第八章放射性监测课件.ppt

《第八章放射性监测课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章放射性监测课件.ppt（28页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、,现代环境分析与监测 第八章 放射性污染监测 第一节 放射性污染 第二节 放射性污染监测,第一节 放射性污染 （一）天然放射性的来源 （1） 宇宙射线及其引生的放射性核素 宇宙射线是一种从宇宙间射到地面来的射线， 由初级宇宙射线和次级宇宙射线组成。 由宇宙射线与大气层、土壤、水中的核素发生 反应产生的放射性核素约有20余种。 （2）天然系列放射性核素 天然放射性核素系列有三个： 铀系，其母体是238U； 锕系，其母体是235U； 钍系，其母体是232Th。 在每一系列中都含有放射性气体Rn核素，且末端都是稳定的Pb核素。,（3） 自然界中单独存在的核素 这类核素约有20种。它们的特点是其有极长

2、的半衰期，其中最长者为209Bi，T1/2大于2X1018年。另一个特点是强度极弱。 自然环境中天然存在的放射性称为天然放射性本底，它是判断环境是否受到放射性污染的基础。 天然放射性本底对人体的照射约80%是外照射。（二）人为放射性污染的来源 （1） 核试验及航天事故 人为放射性污染 来源于大气层核试验、地下核爆炸及外层空间核动力航具事故等。其核裂变产物包括200多种放射性核素，核爆炸过程中产生的中子与大气、土壤、建筑 材料中的核素发生反应，形成的中子活化产物，以及剩余未反应的核素 235U、239PO等。,(2) 核工业 包括原子能反应堆、原子能电站、核动力舰艇等。它们运行过程中排放的含核裂

3、变产物的三废，特别发生事故时，造成严重的污染事故。如美国三哩岛和前苏联切尔诺贝利核电站事故等。（3）工农业、医学、科研等部门的排放废物 这些部门使用放射性核素日益广泛，其排放废物也是人为污染源之一。（4）放射性矿的开采和利用 在稀土金属和其他共生金属矿开采、提炼过程中，其“三废”排放物中含有 铀、钍、氡等放射性核素 （三）. 放射性核素在环境中的分布 （1）在土壤和岩石中的分布,在岩石土壤中天然放射性核素的含量变动较大，主要决定于岩石层的性质及土壤的类型。 （2）在水体中的分布 海水中的天然放射性核素主要是40K、87Rb和铀系元素。 淡水中天然放射性核素的含量与所接触的岩石、水文地质等因素有

4、关。 一般地下水所含放射性核素高以地面水。 （3）在大气中的分布 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。大气中氡的浓度与气象条件有关，日出前浓度最高，日中较低，二者间可相差十倍以上。,（4）在室内空气中的分布 室内空气中的放射性主要来自建筑材料、装饰装修材料等中的放射性元素 ，如镭、钍、钾在衰变中产生的放射性物质氡及其子体，各国已作为室内空气中的主要污染物列入室内空气卫生标准。（5）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。植物与土壤、水、肥料中的核素有关；动物与饲料、饮水中的核素含量有关。（四）. 放射性污染的危害（1）放射性物质进入人体的途径 放射性物

5、质可通过呼吸道、消化道、皮肤或黏膜等途径为人体所摄取，并累积在体内，其中最多的是40K。此外，还可能含有14C，226Ra 、210P0等能累积在骨骼之中。人体受环境放射性辐射途径示于图8 - 1。,图 7 -3,图 8-1,（2）放射性的危害 放射性物质对人类的危害主要是辐射损伤。人体受放射性辐射，会引发人体组织发生有害化学反应。辐射引起的电子激发作用和电离作用 使肌体分子不稳定和破坏，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。因此辐射对人体产生损伤效应，如白血病、恶性肿瘤和遗传损伤效应等。 人体吸收剂量达5戈瑞时，第二周会死亡，且死亡率100%，此为致死量。 当吸收4戈

6、瑞时，四周后有50%死亡，此为半致死量。 如吸收0.5戈瑞的剂量，人体血相发生轻度变化。,第二节 放射性监测 （一） 放射性检测器 （1）放射性物质的计量单位 放射性强度、幅照量、吸收剂量和剂量当量的专用单位有：居里（Ci）、贝可（Bq）、伦琴（R）、拉德（rad）、雷姆（rem）、戈瑞（Gy）、希沃特（Sv）等。 （） 放射性强度放射性物质在单位时间内发生的核衰变的数目。常用单位为居里(Ci)和贝可(Bq)。 1 居里( 1Ci )是指当每秒钟衰变数为3.7X1010时，该放射性物质的 强度。 1 Bq = 2.7 x 10-11 Ci （）照射量伦琴单位为1RY射线或X射线照射1cm3标准

7、状况下（00C和101.325KPa）的空气，能引起空气电离而产生1静电单位的正电荷和1静电单位的负电荷的带电粒子。,（）吸收剂量 吸收剂量单位有：戈瑞（Gy），简称戈；拉德（rad）。 1 rad = 10-2Gy （）剂量当量 剂量当量单位有：雷姆（rem）、希沃特（Sv）。 1 rem = 10-2Sv （2）放射性检测仪器,表 8 - 1,图 8 - 2,图 8 -3,图 8-4,图 8 - 5,（二）放射性监测（1）监测对象及内容 1）放射性监测对象 按监测对象可分为：现场监测，个人剂量监测，环境监测。 按主要测定的放射性核素分为：a 射线核素，如239Pu、226Ra、224Ra、

8、222Rn等； 放射性核素，如3H、90Sr、60Co等。 2) 放射性监测的内容 放射源强度、半衰期、射线种类及能量。 环境和人体中放射线物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。,（三） 放射性监测方法 一. 样品采集 （1）. 放射性沉降物的采集 沉降物包括干沉降和湿沉降，主要来源于大气层核爆炸，小部分来源于人工放射性微粒。 1) 放射性干沉降物可用水盘法、黏纸法、高罐法采集。 水盘法用不锈钢或聚乙烯塑料制圆形水盘 采集沉降物，盘内装有适量稀酸，沉降物过少的地区，需加数毫克硝酸锶或氯化锶载体。降水盘置于采样点暴露24h，应始终保持盘底有水。采集的样品经浓缩、灰化等处理后，作总 放射

9、性测量。,黏纸法用涂一层黏性油（松香加蓖麻油等）的滤纸贴在圆形盘底部（涂油面向外），放在采样点24h，然后，将黏纸灰化，进行总 放射性测量。 高罐法用一不锈钢或聚乙烯圆柱形罐暴露于空气中采集沉降物。 2) 放射性湿沉降 湿沉降物是指随雨（雪）降落的沉降物。其采集方法除上述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器，如图8-6所示。这种采样器由一个漏斗和一根离子交换柱组成。收集核素被离子交换树脂吸附浓缩后，再进行冼脱，收集冼脱液进一步作放射性核素分离。也可以将树脂从柱中取出，烘干、灰化后制成干样品作总 放射性测量。,图 8 - 6,（3）.放射性气溶胶的采集 样品采集常用滤料阻留采样法，

10、其原理与大气中颗粒物的采集相同。 对于被3H污染的空气中主要存在形态是HTO（氚化水蒸气），除用吸附法外，还常用冷阱法收集空气中的水蒸气作为试样。 （ 4）.其他类型样品的采集 对于水体、土壤、生物样品的采集、制备和保存方法与非放射性样品所用方法基本相同。 二. 样品予处理 （1）衰变法 采样后，将样品放置一段时间，让样品中一些短寿命的非欲测核素除去，然后再进行放射性测量。,例如，用抽气过滤法采集大气样品后，放置45 h，使短寿命的氡、钍子体衰变除去，测定大气气溶胶中的总a和总放射性。 （2）共沉淀法 在环境样品中放射性核素的含量很低，达不到溶度积，需加入毫克数量级与欲分离放射性核素性质相近的

11、非放射性元素载体，则由于两者之间发生同晶共沉淀或吸附共沉淀，载体将放射性核素载带下来，达到分离和富集的目的。 例如，用59Co作载体共沉淀60Co，则发生同晶共沉淀；用新沉淀出来的二氧化锰作载体沉淀水样中的钚，则二者间发生吸附共沉淀。 （3） 灰化法 对蒸干的水样或固体样品，可在瓷坩锅内于5000C马 弗炉中灰化，冷却后称重，再转入测量盘中,铺成薄层检测其放射性。 （4）电化学法 通过电解将放射性核素沉积在阴极上，或以氧化物形式沉积在阳极上。例如，Ag+、Bi2+、Pb2+ 等可以金属形式沉积在阴极上；Pb2+、Co2+可以氧化物的形式沉积在阳极上。 如使放射性核素沉积在惰性金属片上，可直接进

12、行放射性测量。 （5）离子交换法 这种分离方法是目前最重要和应用最广泛的放射化学分离法之一，可用于分离几乎所有的无机离子和许多结构复杂的有机化合物。 （6）溶剂萃取 溶剂萃取法是分离微量放射性核素的最常用方法之一。如用三辛胺硝酸盐体系溶剂萃取239 Pu的测定。,（7）其他予处理方法 环境样品中放射性核素的分离、浓集、纯化等予处理方法中，还有其他方法，如有机溶剂溶解法、吸附法、蒸馏法、蒸发法、过滤法等。 三. 环境中放射性监测 （1）水样的总 a 放射性活度的测定 水体中常见的 a 辐射粒子的核素有：226Ra、222Rn及其衰变产物等。目前公认的水样总放射性安全浓度是0.1贝可/升（Bq/L

13、），当大于此值时，应对放射粒子的核素进行鉴定和测量，确定主要的放射性核素，判断水质污染情况 。 （2）水样的总 放射性活度测量 水样中的 射线常来自40K、90Sr、129I 等核素的衰变，目前公认的安全水平为1Bq/L。,（3）空气中氡的测定 空气中的氡（222Rn）是226Ra的衰变产物，为一种惰性气体。它与空气作用时，能使之电离，因而可用电离型探测器测定其浓度；也可用闪烁探测器测定。 （4）空气中氚（3H）的放射性测定 测定空气中的 氚，常用硅胶吸附或冷凝的方法，使 HTO 从空气中以氚水形态分出，再用液体闪烁技术测定；或将气体经过滤除去气溶胶粒子后，用充气式或正比计数管测定。 （5）各

14、种形态131I的测定 大气中的131I呈元素、化合物等各种化学形态和蒸气、气溶胶等不同状态，因此采样方法各不相同，采样器见图8-7。采样器由粒子过滤器、元素碘吸附器、次碘酸吸附器、甲基碘吸附器和碳吸附床组成。,图 7 - 9,图 7 - 9,图 8 7 各种形态碘的取样器,图 88,对大气中各种形态放射性碘做连续监测时，可将取样器和检测元件装配成一体，如图8-8所示。,（6）土壤中总a、 放射性活度的测定 在采样点选定的范围内，沿直线每隔一定距离采集一份样品，共采集45份。取10X10cm2、深1cm的表土。用四分法缩分至剩余200300g土样，5000C灼烧，冷却、研磨、过筛，用相应的探测器

15、分别测量a 、 放射性活度。 （7）个人外照射剂量 个人剂量计是佩带在身体适当部位，用来测量个人外照射剂量的仪器。常用的这类剂量计有胶片剂量计、袖珍电离室、热释光体和荧光玻璃。 表 8 2 个人剂量计性能 / 量程 项目 射线/rem 射线 /rem 胶片剂量计 0.011000 0.011000 袖珍电离室 0.0050.2 热释元件 0.0051000 0.0051000 荧光玻璃 0.011000 0.011000,思考题与习题 1. 什么是放射性强度、照射量和吸收剂量? 它们的单位及其物理意义是什么? 2. 造成环境放射性污染的原因有哪些? 3. 常用于测量放射性的监测仪器有哪几种? 4. 试比较放射性环境样品的采集方法与非放 射性环境样品的采集方法有何不同之处?,