輻射防護(hù)講義

輻射防護(hù)講義（二）付云杉電子郵件：fys750618@163.com聯(lián)系電話：139937997622010年3月內(nèi)容簡介職業(yè)照射和公眾照射輻射探測廢物管理防護(hù)和干預(yù)一、職業(yè)照射和公眾照射1職業(yè)照射1.1概念職業(yè)照射：工作人員在其工作過程中所受的所有照射（不包括天然照射、醫(yī)療照射和豁免源產(chǎn)生的照射）1.2職業(yè)照射的控制時間距離分散（使?jié)舛冗_(dá)到最低或稀釋度最高）減少輻射源屏蔽（源屏蔽和人屏蔽）促排劑量分擔(dān)和控制最優(yōu)化技術(shù)2公眾照射2.1概念公眾照射：公眾成員所受的源和實踐的照射，不包括天然本底輻射、醫(yī)療照射和職業(yè)照射2.2公眾照射的控制流出物監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測固體廢物監(jiān)測排放限值和排放水平二、輻射探測1輻射探測器根據(jù)射線在探測器內(nèi)產(chǎn)生的效應(yīng)和探測器的工作介質(zhì)，可以把探測器分為幾種類型。常用的探測器有三類：氣體探測器（利用射線在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的電離效應(yīng)）、閃爍探測器（利用射線在閃爍物質(zhì)中產(chǎn)生的發(fā)光效應(yīng)）和半導(dǎo)體探測器（利用射線在半導(dǎo)體中產(chǎn)生的電子和空穴）。此外還有其它類型的探測器，如照相乳膠、固體徑跡探測器、切倫科夫探測器和熱釋光探測器等。近年研究的新型探測器有BGO晶體、碲鋅鎘(CdZnTe)晶體等等。1.1氣體探測器氣體探測器包括：電離室、正比計數(shù)管和蓋革—彌勒（G—M）計數(shù)管。隨著閃爍探測器和半導(dǎo)體探測器的發(fā)展，它們將逐漸被取代。但由于這類探測器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉等方面的優(yōu)勢，使得它們至今仍在應(yīng)用。

從圖可以看出，曲線有五個特征不同的區(qū)域，現(xiàn)分別簡單說明：區(qū)域I為復(fù)合區(qū)：收集的離子對數(shù)隨外加電壓的增加而增大。這是由于此時電場很弱，離子對相對速度較小而易復(fù)合，只有部分離子對被電極收集。隨外加電壓增加，復(fù)合機(jī)會減少，曲線呈上升趨勢。區(qū)域Ⅱ為電離室區(qū)：當(dāng)外加電壓超過V1時，電場較強(qiáng)，復(fù)合損失可忽略不計，入射粒子產(chǎn)生的離子對幾乎全部被電極收集。電壓繼續(xù)升高，收集的離子對數(shù)不再增加，形成一個坪區(qū)。電離室工作在這個特性區(qū)。區(qū)域Ⅲ為正比區(qū)：當(dāng)外加電壓超過V2時，電場相當(dāng)強(qiáng)。由入射粒子引起的電子加速后引起次級電離，而且次級電離產(chǎn)生的電子還能引起新的電離。若把入射粒子引起的電離稱為原電離，則收集到的離子對數(shù)比原電離的離子對數(shù)要大的多，此種現(xiàn)象稱為氣體放大。收集的離子對數(shù)與原電離的離子對數(shù)成正比。區(qū)域Ⅳ為有限正比區(qū)：當(dāng)電場增加到一定程度時，產(chǎn)生的離子對數(shù)過多，由于電子、正離子漂移速度相差很大，形成空間電荷，致使電場削弱。這一空間電荷效應(yīng)限制了電子的繼續(xù)增殖，也即限制了氣體放大。區(qū)域Ⅴ為G—M區(qū)：當(dāng)電壓超過V4時，電場很強(qiáng)，氣體放大倍數(shù)M（收集的離子對數(shù)與原電離離子對數(shù)之比值）可高達(dá)108，同時空間電荷效應(yīng)影響更加嚴(yán)重。此區(qū)的特點(diǎn)是：只要原電離產(chǎn)生一個離子對，通過氣體放大，就能產(chǎn)生數(shù)目極大的離子對?？梢缘玫捷^大的輸出信號，對于射線探測十分有利。注意：工作在此區(qū)域內(nèi)的探測器不能區(qū)分入射粒子的類型和能量。1.1.1電離室電離室是最簡單的氣體電離探測器，它要求的電場強(qiáng)度不高，可以做成各種形狀，并且對所充氣體的要求不高，以及充氣壓力的范圍也可以很寬，甚至可以直接用大氣壓下的空氣。由于電離室沒有氣體放大作用，其輸出的電離電流很弱，因此在結(jié)構(gòu)上要特別考慮微弱電流測量的要求。電離室由兩個電極組成，其兩極間充以工作氣體，高壓電極直接連接高壓，收集電極通過負(fù)載電阻接地，電極之間以絕緣體隔開。常見的電離室結(jié)構(gòu)形式有兩種：平行板形和圓柱形。按照工作方式電離室可分為脈沖電離室和電流電離室。（1）脈沖電離室測量單個入射粒子所產(chǎn)生的電流脈沖或電壓脈沖的電離室稱為脈沖電離室。它是利用脈沖幅度與粒子能量成正比來進(jìn)行探測的。因此，利用脈沖電離室不僅可以由單位時間內(nèi)脈沖數(shù)求得射線的強(qiáng)度，而且可以根據(jù)脈沖幅度的大小來測定粒子的能量。脈沖電離室可用于帶電粒子的強(qiáng)度和能量測量，目前只有帶柵網(wǎng)的電子脈沖電離室。（2）電流電離室某些情況下，如需要立即反映輻射場的照射量率或測量放射性活度很大的輻射源，此時需要測量的不是單個粒子的電離效應(yīng)，而是單位時間內(nèi)大量入射粒子的平均電離效應(yīng)，可采用電流電離室。它同脈沖電離室在工作原理、信號產(chǎn)生過程等方面相同，主要差別在輸出電路及測量電路等方面，它記錄的是電離電流。電流電離室廣泛應(yīng)用于χ射線和γ射線的劑量監(jiān)測。1.1.2正比計數(shù)器工作在正比區(qū)的正比計數(shù)管，原電離形成的電子在電場作用下，也會通過多次碰撞電離形成大量次級離子對，并且最后形成的總離子對數(shù)仍與原電離的離子對數(shù)成正比關(guān)系。為了獲得氣體放大，必須有足夠強(qiáng)的電場，如在常用的氣體電離探測器中電場強(qiáng)度至少為104V/cm，如果采用平行板電極結(jié)構(gòu)，電場強(qiáng)度很難達(dá)到此值。因此正比計數(shù)管多采用圓柱形結(jié)構(gòu)，如圖所示。正比計數(shù)管中間是根金屬細(xì)絲作為陽極，外面是一個金屬圓筒作為陰極。管內(nèi)充有工作氣體。其特點(diǎn)是在較低的電壓是僅測量α射線，在較高的電壓時對α、β、γ射線均有響應(yīng)。1.1.3G—M計數(shù)管在氣體電離探測器中，G-M計數(shù)管具有相當(dāng)突出的優(yōu)點(diǎn)：氣體放大倍數(shù)極高，入射射線只要產(chǎn)生一個離子對就能引起放電而被記錄；輸出脈沖幅度很大，所需的測量儀器簡單，所以G-M計數(shù)管曾是測量射線強(qiáng)度的主要探測器，至今在放射性同位素應(yīng)用和劑量監(jiān)測工作中仍是常用的探測器。根據(jù)所充的猝熄氣體的性質(zhì)，G-M計數(shù)管可以分為有機(jī)管和鹵素管兩類，其原理結(jié)構(gòu)基本相同，僅在性能上有些差異。G-M計數(shù)管常用于β放射性樣品的測量和β、γ劑量當(dāng)量率的測量等。G-M計數(shù)管要求的電場強(qiáng)度比正比計數(shù)管的更高，其結(jié)構(gòu)通常也是陽極為細(xì)絲，陰極為圓筒。最常用的形狀為鐘罩形和圓柱形。它們的中心極均為細(xì)鎢絲，有機(jī)管的陰極可由金屬圓筒或不銹鋼圓筒構(gòu)成；鹵素管的陰極由不銹鋼或內(nèi)壁涂有半透明Sncl2導(dǎo)電膜的薄玻璃制成。工作氣體為氬、氖和少量淬熄氣體（有機(jī)氣體或鹵素），充氣壓力較低，一般約為100mmHg柱。1.2閃爍探測器閃爍探測器是利用某些物質(zhì)在射線作用下能發(fā)光的特性來探測射線的，其對γ射線的探測效率高以及能夠測量射線的能量等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的輻射探測器。閃爍計數(shù)器主要由閃爍體、光電倍增管和電子學(xué)線路組成。閃爍體、光電倍增管（有時還有光導(dǎo)和前置放大）裝在一密封的暗盒中，人們通常把這個部分叫探頭，它是閃爍計數(shù)器的一個重要部件，直接決定著閃爍計數(shù)器的各種性能。閃爍計數(shù)器記錄粒子的過程是：①射線進(jìn)入閃爍體后，閃爍體吸收入射粒子的能量并使其原子、分子產(chǎn)生電離和激發(fā)；②受激的原子、分子退激而發(fā)射光子；③由閃爍體產(chǎn)生的光子打在光陰極上，因光電效應(yīng)，便發(fā)射出光電子；④經(jīng)過光電倍增管打拿極時，使光電子得到多次倍增，最后在光電倍增管的陽極上形成放大的電流脈沖；⑤電流脈沖流過輸出電路的負(fù)載電阻變?yōu)殡妷好}沖；⑥電壓脈沖經(jīng)過射隨輸出器（阻抗轉(zhuǎn)換）送入電子儀器進(jìn)行計數(shù)和分析。在一定條件下，輸出脈沖幅度可正比于射線在閃爍體內(nèi)損失的能量。1.2.1閃爍體閃爍體按物態(tài)可分為：固體、液體、氣體；按化學(xué)組成可分為：無機(jī)閃爍體、有機(jī)閃爍體。（1）無機(jī)閃爍體無機(jī)閃爍體是在某些無機(jī)鹽晶體中摻入少量雜質(zhì)而制成的，這種雜質(zhì)稱為激活劑。常用的無機(jī)閃爍體有以鉈作激活劑的碘化納NaI（Tl），以銀作激活劑的硫化鋅ZnS（Ag）等。(2)有機(jī)閃爍體有機(jī)閃爍體大多數(shù)屬于芳香族的碳?xì)浠衔铮泄腆w、液體、氣體三種狀態(tài)。它的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光時間短、透明度好，并含有大量氫原子，因此可探測中子。但是發(fā)光效率、能量分辨率和對γ射線的探測效率等均比無機(jī)晶體差。1.2.2光電倍增管光電倍增管是一種光電轉(zhuǎn)換器件，其作用是把閃爍體發(fā)射的微弱光電信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉糯蟮碾娦盘?。它的結(jié)構(gòu)是：管子外殼由玻璃制成，整個管內(nèi)抽成真空，管子的頂端有一個光陰極，是接受光子打出光電子的部件；管內(nèi)按一定要求排列有許多電極（又稱倍增極），在這些電極上加適當(dāng)?shù)碾妷?，使前一級來的電子能成倍地增殖；管子末端有一個陽極，是收集電子的部件（又稱為電子收集極）。光電倍增管按倍增極的結(jié)構(gòu)分為不同的類型，目前常用的有無聚焦百葉型、匣子型和聚焦的直線型、環(huán)狀型等。光電倍增管在閃爍計數(shù)器中的工作過程如下：光電倍增管的光陰極端窗與閃爍體緊密接觸。射線在閃爍體中引起的閃光打在光陰極上，通過光電效應(yīng)產(chǎn)生一定數(shù)目的光電子。由于光陰極、各級倍增極到陽極之間都加有電壓，每級產(chǎn)生的電子被有效地放大并集中到下一級，最后在陽極形成很大的電子流，通過負(fù)載電阻即得易于測量的電壓脈沖。1.3半導(dǎo)體探測器半導(dǎo)體探測器具有能量分辨率高、線性響應(yīng)好、脈沖上升時間短、結(jié)構(gòu)簡單、偏壓低（除鍺鋰漂移探測器需要上千伏的偏壓外）和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，它在射線探測中，特別是能譜分析中獲得了廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體探測器的主要缺點(diǎn)是：手強(qiáng)輻照后性能變壞，輸出脈沖幅度小，性能隨溫度變化較大等。半導(dǎo)體探測器的種類很多，分類方法也有幾種。按材料分有硅、鍺和化合物等半導(dǎo)體探測器；按應(yīng)用分有帶電離子、重離子、中子、x射線和γ射線半導(dǎo)體探測器；按得到靈敏體積所采用的不同工藝分有PN結(jié)型、PIN結(jié)型和其它類型的半導(dǎo)體探測器。這里僅介紹PN結(jié)型、PIN結(jié)型和其它類型的半導(dǎo)體探測器。2輻射探測輻射探測包括對α、β、γ、X射線以及中子等的探測。2.1放射性活度的測量放射性活度是一個常用的基本物理量，它的大小反映了某種放射性核素的量的多少。因為活度是一個與核衰變或核躍遷相聯(lián)系的量，而核衰變或核躍遷是一個隨機(jī)過程，所以它是統(tǒng)計分布的期望值，而且它也是隨時間而變化的。因此活度的嚴(yán)格定義如下：在給定時刻，處在特定能態(tài)的一定量的某種放射性核素的活度A是dN除以dt而得的商，A＝dN/dt。其中dN是在時間間隔dt內(nèi)，該核素發(fā)生核躍遷數(shù)目的期望值?；疃鹊腟I單位是秒的倒數(shù)（s-1），稱為貝可[勒爾](Bq)。影響放射性活度測量的因素有：幾何因素、吸收因素、散射因素、探測器的本征探測效率、分辨時間、本底計數(shù)、核衰變方式、衰變校正。放射性活度的測量方法可分為絕對測量和相對測量。絕對測量又稱直接測量，這類方法是用測量裝置直接測量樣品的活度，不必借助于其它中間手段，絕對測量需要經(jīng)過許多因素的校正才能得出正確的活度。相對測量又稱間接測量。這類方法是把標(biāo)準(zhǔn)源與待測樣品在相同條件下進(jìn)行測量，因為標(biāo)準(zhǔn)源的活度是已知的，所以根據(jù)二者測量值之比和標(biāo)準(zhǔn)源的活度即可計算出待測樣品的活度。衰變率是指放射性核素在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)，其單位是貝可（Bq）；發(fā)射率是指放射性核素在單位時間內(nèi)發(fā)射的某種粒子數(shù)；單位時間內(nèi)能夠跑出樣品表面的粒子數(shù)稱為表面粒子數(shù)。計數(shù)率是指測量裝置單位時間內(nèi)記錄到的脈沖數(shù)，單位是計數(shù)/分(cpm)或計數(shù)/秒(cps)。2.1.1放射性活度的絕對測量（1）小立體角法小立體角法是一種比較簡便的放射性活度絕對測量方法。它的基本原理是：利用探測器測定空間某一立體角內(nèi)樣品的計數(shù)率，然后通過實驗或計算，分別求出前述各項影響因素的校正因子，使用公式計算出樣品的活度。采用小立體角法進(jìn)行絕對測量時，應(yīng)考慮盡量減少各種因素的影響，同時注意裝置要結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。測量β放射性樣品的小立體角測量裝置由于β粒子在物質(zhì)中散射嚴(yán)重，而且β射線具有連續(xù)能譜，在物質(zhì)中的吸收并不嚴(yán)格遵守指數(shù)規(guī)律，因此在確定吸收和散射等校正因子時引入的誤差較大。小立體角法對于α放射性樣品活度的測量準(zhǔn)確度較好，比較簡便、實用。（2）4π計數(shù)法4π計數(shù)法就是將輻射源置于探測器內(nèi)部，輻射源發(fā)出的射線能全部進(jìn)入探測器的靈敏區(qū)，即在4π立體角內(nèi)能進(jìn)行有效探測。4π測量法可大大減少或完全避免吸收和散射等因素的影響，從而獲得較好的測量準(zhǔn)確度。流氣式4πβ正比計數(shù)器通常由兩個2π計數(shù)管組合而成。在它們的中部裝有可移動的樣品托片上有一圓孔，以放置薄膜源。計數(shù)器中的工作氣體是流動的通常為甲烷或氬和甲烷的混合氣體。4πβ計數(shù)管測量β輻射源活度通常要進(jìn)行樣品承托膜吸收的校正和自吸收校正。內(nèi)充氣式正比計數(shù)器能達(dá)到很高的測量準(zhǔn)確度，計數(shù)管通常工作在正比區(qū)。為了測量樣品的活度需要計算比放射性，就須知道計數(shù)管的靈敏體積。對于準(zhǔn)確度較高的測量，必須考慮端效應(yīng)。端效應(yīng)修正的實驗方法是使用長度不同、充氣壓力、陰極半徑完全相同的兩支計數(shù)管，校正因子就等于這兩支計數(shù)管計數(shù)率之差除以兩支計數(shù)管體積（V=1/4πd2）之差的商。內(nèi)充氣式正比計數(shù)器法的另一項重要修正因子為壁效應(yīng)的修正。為了校正壁效應(yīng)，可以在管內(nèi)充以不同的氣壓，得到一系列計數(shù)率。壁效應(yīng)修正因子等于1-PW（由于壁效應(yīng)計數(shù)率損失的百分?jǐn)?shù)）。（3）符合測量法符合測量電路的特性是：當(dāng)所有輸入端同時有信號輸入時，電路輸出端給出信號；而當(dāng)其中一個輸入端無信號輸入時，輸出端即無信號輸出。反符合測量電路的作用恰恰相反，即當(dāng)輸入端各道都有輸入信號時電路無信號輸出，而另一道無輸入信號時，電路才有信號輸出。進(jìn)行符合測量時，粒子1同時穿過兩個探測器，每個探測器都有信號輸至符合電路，結(jié)果有信號輸出。粒子1被記錄，而粒子2只穿過一個探測器，符合電路無信號輸出，因此粒子2不能被記錄。進(jìn)行反符合測量時情況恰好相反，只能記錄粒子2。符合及反符合測量法可用來確定兩個或兩個以上事件的同時性或時間上的相關(guān)性。符合及反符合測量技術(shù)在核輻射測量中應(yīng)用廣泛，例如測量放射源的活度、短半衰期的測定等。4πβ-γ符合法是把4π計數(shù)法和符合計數(shù)法結(jié)合起來的一種測量方法。在這種方法中，由于采用了符合技術(shù)，因此確定輻射源活度時不需要求得各道的探測效率；由于采用了4πβ計數(shù)器，對β射線的探測效率接近于1，因此大多數(shù)校正因子都極小，這樣應(yīng)用4πβ-γ符合法測量輻射源的活度可以得到很高的準(zhǔn)確度。4πβ-γ符合測量裝置包括：探頭部分（流氣式4πβ正比計數(shù)管、相對放置的兩個NaI閃爍探頭）、電子測量儀器部分（β符合道測量單元、γ道測量單元、符合單元、定標(biāo)單元和高壓電源等）。只要分別測量β道、γ道和符合道的計數(shù)率，原則上即可求得輻射源的活度，但實際上除了計數(shù)率外還要考慮偶然符合、死時間和其它因素的校正。2.1.2相對測量相對測量又稱間接測量，這類方法是把標(biāo)準(zhǔn)源與待測樣品在相同條件下進(jìn)行測量。由于在相同的測量條件下進(jìn)行比較，因此有許多校正因子保持相同，在計算中可以抵消。在進(jìn)行相對測量時必須注意以下幾點(diǎn)：要嚴(yán)格保持幾何條件相同。在制備放射性樣品源時，要采用同樣尺寸的測量盤，各源要有相同的厚度和面積，而且分布要均勻。在長期進(jìn)行相對測量時，要注意測量裝置的穩(wěn)定性、本底的變化以及放射性衰變等因素影響。選用標(biāo)準(zhǔn)源時要求如下：標(biāo)準(zhǔn)源與樣品源最好是同一種核素，至少其射線類型相同、能量接近。標(biāo)準(zhǔn)源與樣品源的面積和厚度相同或相近，并且承托片的材料、厚度也要相同或相近。標(biāo)準(zhǔn)源的活度與樣品源的活度應(yīng)相近，一般要求在同一個數(shù)量級。2.1.3低水平放射性測量1、低水平測量裝置的選擇優(yōu)質(zhì)因子Q，Q=εS2V2/4nb。式中：εS—總探測效率；V—樣品容量；nb—本底計數(shù)率。上式說明總探測效率愈高，本底計數(shù)率愈低、樣品容量愈大，則優(yōu)質(zhì)因子愈大，這樣的探測裝置愈好。低水平測量裝置應(yīng)滿足下列要求：1）本底計數(shù)率低；2）總探測效率高；3）裝置的長期穩(wěn)定性好。2、本底的來源和降低本底的措施1）本底的來源：a.宇宙射線；b.儀器探頭和屏蔽材料中的放射性雜質(zhì)；c.周圍環(huán)境輻射；d.儀器噪聲和假計數(shù)。2）降低本底的措施：a.屏蔽；b.反符合和符合技術(shù)；c.采用低本底材料制備探頭；d.消除假計數(shù)，提高信噪比，排除外界干擾。3、常用低水平測量裝置1）低水平α放射性樣品的測量α射線有兩個特點(diǎn)：能量較高和比電離較大。因此使用脈沖幅度甄別技術(shù)能消除大部分環(huán)境輻射形成的本底。常用的低水平α放射性測量裝置主要有以下幾種：a)大面積ZnS(Ag)閃爍計數(shù)器；b)金硅面壘半導(dǎo)體探測器；c)流氣式正比計數(shù)器等。2）低水平β放射性樣品的測量低水平β放射性測量裝置主要有以下三種：a)流氣式正比計數(shù)器；b)薄塑料閃爍計數(shù)器；c)金硅面壘半導(dǎo)體探測器等。3）低水平γ放射性樣品的測量低水平γ放射性測量裝置主要有Na(Tl)閃爍計數(shù)器和Ge(Li)金硅面壘半導(dǎo)體探測器等。2.1.4低能β輻射源活度的測量對于一些低能β放射性核素，用一般β探測器測量活度效率甚低。液體閃爍計數(shù)器具有高靈敏度、高探測效率的優(yōu)點(diǎn)。液體閃爍計數(shù)法的基本原理與其它閃爍法沒有原則上的差別。它的主要特點(diǎn)是閃爍體為液體，樣品可以溶解或懸浮在閃爍液中，或?qū)悠肺接诠腆w托片上進(jìn)入閃爍液中。由于樣品和閃爍液直接接觸，在很大程度上消除了一般β探測器中吸收、窗吸收幾何條件以及反散射等不利因素的影響，因此它的效率很高。液體閃爍計數(shù)器除了用于低能β放射性樣品外，也可用于測量發(fā)射α、低能γ及Χ射線的樣品。液體閃爍計數(shù)器包括閃爍探頭和測量儀器兩部分。閃爍探頭由盛放閃爍液和放射性樣品的測量杯、內(nèi)表面涂有反光層的測量小室、光電倍增管組成。探測原理是射線通過閃爍液時，其大部分能量被閃爍液吸收，使閃爍劑分子處于激發(fā)態(tài)。閃爍劑分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時釋放出光子。光子穿過閃爍液和樣品杯在光電倍增管的光陰極上打出光電子。光電子經(jīng)倍增放大后以電脈沖形式輸出。β粒子在閃爍液中損失能量至產(chǎn)生熒光有一系列的能量傳遞過程。凡是導(dǎo)致上述能量傳遞效率降低的過程統(tǒng)稱為淬滅。由于存在淬滅現(xiàn)象，每個入射β粒子產(chǎn)生的光輸出會減少，光電倍增管輸出信號的幅度也隨之降低，從而探測效率有所下降。淬滅現(xiàn)象大致可分為下列數(shù)種：1）雜質(zhì)淬滅；2）自淬滅；3）稀釋淬滅；4）顏色淬滅；5）其他淬滅。閃爍液中的磷光現(xiàn)象是指樣品杯放入探頭之前受紫外光照射后，在杯壁、杯蓋、閃爍液中激發(fā)出衰減時間較長的磷光。閃爍液中的化學(xué)發(fā)光是由化學(xué)反應(yīng)引起的光子發(fā)射現(xiàn)象。為了減少磷光現(xiàn)象和化學(xué)發(fā)光可采取下列措施：在紅外燈下制備樣品；測量前對樣品進(jìn)行“暗化”；適當(dāng)提高計數(shù)裝置的甄別閾、采用符合測量法、選用高純度試劑、注意選擇樣品處理方法等。2.1.5中子的探測2、中子探測的原理探測中子的方法，與探測α、β射線相似，也是通過中子與物質(zhì)的相互作用來實現(xiàn)的。但中子本身不帶電，它通過物質(zhì)時不能直接產(chǎn)生電離，只能利用它與原子核的作用而產(chǎn)生帶電粒子或感生放射性的性質(zhì)進(jìn)行探測。可用于探測中子的核過程主要有：產(chǎn)生帶電粒子的核反應(yīng)、核反沖、核裂變和活化等。這四種過程也是探測中子的依據(jù)。1）核反應(yīng)法利用中子在物質(zhì)中產(chǎn)生（n，α）或（n，P）等核反應(yīng)，通過記錄所生成的α粒子或質(zhì)子就可探測中子。因為中子引起的核反應(yīng)所產(chǎn)生的帶電粒子數(shù)和中子與物質(zhì)作用的反應(yīng)截面以及中子通量成正比，所以通過測得帶電粒子在探測器中產(chǎn)生的脈沖數(shù)就可求出中子通量。2）核反沖法當(dāng)中子和原子核發(fā)生彈性散射時，中子的一部分能量傳遞給原子核，使它發(fā)生反沖，這些原子核稱為反沖核。核反沖法是以記錄中子與原子核彈性散射后的反沖核為基礎(chǔ)的，反沖核一般都帶有電荷，可以用記錄快速帶電粒子的一些辦法進(jìn)行測量。此法主要用于快中子的探測。反沖核的質(zhì)量愈小，獲得的能量愈大，由于氫的質(zhì)量較小，而且它的散射截面也較大，因此常用氫核作為靶核。此時反沖核為質(zhì)子，故又稱反沖質(zhì)子法。靶物質(zhì)可以是氣體，如把氫氣充在計數(shù)管內(nèi)，反沖質(zhì)子在計數(shù)管內(nèi)可以直接電離而產(chǎn)生脈沖；靶物質(zhì)也可以是固體，如把含氫的塑料薄膜放在探測器前，產(chǎn)生的反沖質(zhì)子可射入探測器內(nèi)被記錄。3）核裂變法重核俘獲中子后會產(chǎn)生裂變，測量這些碎片的電離脈沖就記錄中子，就可以求出中子通量。核裂變法的最大特點(diǎn)是反應(yīng)能量很大，因此γ本底對測量影響小，它可在較強(qiáng)γ本底下工作。由于重核裂變時碎片所帶的能量比入射中子的能量大的多，大約是150-170Mev，并且是不固定的，因此這種方法不能用來測定中子能量，只能測量中子通量。4）活化法中子與穩(wěn)定原子核發(fā)生(n，γ)反應(yīng)時，形成的產(chǎn)物一般是放射性核，這種由中子引起感生放射性的現(xiàn)象，稱為“活化”或“激活”。因為生成的放射性核的多少與中子通量成正比，所以把易于活化的材料放在中子場內(nèi)某點(diǎn)照射，然后測量該材料的放射性活度，利用關(guān)系A(chǔ)o=φNδd，可確定該點(diǎn)中子通量。其中φ為中子通量；N為被活化薄片原子密度；δ為有效活化反應(yīng)截面；d為薄片厚度。2、中子探測器探測中子的過程一般分為兩部分：第一由中子和核相互作用，產(chǎn)生帶電粒子或感生放射性；第二，在某種探測器（如電離室、正比計數(shù)管或閃爍探測器等）內(nèi)產(chǎn)生信號而被記錄。通常，中子探測器就是在這些探測器內(nèi)添加能與中子產(chǎn)生相互作用的物質(zhì)而成的。常用的有：氣體電離探測器（三氟化硼正比計數(shù)管、裂變電離室和硼電離室），中子閃爍探測器，半導(dǎo)體探測器等。三氟化硼正比計數(shù)管常用的是慢中子探測，BF3作為工作氣體。它可用于強(qiáng)γ輻射場內(nèi)中子的探測。因為在反應(yīng)堆內(nèi)中子通量和堆功率成正比，所以可以通過中子通量的測量來控制反應(yīng)堆的啟動和運(yùn)行。裂變電離室和硼電離室主要用于監(jiān)測反應(yīng)堆的中子通量密度。裂變電離室是脈沖電離室。裂變產(chǎn)物通?？梢杂霉腆w薄層的形式涂刷在電離室的一個電極上（往往也是室壁上）。硼電離室是在一個電極上涂有一層濃縮硼的電流電離室。3輻射防護(hù)監(jiān)測輻射防護(hù)監(jiān)測是指為估算和控制公眾及工作人員所受輻射劑量而進(jìn)行的測量。輻射防護(hù)監(jiān)測按其對象可分為：個人劑量監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、流出物監(jiān)測和工作場所監(jiān)測。個人劑量監(jiān)測是直接對人進(jìn)行的監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測和工作場所監(jiān)測是對公眾和工作人員生活和活動環(huán)境進(jìn)行的監(jiān)測；流出物監(jiān)測是對流出物中放射性濃度的測量，以便能及時發(fā)現(xiàn)和控制異常排放和事故排放。3.1個人劑量監(jiān)測3.1.1外照射個人劑量監(jiān)測技術(shù)外照射個人劑量監(jiān)測是指用工作人員佩帶的劑量計所進(jìn)行的測量。①監(jiān)測范圍和監(jiān)測周期確定監(jiān)測范圍主要考慮工作人員接受照射的條件。根據(jù)工作人員的工作性質(zhì)、接受劑量的大小、劑量計的靈敏度和衰退特性等來確定外照射個人劑量監(jiān)測周期。一般情況下，監(jiān)測周期為1個月。但應(yīng)視具體情況，監(jiān)測周期可以適當(dāng)延長或縮短。②劑量計佩帶的位置在使用劑量計時，一般情況下應(yīng)佩帶在工作人員的胸部。如四肢特別是手部所接受的劑量較大時，應(yīng)佩帶附加的劑量計。帶有防護(hù)圍裙工作的情況，需使用兩個劑量計，一個佩帶在圍裙內(nèi)側(cè)用來估算有效當(dāng)量劑量，另一個佩帶在圍裙外側(cè)用來估算皮膚和眼睛的當(dāng)量劑量。（1）熱釋光個人劑量計某些物質(zhì)受到電離輻射后，在加熱過程中會釋放出光，這種現(xiàn)象稱之為熱釋光現(xiàn)象；而能夠產(chǎn)生熱釋光現(xiàn)象的物質(zhì)則稱之為熱釋光體。在固體發(fā)光劑量學(xué)中，輻射所致熱釋光屬于磷光，熱釋光體屬于磷光體。熱釋光磷光體在受到電離輻射照射后，吸收了部分能量，并將這部分能量有效的儲存起來，直到加熱時才以光的形式釋出。由于吸收劑量、儲能和熱釋光光子數(shù)之間呈正比關(guān)系，因而熱釋光體可作為一種測量輻射劑量的探測器。熱釋光個人劑量計就是以熱釋光磷光體作為探測元件的劑量計。比較成熟的熱釋光材料大致可分為三類：①空氣等效好而靈敏度稍差的，例如：LiF、LiB4O7、BeO等；②空氣等效性差些而靈敏度高的，例如：CaSO4和CaF等；③介于前兩類之間的有：MgSiO4和MgB4O7等。（2）袖珍照射量計（劑量筆）袖珍照射量計是用于測量χ、γ輻射照射量的。在個人劑量監(jiān)測中常作為輔助手段，通常與其它類型個人劑量計（如：膠片劑量計、輻射熒光玻璃劑量計、熱釋光劑量計等）配合使用。袖珍照射量計可分為直讀式驗電器型袖珍照射量計和附帶靜電計的間接讀數(shù)電容器型袖珍照射量計兩類。由于驗電器型袖珍照射量計是可以直接讀數(shù)，因此經(jīng)常在設(shè)備維修或需要控制工作人員工作時間的場合下使用。（3）電子個人劑量計為了保證在高劑量率場所工作的人員能及時了解他們受到的累積劑量和所在工作環(huán)境的輻射水平，除了佩帶法定的劑量計（如TLD或膠片劑量計）外，還應(yīng)配帶一個袖珍式電子個人劑量計。這種劑量計能顯示場所劑量率和劑量計起動后所受的累積劑量當(dāng)量，并設(shè)有閾值可調(diào)的累積劑量和劑量率報警閾。當(dāng)累積劑量或劑量率超過報曾閾值時，可發(fā)生聲光報警信號，從而采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。電子劑量計可與計算機(jī)數(shù)據(jù)采集、處理及控制系統(tǒng)，共同組成了實時（及時）劑量測量和出入控制系統(tǒng)。用于實時個人劑量監(jiān)測的電子個人劑量計必須有足夠的量程和穩(wěn)定性，并且具有抗強(qiáng)電磁輻射干擾和抗阻塞（維持滿刻度指示）的能力，以防誤測。（4）輻射光致熒光玻璃個人劑量計在固體發(fā)光劑量學(xué)中，磷光與熒光是以發(fā)光機(jī)制區(qū)分的。激發(fā)和發(fā)光發(fā)生在同一中心的自立發(fā)光稱為熒光，而激發(fā)和發(fā)光發(fā)生在不同中心的復(fù)合發(fā)光稱為磷光。熒光玻璃劑量計是一種基于輻射光致熒光原理來測量輻射劑量的固體劑量計。3.1.2內(nèi)照射個人劑量監(jiān)測通過工作場所的監(jiān)測可以知道哪些工作人員有吸入放射性物質(zhì)的可能，為了測量出每個人真正吸入的量，還要進(jìn)行專門的測量。根據(jù)工作性質(zhì)、現(xiàn)場條件，定期地進(jìn)行這種測量。但在有可疑情況時，還要及時進(jìn)行針對性的監(jiān)測。（1）生物檢驗在執(zhí)行生物檢驗計劃時，可靠的樣品收集與精確的分析方法具有同等的重要性。一般生物樣品包括尿、糞便、呼出氣體和鼻腔擦拭樣品等。在這些生物樣品中最有實際意義的是尿，其次是糞便。尿是比較容易收集的，而且在許多情況下，尿中放射性核素的含量可以同體內(nèi)含量聯(lián)系起來。（2）體外直接監(jiān)測全身計數(shù)器肺部計數(shù)器器官（甲狀腺）計數(shù)器傷口探測器3.2工作場所的輻射監(jiān)測工作場所監(jiān)測的目的在于保證該場所的輻射水平及放射性污染水平低于預(yù)定的要求，以確保工作人員處于符合輻射防護(hù)要求的環(huán)境，同時還要能及時發(fā)現(xiàn)偏離要求的情況，以利于及時采取補(bǔ)助的防護(hù)措施，從而防止超劑量照射事件的發(fā)生。工作場所的監(jiān)測包括定期與隨機(jī)抽樣的常規(guī)監(jiān)測，有時安裝固定的監(jiān)測系統(tǒng)；在發(fā)現(xiàn)有異?；蚩梢汕闆r時，還要有針對性的增加特殊監(jiān)測。工作場所的監(jiān)測包括外照射劑量率的監(jiān)測、表面污染水平的監(jiān)測、空氣中污染物含量的監(jiān)測和產(chǎn)品和容器出入廠的監(jiān)測等。3.2.1外照射劑量率的監(jiān)測（1）工作場所γ、X外照射監(jiān)測γ、X射線外照射監(jiān)測通常是使用可攜式吸收劑量（率）或照射量（率）側(cè)量儀測量，用以描述γ、X輻射場的物理量—吸收劑量（率）或照射量（率）。常用測量儀有：電離室型測量儀、正比計數(shù)器型測量儀、G-M計數(shù)管型測量儀和閃爍計數(shù)器型測量儀。（2）工作場所β外照射監(jiān)測目前，適用于在工作場所β-γ輻射場中監(jiān)測皮膚或眼晶體吸收劑量率的測量儀器是用“淺”電離室、金硅面壘型半導(dǎo)體探測器和薄塑料閃爍體作為探測元件的β-γ測量儀。（3）工作場所中子輻射的監(jiān)測對工作場所中子輻射場的監(jiān)測其主要目的是為估計人體所受中子當(dāng)量劑量。實際要測量的中子幾乎都是存在于n—γ混合場中的中子，而中子與γ射線的品質(zhì)因數(shù)又不同，不論采用什么方案對中子劑量進(jìn)行監(jiān)測，均需要將中子和γ射線分開或者在測量時將γ射線的干擾排除掉。3.2.2表面污染水平的監(jiān)測在放射性操作過程中，有時會發(fā)生放射性物質(zhì)的泄漏、逸出，引起人體、工作服、地面或設(shè)備等表面污染。這些放射性物質(zhì)可能經(jīng)口或通過皮膚滲透轉(zhuǎn)移到體內(nèi)，也可能再懸浮到空氣中，經(jīng)呼吸道進(jìn)入體內(nèi)形成內(nèi)照射。某些核素的污染還可能對人體造成外照射危害。表面污染水平的監(jiān)測方法有直接測量和間接測量，直接測量就是將儀表探頭置于污染表面上（探頭與被測表面的距離約5mm）進(jìn)行計數(shù)測量，測量結(jié)果是表面上的固定污染水平和松散污染水平的總和。間接測量（擦拭法）就是將用酒精浸漬過的濾膜（或棉球）在被測表面上中等力度均勻的平擦三遍，擦拭面積（皮膚和工作服取100cm2、設(shè)備取300cm2、地面取1000cm2）視情況而定，擦拭效率一般取10%（可通過試驗確定），然后用儀表測量濾膜（或棉球），其測量結(jié)果是表面上的松散污染水平。在有β、γ場存在的情況下，測量β表面污染時，應(yīng)注意屏蔽，扣除輻射場本底的貢獻(xiàn)；在有β場存在的情況下，測量α表面污染時，應(yīng)注意屏蔽，扣除輻射場本底的貢獻(xiàn)。特殊情況下，可采用將被測表面轉(zhuǎn)移至無輻射場的地方進(jìn)行監(jiān)測，也可采用擦拭法進(jìn)行間接測量。3.2.3空氣中污染物含量的監(jiān)測在某些放射性工作場所，空氣可能受到放射性物質(zhì)的污染，在空氣中形成放射性氣溶膠。當(dāng)工作人員吸入放射性氣溶膠時，其中部分放射性核素將滯留于體內(nèi)，形成內(nèi)照射危害。因此工作場所空氣污染的監(jiān)測，對保障工作人員的安全具有重要意義。工作場所空氣污染的監(jiān)測包括兩個方面的工作，即放射性氣溶膠濃度及其粒度分布的測量和對測量結(jié)果的評價。雖然粒度分布是估計可吸收成分的重要輔助資料，但并不作為常規(guī)監(jiān)測項目。要根據(jù)監(jiān)測對象（核素及其狀態(tài)）、現(xiàn)場條件和監(jiān)測目的來選取適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測方法和手段，并擬定具體的常規(guī)監(jiān)測、操作監(jiān)測和特殊監(jiān)測計劃。工作場所空氣污染通常是用采樣測量法進(jìn)行監(jiān)測。為了使測量結(jié)果不僅能得到現(xiàn)場放射性氣溶膠濃度，而且在一定程度上反映工作人員吸入放射性氣溶膠的情況，適當(dāng)?shù)剡x擇取樣方法和設(shè)置采樣點(diǎn)是非常重要的。取樣點(diǎn)盡可能代表工作人員的呼吸帶，使得測量結(jié)果能比較真實地反映工作人員的攝入量。3.3環(huán)境監(jiān)測為了保護(hù)環(huán)境，控制放射性污染，必須對可能遭受放射性物質(zhì)污染的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。環(huán)境放射性污染主要來自核爆炸落下的灰塵與核企業(yè)排放出的放射性物質(zhì)。環(huán)境的輻射防護(hù)監(jiān)測結(jié)果，是評價核企業(yè)環(huán)境保護(hù)工作好壞的重要依據(jù)，環(huán)境保護(hù)部門可以據(jù)此對核企業(yè)提出要求和措施。環(huán)境監(jiān)測范圍，視排放污染物中放射性核素的性質(zhì)和數(shù)量、排放形式和環(huán)境條件等許多因素而定，包括輻射防護(hù)監(jiān)測區(qū)和附近居民區(qū)，從方圓幾十米到幾十公里不等。核企業(yè)周圍環(huán)境的監(jiān)測，分為運(yùn)行前的本底調(diào)查、運(yùn)行中的常規(guī)監(jiān)測和事故情況下的監(jiān)測等。環(huán)境監(jiān)測的項目包括空氣、水、土壤、農(nóng)牧產(chǎn)品和排放的“廢氣、廢液、固體廢物”中放射性物質(zhì)的含量的測量。有許多種核素存在時，還應(yīng)做主要核素的分析。三、廢物管理1放射性廢物管理內(nèi)容和基本原則1.1放射性廢物管理內(nèi)容放射性廢物管理是包括廢物的產(chǎn)生、預(yù)處理、處理整備運(yùn)輸、貯存和處置在內(nèi)的所有的行政和技術(shù)活動。蒸發(fā)濃縮離子交換沉淀電滲析反滲透超濾放射性廢物的管理處置前的管理處置污染場址整改恢復(fù)運(yùn)輸處理貯存預(yù)處理處理整備收集分類去污減容去污液體固體壓縮焚燒固化包裝水泥固化瀝青固化塑料固化玻璃固化陸地處置符合標(biāo)準(zhǔn)的流出物排放近地表處置地質(zhì)處置氣載液態(tài)1.2放射性廢物管理基本原則●保護(hù)人類健康

●保護(hù)環(huán)境

●保護(hù)后代

●不給后代造成不適當(dāng)?shù)呢?fù)擔(dān)

●納入國家法律的框架

●廢物產(chǎn)生最小化

●實施全過程的管理

2放射性廢物的分類2.1放射性廢物的分類方法●按物理狀態(tài)分：分為氣載廢物、液體廢物和固體廢物?！癜捶派湫运椒诸悾悍譃榈头艔U物、中放廢物和高放廢物?！癜摧椛漕愋头诸悾悍譃棣?γ放射性廢物和α廢物?！癜磥碓捶诸悾悍譃楹巳剂涎h(huán)廢物、核技術(shù)應(yīng)用廢物、退役廢物和非核活動產(chǎn)生的廢物（如伴生鈾釷礦產(chǎn)生的廢物等）●……2.2我國放射性廢物的分類我國關(guān)于放射性廢物分類的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)有GB9133-1995和1998年國家核安全局發(fā)布的HAD401/04。其中HAD401/04提出了免管廢物的概念?；诜派湫詮U物管理的分類表（GB9133-1995）類別級別名稱放射性濃度AV,Bq/m3（對放射性廢液單位為Bq/l）氣載廢物Ⅰ低放排放限值＜AV≤4×107Ⅱ中放4×107＜AV液體廢物Ⅰ低放排放限值＜AV≤4×106Ⅱ中放4×106＜AV≤4×1010Ⅲ高放4×1010＜AV固體廢物放射性比活度Am，Bq/kgT1/2≤60d1)60d＜T1/2≤5a2)5a＜T1/2≤30a3)30a＜T1/2α廢物Ⅰ低放解控水平＜Am≤4×106解控水平＜Am≤4×106解控水平＜Am≤4×106＜解控水平＜Am≤4×106單個貨包中長壽命