚度下的计数曲线， 此曲线的斜线段与水平段延长线的交点所对应的厚度为饱和吸取层的厚度；⒅ 优质因子：在低水平测量中，通常用优质因子Q 来衡量测量装置的水平，Q=ε2/B ，ε为该装置的探测效率， B 通常为单位面积上的本底计数率，如 n.min -1.cm -2；Q 越高，表示装置的水平越高，可测的最小活度越小；（ 19） 判定限：在低水平 αβ测量中，仪器本底的标准偏差为 σb ，如样品的净计数大于 3 倍的本底标准偏差，即净计数＞ 3σ b ，就判定样品中有高于本底的放射性存在， 3σb 为判定有无放射性的判定限；(20) 最小可测活度：仪器可探测到的最小放射性活度，有人称为灵敏度，有人称为最小可测下限；在测量样品中的柔弱 αβ放射性活度时，人们特别关怀的问题是样品中的 αβ放射性活度是多少？对于所选定的测量装置和使用的测量方法， 所测量到的最小 αβ放射性活度是都是多少？它是否低于被测样品的放射性活度？我们期望最小可测活度越低越-1好，显而易见，它与仪器的本底及探测效率有关；最小可测放射性活度（浓度）表示一个测量装置和选定的测试方法，在肯定置信水平下（95%）能正常探测样品中存在的最小放射性活度，对饮用水总放射性分析，最小可测活度（浓度）的运算公式如下式：MDA（Bq/L）= 4.661/ 2(n0 / T ) W（5.4.2 ）mm Yεm为m克样品源的探测效率m为样品源的重量（mg）n0 为本底计数率（cps）T 为样品源的测量时间（s）W t 为1L 水样浓缩后的总残渣物质重量（mg）Y 为回收率，可取100%举例说明：1L 水样总残渣量400 mg，取200 mg样品进行测量，对于放射性为0.1Bq/L 的水样，用于测量样品活度为0.05Bq/L ；如仪器的α本底为0.01cpm，样品源的探测效率为7%，样品源的测量时间为500min，就MDA（500min）=4.66 ×0.0150060 0.07 2≈0.01 （Bq/L）运算结果说明，此时的最小可测活度小于被测样品的活度，此测量是可行的；如总残渣量高，而直接用于测量的样品量少，最小可测活度就高；6 测量数据的检验测量的数据是否正确可信，这是需要我们对测量的数据进行检验；通过检验，可以确定测量数据的牢靠性，同时也间接检查了仪器工作是否正常和稳固；通过数据的检验可以分析和判定测量中除统计偏差以外，是否仍存在其它误差，如系统误差等；第一，假定测量数据遵从某个统计分布，分析数据与该理论分布之间的差异，假如测量结果与理论分布一样，说明测量数据是可信的，仪器工作是正常的，否就是不行信的，仪器工作可能有问题；6.1 3 σ准就假定测量数据不含系统误差，听从高斯分布；在一组数据中，某次测量的残余误t差的肯定值|Ni- N | 大于 3 倍标准偏差时，即|Ni- N |>3 σ时，就认为此次测量的误差为粗大误差，此次测量值为反常值，应舍去；对于高斯分布，残余误差落在（-3 σ，+ σ）范畴内的几率为99.73%，而在（-3 σ，+ 3 σ）以外的几率仅为0.27%，这说明 3 σ准就是合理的；详细方法如下：KNi①先求得N N = i1②运算σ值σ=③ 求得3σ值④与数据|Ni- N | 比较KK2 ( Ni N)1K 1⑤舍去|Ni- N |>3 σ的数据例1：表1 内列出了某台仪器100min 内侧得的β本底值，用3σ准就检验此数据，看是否存在粗大误差；表一K(次数) Ni Ni- N |Ni- N | (Ni- N ) 21 82 -17.7 17.7 313.292 107 +7.3 7.3 53.293 84 -15.7 15.7 246.494 93 -6.7 6.7 44.895 101 +1.3 1.3 1.696 107 +7.3 7.3 53.297 109 +9.3 9.3 86.498 104 +4.3 4.3 18.499 106 +6.3 6.3 39.6910 93 -6.7 6.7 44.8911 105 +5.3 5.3 28.0912 98 -1.7 1.7 2.8913 104 +4.3 4.3 18.4914 101 +1.3 1.3 1.6915 102 +2.3 2.3 5.29N =99.73 ≈100σ=8.3 3 σ=24.9相对误差L= ≈8.3%N用3σ与表 1 中的|Ni- N | 逐个比较，发觉表中的|Ni- N | 无一比3σ大的，所以这组数据不存在粗大误差，15 个数据均予以保留；留意，在使用3σ准就时，测量次数K应大于10 才可以使用；6.2 戈罗贝斯准就对某一个物理量测量K次，得到N1，N2，，N3⋯⋯N K 个数据，假定此测量值不含系统误差，且听从高斯分布，用戈罗贝斯准就检查是否有反常值；详细检验步骤如下：1 k①N = Nik i 1② σ=k( Ni N) i 1K 1③运算偏差肯定值的最大值与σ的比值|Ni- N | max/ σ④挑选显著水平a=0.05 由表2 查得g（n，a）=g（n，0.05 ）的相应值；如|Ni- N | max/ σ≥g（n，0.05 ），就该数据反常，应舍弃，否就予以保留；表二g （n，a）表N a 0.05 0.01 N a 0.05 0.013 1.15 1.16 17 2.48 2.784 1.46 1.49 18 2.50 2.825 1.67 1.75 19 2.53 2.856 1.82 1.94 20 2.56 2.887 1.94 2.10 21 2.58 2.918 2.03 2.22 22 2.60 2.949 2.11 2.32 23 2.64 2.9910 2.18 2.41 24 2.64 2.9911 2.23 2.48 25 2.66 3.0112 2.28 2.55 26 2.74 3.1013 2.33 2.61 27 2.81 3.1814 2.37 2.66 28 2.87 3.242m ax/15 2.41 2.70 29 2.96 3.34 162.442.75303.173.59例 2 用戈罗贝斯准就判定以下一组用 BH1216低本底测量仪获得的数据中是否有反常值表 3n Ni Ni- N (Ni- N ) 2n Ni Ni- N (Ni- N ) 21 3320 -65 4225 11 3489 +104 108162 3339 -46 2116 12 3340 -45 20253 3312 -73 5329 13 3347 -38 1444 4 3368 -17 289 14 3411 +26 6765 3381 -4 16 15 3449 +64 4096 6 3406 +21 441 16 3489 +104 108167 3354 -31 961 17 3430 +45 20258 3424 +39 1521 18 3376 -9 81 9 3317 -68 4624 19 3332 -53 2809 103416+31961203406+21441⑴ 解：求得算数平均值 N = 1Ni = 1 20 Ni =3385ki 1 20i 1⑵ 求出标准偏差 σkσ=i 1( Ni K N) 2=155712=5419⑶ 找出偏差肯定值的最大值 |Ni- N |=104⑷ 求出偏差肯定值最大值与 σ的比值： |Ni- N | max / σ=104=1.9354⑸ 选 a=0.05 ，查表 2 得 g （20， 0.05 ）=2.56Ni (6)NMax=1.93< g （20，0.05 ）=2.56所以此数据组无粗大误差，无反常值，均可选用；6.3 Χ 2检验该方法适合检查一个数据组是否符合高斯分布；用此方法可检查αβ低水平测量k22= =a 2a11 2，3 K 2=仪器本底测量，效率测量，样品活度测量等数据是否听从高斯分布；如不符合，说明此数据组是有问题的，亦可以说明该仪器可能是有问题的；详细方法如下：⑴ 设有一组测量数据 N 1，N 2，，N 3 ⋯⋯ N K ，并假定它听从高斯分布；运算算数平均1 k值 N =kNi （k 为测量次数） i 1k2Ni N⑵ 运算χ i 1值： χN⑶ 自由度 f=K-1 , 显著水平 a 1=0.05 ， a 2=0.95 由Χ 值表查得相应的 Χ 值22 a1a1(0.05 f) 2 2 a2 a2(0.95 f)如2 ≤Χ2≤2 就数据牢靠，可判定 N ，N ，N ⋯⋯ N 数据组听从高斯分布， 仪器无系统误差，也是稳固牢靠的；例 3 用 1217B 型弱αβ测量仪对239 Puα源及 90Sr- 90Y β源进行重复测量，其数据见表 4，表 5表 4 对239 Pu α源重复测量数据测量 2min 计序号数单次计数与平均值偏差 Ni- N偏差平方 测量 （Ni- N ）2序 号2min 计数单次计数与平均值偏差 Ni- N偏差平方 （Ni- N ）21 2263 -33.4 1115.6 16 2268 -28.4 806.62 2311 14.6 213.2 17 2326 29.6 876.23 2374 77.6 6021.7 18 2403 106.6 11363.6 4 2197 -99.4 9880.4 19 2300 3.6 12.95 2320 23.6 556.9 20 2260 -36.4 1325.0 6 2267 -29.4 864.4 21 2333 36.6 1339.6 7 2226 -70.4 4956.4 22 2244 -52.4 2745.8 8 2332 35.6 1267.3 23 2303 6.6 43.69 2319 22.6 510.8 24 2304 7.6 57.8 10236568.64733.42523014.621.22。
低本底αβ测量仪原理
低本底αβ测量仪原理
低本底αβ测量仪是一种用于测量环境放射性核素的仪器。
它是
一种高灵敏度的仪器，能够检测到非常微小的放射性核素含量，广泛
用于工业、医疗、环保和科学研究等领域。
低本底αβ测量仪的原理是利用闪烁体对放射性粒子的能量沉积
进行探测。
闪烁体是一种具有高闪烁效率的材料，当其受到放射线的
作用时，会产生光子，这些光子会通过光电倍增管进行增强，最终转
化为电学信号，由计算机进行处理并显示。
低本底αβ测量仪的探测系统分为α粒子和β粒子两部分。
α
粒子探测器通常采用薄膜源，如聚碳酸酯及金属箔等。
β粒子探测器
则使用塞西乐盒或试样源等。
为了减小本底噪声的影响，低本底αβ测量仪采用了多种措施，
例如采用吸收屏蔽、背景补偿、时间谱分析、能量判别等技术。
同时，在仪器的设计和制造中，也采用了高品质的材料和工艺，以确保测量
的精度和灵敏度。
在实际应用中，低本底αβ测量仪具有广泛的用途。
它可以用于
环保领域，监测环境中的放射性污染；在医疗领域，用于病人身体内
的核素含量测量；在工业领域，用于工艺流程中放射性物质的检测和
控制；在科学研究中，用于探测宇宙射线等。
总的来说，低本底αβ测量仪是一种具有重要意义的放射性测量设备，它通过先进的技术和仪器的使用，为我们提供了精确、可靠的数据支持。
在各个领域的应用中，它都发挥着不可替代的作用，并为我们的生活和工作提供了更安全、更可持续的保障。
水体辐射环境监测(ppt 104页)【2024版】
Radioation Environmental Monitoring
第二节 水体辐射环境监测方案制订
（一）基础资料的收集
（1）水体的水文、气候、地质和地貌资料; （2）水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城 市给排水情况等。 （3）水体沿岸的资源现状，特别是植被破坏和水土流失情况; （4）水资源的用途、饮用水源分布和重点水源保护区；
等间距设置
>1500m
采样点位确定
Radioation Environmental Monitoring
第二节水体辐射环境监测方案制订
（二）监测断面和采样点的设置
<5m 5～10m 10～50m
水面下 0.3～0.5m
处
½ 水深处
河底以上 0.5m处
采样点位确定
点击此处观看“河流断面监测实验”
对
Radioation Environmental Monitoring
第一节 水体放射性污染与辐射监测
1.1、水资源及其水质污染
水是人类社会的宝贵资源
全球水资源
海水, 97.30%
淡水, 2.70%
可利用的淡水 资源只有江河、 淡水湖和地下 水的一部分
淡水资源
可利用 1%
不可利 用 99%
Radioation Environmental Monitoring
对
控
控
削
照
制
制
减
断
断
断
断
面
面
面
面
500m
1500m
河流监测断面设置
AC B
A-A’对照断面
G-G’削减断面
C’
B-B’、C-C’、D-D’、F-F’控制断面
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前置放大器 ← ↓
放射性样品与液体闪烁体
↓
PM ←
→ PM ← 前置放大器
放大器 → 符合电路 ← 放大器 |→ 至PHA
一、低能β放射源的测量方法
液体闪烁测量是闪烁测量的一种方式，它与固体闪烁测量 一样，是利用闪烁材料将射线转变为荧光，再利用光电倍增管 将之转变为电脉冲，从而分析射线的数量和能量。液体闪烁测 量又不同于固体闪烁测量，放射源不是置于闪烁体之外，而是 直接置于闪烁体之中，使射线的能量直接被闪烁液吸收，并且 测量的几何条件接近4π。
一、规定立体角法
测量β放射源活度的最简单方法是安装一个“规 定立体角”的实验装置。该装置可采用端窗式 G-M计数管，它对大多数β放射源的效率接近 100%。这种计数系统的计数率由下式给出
Nβ
AΩ 4π
其中A为放射源的活度，Ω为放射源对探测器 所张的立体角。
原理:通过测量放射源在任何一定方位一定立体角内 的放射源活度,来推算放射源总活度
液体闪烁计数法主要用于α与β放射性核素的探测与分析， 尤其适合低能β发射体（如 和 ）的相对测量。它也用于 电子俘获衰变后继发X射线与俄歇电子的放射性核素的相对活 度的测量。
二、液体闪烁计数
原理：闪烁体吸收射线能量→原子、分子电离激 发→受激原子、分子退激发射荧光光子→光子在光电 倍增管的光阴极激出光电子 →光电子经倍增产生电 子流 →电子流在阳极负载上产生电信号→ 电信号由 电子仪器记录分析
缺点： ①有效立体角不能总是以很高的精确度进行测定； ②在能谱最低端的β粒子常常有被计数管窗吸收的 可能性，因此将不可避免地发生一些误差。 ③如果某些母核经β衰变到达子核的激发态，就会 有γ射线的放出，这种γ射线通常会对观察到的总计数 率作出贡献，由于G-M计数器对γ射线的效率一般很 低，约为1%，所以这种影响是小的。 ④如果发生内转换，则内转换电子将会以很高的效 率被计数，并产生很大的误差，因此这种方法只有在 确知所研究的核素不发生内转换的情况下方可采用。
α、β放射性测量
第四节 β放射源的活度测量
放射源发射出的β粒子在水或生物组织中的射程可达 1cm，因而常常用于放射生物学工作。β粒子在临床 的应用已有多年，近来用于癌症的治疗是一个热点 。放射源的活度在医疗上相当于药物的剂量，因此 具有特别重要的价值。 β放射源活度绝对测量的方法很多,常用的有规定立 体角法、4π计数法和符合法。
使用4πβ计数法测β源的活度时，β粒子的探测效率受 到计数管死角及源自吸收、膜吸收的影响。对低能β 射线，这种影响尤其严重。而符合法虽然可避开源探 测效率问题，却受到衰变方式的限制——它必须是βγ级联衰变的核素。因此，对一些低能纯β放射性核素 的活度测量必须寻求新的方法。一种办法是将β放射 性核素以气态形式充入计数管中，这样在使立体角达 到4π的同时，也免除了源自吸收、反散射等的影响， 这就是所谓的内充气法。另一种办法是采用液体闪烁 法，这是本章要介绍的。
选择合适的液体闪烁剂，优良的光电倍增管，采 取双管符合技术，好的制样技术等都很重要。
在液体闪烁计数中放射性 样品与一种或几种有机荧 光体一起溶于有机溶剂中 。常用的溶剂有甲苯、二 甲苯、二氧己环以及其他 的芳香烃或乙醚。液体闪 烁体借助溶剂分子的电离 与激发吸收辐射能。所吸 收的能量接着有效地传递 至有机荧光分子（其浓度 通常在0.5%到1%之间）。 之后该能量的一部分通过 荧光分子的退激转变为光 。
三、符合法
符合法是将不同探测器记录到的两个或两个 以上相关的核事件,利用电子仪器形成一个脉 冲计数的方法。 符合法的好处是避开了4π计数法中,源自吸收 校正的困难,因此测量准确度得到进一步提高。 对于衰变时伴有级联辐射的β放射源,最好采用 符合法测量放射源的活度。
第五节、低能β放射源的活度测量
二、4π计数法
4π计数法：把放射源置散射、吸收及几何位置等因素的影响 。 因此用4π计数法,其测量结果的误差比规 定立体角法小
4π计数器由两个半球组成， 每个半球都有自己的阳极收 集连接线。两个半球合在一 起，把沉积在塑料薄膜上的 放射源物质安置其中。通常 用连续气流系统充入适当的 混合气体。虽然这样的计数 器原则上可工作在G-M区， 但更常用做正比计数管；由 于正比计数管的“死时间” 短，因而可以得到高得多的 计数率，如有必要还可用于 脉冲的甄别。
三、淬灭及其校正
淬灭：就是一种或几种过程使闪烁脉冲幅度变小
造成淬灭的原因： a.射线在使闪烁溶液溶剂分子激发之前就失去能
量 b.温度变化引起闪烁体发光衰减时间变化。 c.颜色淬灭 d.由于温度或其它因素的变化，使测量杯表面沾
有尘污或蒸汽冷凝，也会使光的传递受到影响 。
本底噪声脉冲，在两个光电倍增管之间时间上并不相关， 因此记录到的数量将大大减少，而符合收集到的荧光脉 冲将被记录。光电转换效率会有所降低，通过在制冷单 元中冷却，从而减少光阴极的热电子发射，可以进一步 降低光电倍增管本底。