电离辐射监测ppt课件.ppt

电离辐射环境监测简介一、监测标准一、监测标准•《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871－2002•《辐射环境监测技术规范》HJ/T 61-2001•《环境地表γ辐射剂量率测定规范》GB/T14583-93•《表面污染测定第一部分：β发射体和α发射体》GB/T14056.1-2008•《含密封源仪表的放射卫生防护要求》GBZ 125-2009 •《密封放射源及密封γ放射源容器的放射卫生防护》GBZ114-2006•《X射线衍射仪和荧光分析仪防护标准》GBZ115—2002•《X射线计算机断层摄影放射防护要求》GBZ165-2012•《医用X射线诊断放射防护要求》GBZ 130-2013 •《工业X射线探伤放射卫生防护标准》GBZ117-2006•《工业γ射线探伤放射防护标准》GBZ 132-2008辐射环境监测可分为： 1.主动测量 2.被动测量二、监测仪器二、监测仪器 人们根据射线与物质相互作用后产生的各种效应，制成了许多不同类型探测器放射性主动测量常用的探测器有三类：•气体电离探测器气体电离探测器（利用射线在气体介质中产生的电离效应）、•闪烁探测器闪烁探测器（利用射线在闪烁物质中产生的发光效应）•半导体探测器（利用射线在半导体中产生的电子和空穴）。

2.1常用X、γ辐射监测仪 •电离室类监测仪 高气压电离室是测量环境剂量率的常用仪表，这类仪器由一个高压电离室探测器和电子线路组成前者为一个充高气压（一般为25个大气压的氩气）的不锈钢球壳组成，中间密封一个电极电子线路主要为MOSFET静电计、二次放大电路、高低压变换器以及读出线路这类仪表在环境监测中用得十分普遍，它的缺点为价格比较昂贵•适用于低水平的适用于低水平的γγ环境剂量率的测量环境剂量率的测量•所测范围为所测范围为0.010.01µ µGy/hGy/h～～10103 3µ µGy/hGy/h•能量响应能量响应50keV50keV～～3MeV3MeVGEGE的的RS131RS131高气压电离室高气压电离室25个大气压的高纯Ar气高气压电离室原理图高气压电离室原理图高压电离室能量响应特性（相对与高压电离室能量响应特性（相对与CsCs－－137137的的661keV661keV））2.1常用X X、、γγ辐射监测仪辐射监测仪•闪烁剂量率仪表闪烁剂量率仪表–闪闪烁烁剂剂量量率率仪仪表表由由闪闪烁烁探探测测器器和和电电子子线线路路两两部部分分组组成成闪闪烁烁探探测测器器包包括括闪闪烁烁体体、、光光电电倍倍增增管管、、前前置置放放大大器器以以及及磁磁屏屏蔽蔽外外壳壳几几部部分分组组成成，，它它主主要要起起到到把把γγ辐射的能量转变为电信号的作用。

辐射的能量转变为电信号的作用–目目前前常常用用的的闪闪烁烁探探测测器器有有用用硫硫化化锌锌补补偿偿的的塑塑料料闪闪烁烁体、组织等效塑料闪烁体、体、组织等效塑料闪烁体、Nal(T1)Nal(T1)等•所测范围为所测范围为0.0010.001µ µGy/hGy/h～～10102 2µ µGy/hGy/h•能量响应能量响应40keV40keV～～4MeV4MeVBH3103B便携式便携式Χ-γ辐射仪辐射仪 伽玛辐射仪FH40闪烁探测器能量响应特性闪烁探测器能量响应特性•Ｇ－Ｍ计数管Ｇ－Ｍ计数管–在气体电离探测器中，Ｇ－Ｍ计数管具有相当突出的优点：气体放大倍数极高，入射射线只要产生一个离子对就能引起放电而被记录，对带电粒子的本征效率接近100%，并且输出脉冲的幅度很大，所需的测量仪器很简单–Ｇ－Ｍ计数管的主要缺点是：分辨时间太长，不能用于高计数率测量；对γ射线的探测效率较低•所测范围为所测范围为0.10.1µ µGy/hGy/h～～10104 4µ µGy/hGy/h•能量响应能量响应30keV30keV～～2MeV2MeV2.1常用常用X、、γ辐射监测仪辐射监测仪个人剂量计个人剂量计个人剂量计个人剂量计长杆剂量率仪长杆剂量率仪其他测量设备被动测量被动测量热释光剂量计热释光剂量计(TLD)的工作原理的工作原理(1) (1) 晶体物质的电子能级分属两种能带：晶体物质的电子能级分属两种能带： 导带导带满带满带 ———— 处于基态已被电子占满的容许能带处于基态已被电子占满的容许能带•导带导带 ———— 没有电子填入或尚未填满的没有电子填入或尚未填满的容许能带容许能带 电子陷阱电子陷阱•禁带禁带 ———— 隔开满带和导带（有一定宽度）隔开满带和导带（有一定宽度）(2) 杂质原子及原子或离子的缺位和结构错位杂质原子及原子或离子的缺位和结构错位 禁带禁带•电子陷阱电子陷阱————近导带下面的局部能级，能吸附电子近导带下面的局部能级，能吸附电子•激活能级激活能级————近满带上面的局部能级，能吸附空穴近满带上面的局部能级，能吸附空穴 激活中心激活中心•没有辐照没有辐照————电子陷阱是空着的，电子陷阱是空着的， 激活能级是填满电子的激活能级是填满电子的 满带满带(3) (3) 发光机制：发光机制： 辐射晶体辐射晶体 电离激发电离激发 满带中电子进入导带，产生空穴（过程满带中电子进入导带，产生空穴（过程1 1）） ∵∵低低能态较高能态稳定能态较高能态稳定 进入导带的电子落入电子陷阱进入导带的电子落入电子陷阱 形成形成F F中心（空穴移中心（空穴移入激活中心形成入激活中心形成H H中心中心) )（过程（过程2 2）） 辐射能量贮存（常温下可保持很久）辐射能量贮存（常温下可保持很久）•加热加热 温度达到一定值温度达到一定值 F F中心的电子又进入导带中心的电子又进入导带 最终最终 与与H H中心的空穴复合（过程中心的空穴复合（过程3 3）） 发出荧光（热释光发出荧光（热释光TL) TL) •剂量测量原理：剂量测量原理：发出的总光子数发出的总光子数∝∝释放的总电子数释放的总电子数∝∝所吸收的辐射能量所吸收的辐射能量TLDTLD的种类和特性的种类和特性•热释光体热释光体 LiFLiF Li Li2 2B B4 4O O7 7(Mn) CaF2((Mn) CaF2(天然天然) CaF) CaF2 2(Mn) (Mn) BeO CaSOBeO CaSO4 4(Mn) CaSO(Mn) CaSO4 4(Dy) (Dy) 　　 LiF(Mg,Cu,P)LiF(Mg,Cu,P) •主峰加热温度主峰加热温度 110ºC~260ºC2.2选用监测仪的原则 •监测仪器选择原则：•（一）射线性质：对于射线的种类及性质清楚的场所，应选用针对性较强的仪器。

如果对于辐射场的性质不清楚的场所监测，应选用带有多用探头的监测仪或携带多种监测仪•（二）量程范围：一般要求测量仪器的量程下限值至少应在剂量限值的1/10以下，上限根据具体情况而定有的数显式仪表会在量程下限也报出数据，而有的仪表会在超量程时数据为零，在实际使用前，必须了解仪器的性能•（（三三））能能量量响响应应：：一一台台理理想想的的辐辐射射监监测测仪仪器器应应该该是是不不论论射射线线的的能能量量大大小小，，只只要要照照射射量量相相同同，，其其仪仪器器的的响响应应就就应应相相同同然然而而，，事事实实上上仪仪器器的的响响应应总总是是随随着着射射线线能能量量的的不不同同，，产产生生一一定定的的差差异异，，响响应应对对能能量量依依赖赖性性小小，，这这种种差差异异就就小小，，即即能能量量响响就就好好反反之之能能量量响响应应差差对对剂剂量量率率仪仪表表一一般般要要求求与与137137CsCs源源相相比比，，在在50keV50keV到到3MeV3MeV的的能量范围内能量响应不应大于能量范围内能量响应不应大于±±30%30%•从从几几种种探探测测器器的的能能响响来来看看，，电电离离室室型型较较好好，，闪闪烁烁型型次次之之，，计计数数管管差差些些。

在在防防护护监监测测中中，，对对数数百百千千电电子子伏伏以以上上的的光光子子来来说说，，能能量量响响应应差差别别不不大大，，但但对对100keV100keV以以下下的的光光子子，，就就需需要要注注意意仪仪器器的的能能量量响响应应性性能能与与被被测测光光子子的能量是否相适应的能量是否相适应•（（四四））环环境境特特性性：：对对温温度度，，在在-10℃-40℃-10℃-40℃的的温温度度范范围围内内，，仪仪器器读读数数变变化化在在±±5%5%以以内内；；对对相相对对湿湿度度，，在在10%10%到到95%95%范范围围内内，，读读数数变变化化在在±±5%5%以以内内此此外外，，应应考考虑虑气气压压与电磁场的影响与电磁场的影响•（（五五））对对其其它它辐辐射射的的响响应应：：实实际际测测量量条条件件有有时时比比较较复复杂杂，，如如高高能能γγ射射线线和和ββ射射线线都都能能穿穿透透电电离离室室引引起起仪仪器器响响应应，，造造成成γγ、、ββ射射线线测测量量相相互互干干扰扰；；在在中中子子和和伽伽玛玛混合场中，考虑探测器对两种射线的敏感程度混合场中，考虑探测器对两种射线的敏感程度•其其它它因因素素：：仪仪器器零零点点漂漂移移要要小小；；测测量量的的方方向向性性误误差差不不应应大大于于±±30%30%；；重重量量较较轻轻；；体体积积小小。

另另外外，，仪仪器器的的响响应应速速度度要要快快，，特特别别是是对对于于一一些些瞬瞬时时的的辐辐射射场场的的测测量量（（适适用用诊诊断断X X线线机机摄摄片片的的辐辐射射场场测测量量））这这一一点点尤尤为为重重要要一般要求响应时间在一般要求响应时间在0.50.5秒以下，最好为毫秒级秒以下，最好为毫秒级三、辐射环境监测三、辐射环境监测三、辐射环境监测三、辐射环境监测 辐辐辐辐射射射射环环环环境境境境监监监监测测测测指指指指的的的的是是是是广广广广义义义义的的的的环环环环境境境境监监监监测测测测，，，，包包包包括括括括流流流流出出出出物物物物监监监监测测测测和和和和环环环环境监测一）环境中的放射性（一）环境中的放射性（一）环境中的放射性（一）环境中的放射性1.1.天然放射性天然放射性天然放射性天然放射性 天天天天然然然然放放放放射射射射性性性性一一一一般般般般不不不不属属属属于于于于辐辐辐辐射射射射环环环环境境境境监监监监测测测测范范范范围围围围，，，，但但但但是是是是由由由由于于于于天天天天然然然然本本本本地地地地无无无无处处处处不不不不在在在在，，，，构构构构成成成成人人人人类类类类辐辐辐辐射射射射剂剂剂剂量量量量的的的的大大大大部部部部分分分分，，，，由由由由于于于于人人人人类类类类活活活活动动动动使使使使部部部部分分分分地地地地区区区区的的的的辐辐辐辐射射射射本本本本底底底底升升升升高高高高等等等等因因因因素素素素，，，，为为为为了了了了了了了了解解解解本本本本地地地地辐辐辐辐射射射射水水水水平平平平、、、、环环环环境境境境评评评评价价价价工作需要。

有时需要对天然放射性进行测量工作需要有时需要对天然放射性进行测量工作需要有时需要对天然放射性进行测量工作需要有时需要对天然放射性进行测量2.2.人工放射性人工放射性人工放射性人工放射性 人工放射性主要有以下几个来源：人工放射性主要有以下几个来源：人工放射性主要有以下几个来源：人工放射性主要有以下几个来源： （（（（1 1）核试验沉降）核试验沉降）核试验沉降）核试验沉降 （（（（2 2）核燃料循环和核能生产）核燃料循环和核能生产）核燃料循环和核能生产）核燃料循环和核能生产 （（（（3 3）放射性同位素和射线装置生产和应用）放射性同位素和射线装置生产和应用）放射性同位素和射线装置生产和应用）放射性同位素和射线装置生产和应用（二）监测的分类（二）监测的分类（二）监测的分类（二）监测的分类1.1.项目运行前的本底调查，如：环评文件的本底调查等项目运行前的本底调查，如：环评文件的本底调查等项目运行前的本底调查，如：环评文件的本底调查等项目运行前的本底调查，如：环评文件的本底调查等2.2.项目运行过程中的监测，如：验收监测，年度监测等项目运行过程中的监测，如：验收监测，年度监测等。

项目运行过程中的监测，如：验收监测，年度监测等项目运行过程中的监测，如：验收监测，年度监测等3.3.退役环境监测，如：放射性同位素与射线装置退役项目退役环境监测，如：放射性同位素与射线装置退役项目退役环境监测，如：放射性同位素与射线装置退役项目退役环境监测，如：放射性同位素与射线装置退役项目 的终态验收监测等的终态验收监测等的终态验收监测等的终态验收监测等4.4.事故应急监测事故应急监测事故应急监测事故应急监测四、监测布点1.医院2.固定探伤3.移动探伤4.工业辐照加速器5.场址退役1.医院（1）加速器（2）X射线机（3）核医学2.固定探伤3.移动探伤4.电子辐照加速器5.场址退役。