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核辐射放射性检测技术

时间:2014-05-14 16:36来源:金利仪器 作者:金利仪器 点击:
一、核辐射的来源-天然核辐射源 1.宇宙辐射 宇宙射线: 捕获粒子辐射;银河宇宙辐射;太阳粒子辐射 (宇宙射线所致全球人口平均年有效剂量为380Sv。其中直接电离成分和中子的贡献分别为300 Sv和80 Sv) 宇生放射性核素: 3H, 7Be, 14C, 22Na等,最重要的照射途径是
  

一、核辐射的来源-天然核辐射源

1.宇宙辐射
       宇宙射线: 捕获粒子辐射;银河宇宙辐射;太阳粒子辐射  (宇宙射线所致全球人口平均年有效剂量为380μSv。其中直接电离成分和中子的贡献分别为300 μSv和80 μSv)
       宇生放射性核素: 3H, 7Be, 14C, 22Na等,最重要的照射途径是14C的食入
2.陆地辐射
       主要的原生放射性核素:40K; 232Th; 238U;  235U; 87Rb.其中238U和232Th是两个天然放射系的母体核素, 其许多子体核素也具有放射性。
       原生放射性核素的内、外照射
       内照射途径:吸入和食入 
          -40K是经食入途径对人造成内照射最主要的原生放射性核素, 238U系和232Th系放射性核素
          -经食入和吸入途径造成内照射。 
       外照射来源:路面,土壤,建筑材料,矿物等
3.氡、钍及其子体
       在三个原生的天然放射系中,分别存在 222Rn(238U系)、 220Rn(232Th系)  和219Rn(235U系).222Rn是人受天然辐射照射最重要的来源,吸入室内空气中222Rn及其短寿命子体是最重要的照射途径。
4.矿物的开采和应用
        除含铀矿物以外, 煤、石油、泥炭、天然气、地热水(或蒸汽)、磷酸盐矿物和某些矿砂中天然放射性核素的含量比较高,其开采和应用一定程度上会增加公众的天然辐射照射。
  
二、核辐射的来源-人工核辐射源

      主要由反应堆和加速器产生,应用最广泛的是放射源。
      核试验及核武器制造/核能生产/放射性同位素的生产和应用/核设备的运行,如X光机/核事故
      反应堆事故; 核设施事故; 核材料运输事故; 放射源丢失等

三、放射源的类型

       按辐射的类型:α放射源;β放射源;γ放射源;低能光子源;中子源
       按源的结构:密封源和非密封源
       按用途:工业用源;农业用源;医用源;实验室用源;同位素仪表用源

四、辐射剂量学中主要常用量及其单位

1.照射量X 
  X=dQ/dm   单位: 库仑每千克(C/kg),
  曾用单位R
2.吸收剂量D 
  D=dE/dm    单位: 焦耳每千克(J/kg),Gy
  曾用单位rad
3.剂量当量H   H=DQN
  单位: 焦耳每千克(J/kg),Sv
  曾用单位rem
4.当量剂量;有效剂量;集体剂量;集体有效剂量

五、核辐射放射性检测技术

1.核辐射检测的基本方法
       放射性活度测量
       辐射剂量测量
       表面污染测量
       中子当量测量
       核素识别和定量分析

2.核辐射探测器的主要技术指标

       辐射能量/信号转换效率
       响应时间与时间分辨率
       探测效率
       幅度或能量分辨率
       其他特性-----如化学与物理稳定性、潮解、耐温与温度响应、耐辐照性能等。

3.核辐射探测器的分类
        气体探测器
        闪烁探测器
        半导体探测器
        热释光探测器
        径迹探测器
        自给能探测器
        切伦科夫探测器
        中子激活指示器等
4.气体电离探测器、半导体探测器、闪烁探测器典型技术指标对比
                              探测器效率(γ)     时间特性       幅度(能量)分辨        使用条件          价位
气体电离探测器          ~1%                     100μs                 ~20%                         低               低廉
闪烁探测器                 ~10%                    0.01μs               ~10%                         中               一般      
半导体探测器             ~10%                    0.001μs             ~0.1%                    高(液氮)          昂贵

5.现今概况要点

       NaI(Tl)无机晶体闪烁体与塑料闪烁体仍占据无机与有机“当家”闪烁体的位置;
       BGO、CsI(Tl)与BaF2闪烁体的广泛应用
       新闪烁体的大规模研制与探索LSO、GSO与 La2Br3(Ce)闪烁体研制成功
       阵列探测器的广泛应用(医用γ相机、医用与工业CT机、集装箱检测、行李检测及正在研制中的毒品检测装置)
       微通道板(MCP)与微通道板光电倍增管(MCP PM)商品化

六、辐射检测能力建设
       应具备的检测能力
      个人剂量和环境剂量的综合检测
      表面污染测量
      人工放射性检测与搜寻
      核素识别
      核医学设备剂量检测
      应急检测

七、应具备的检测设备
    便携式测量仪器
    辐射巡检仪 ;电离室巡检仪;表面污染测量仪 ;
    中子剂量仪 ; γ能谱仪;个人电子剂量计
    X线(CT)评价系统 ;高级放疗绝对剂量仪
    辐射应急系统
    辐射防护服等

八、应急辐射检测 
应急检测的目的
       尽可能及时、详细地提供有关事故对环境和公众可能带来的辐射影响的测量数据,为剂量评价及防护行动决策提供技术依据。
1.早期应急监测
       获取有关数据:烟羽特性(输运方向、高度、放射性水平和核素成分的时空变化);地面辐射水平(居民区); 来自烟羽及地面沉降的β和γ外照射剂量率; 空气中放射性气体及其核素成分等,为早期防护决策提供支持。
2.中期应急监测
       扩展早期已经开展的污染巡测,测定污染水平。
3.后期应急监测
       确定整个事故释放所造成的残余污染水平和范围,对有关人员、外照射剂量、表面污染、空气污染及环境物质中放射性活度进行必要的补充测量,为恢复行动的决策和对潜在长期照射的预测提供依据。

(责任编辑:金利同建cwq)
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