(C)穿透能力小,只能穿过皮肤的角质层。 2.β衰变
β衰变:放射性核素放射β粒子(即快速电子)的过程,它是原子核内质子和中子互相转化 分类:负β衰变、正β衰变和电子俘获
(1)β-衰变:β-衰变是核素中的中子转变为质子并放出一个β-粒子和中微子的过程。β-粒子实际上是带一个单位负电荷的电子。
特点:(A)β射线的电子速度比α射线高10倍以上
(B)穿透能力较强,在空气中能穿透几米至几十米才被吸收 (C)与物质作用时可使其原子电离,也能灼伤皮肤。
(2)β+衰变:核素中质子转变为中子并发射正电子和中微子的过程。
(3)电子俘获:不稳定的原子核俘获一个核外电子,使核中的质子转变成中子并放出一个中微子的过程。
K电子俘获:靠近原子核的K层电子被俘获的几率远大于其他壳层电子 3.γ衰变
γ射线:原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态时所放射的电磁辐射。
实质:是一种波长很短的电磁波——光子流,是能量很高的电磁波,波长 λ<0.1 nm。 特性:贯穿本领最强,能穿透几厘米厚的铅.但电离作用最弱.
这种跃迁对原子核的原子序和原子质量数都没影响,所以称为同质异能跃迁。
二、放射性污染度量参数
1.放射性活度A
放射性活度(强度) :单位时间内发生的核衰变数
反映某种放射性核素的数量值,该值的大小与核衰变相关。
2.半衰期T1/2
半衰期:当放射性的核素因衰变减少到一半时所需的时间 衰变常数(λ)与半衰期关系:T1/2=0.693/λ
3.照射量X:度量γ或x射线引起空气分子电离的能力。 专用单位伦琴(R)
4.吸收剂量D:任何电离辐射 衡量物质吸收辐射能量能力。专用单位戈瑞(Gy) 并用的单位 拉德(rad)
应用:(1)吸收剂量D可适用于内照射(通过呼吸和消化系统进入人体内部的放射性核素造成的照射)和外照射(宇宙射线及地面上天然放射性核素发射的β和γ射线对人体的照射)。 (2)放射生物学、辐射化学、辐射防护等学科和射线治疗方面。 5.剂量当量H : SI 单位J/kg,希沃特(Sv) 专用单位雷姆rem
评价总的危险程度:各种电离辐射的危害程度、不同种类射线在不同能量及不同照射条件下所引起生物效应的差异 总结: 放射性活度 半衰期 照射量 吸收剂量 剂量当量
三、环境中放射性的来源
(一)天然放射性核素-天然放射性本底 1. 宇宙射线及其引生的放射性核素
2. 天然系列放射性核素:铀系、锕系、钍系 3. 自然界中单独存在的核素 (二)人为放射性核素 1. 核试验及航天事故 2. 核工业
3. 工农业、医学、科研等部门的排放废物 4. 放射性矿的开采和利用
四、放射性污染的危害 (1)放射性进入人体的途径
A Bq,贝克,s-1 T1/2 a,年
X SI 单位C/kg,专用单位伦琴R
D SI 单位J/kg,戈瑞Gy 专用单位拉德rad H SI 单位J/kg,希沃特Sv 专用单位雷姆rem
呼吸道--人体--肺,血液,全身 消化道--人体--肝脏,血液,全身
皮肤或粘膜--人体--可溶性物质易被皮肤吸收(伤口的吸收率更较高) 吸收影响因素:放射性核素的性质、状态
五、放射性辐射防护标准:我国《辐射防护规定》(GB8703—88 )中的部分规定(P383) (一)职业性放射性工作人员和居民每年限制 剂量当量
(二)露天水源中限制浓度和放射性工作场所 空气中最大容许浓度
六、放射性测量实验室和检测仪器 一、放射性测量实验室
(1)放射化学实验室(预处理) (2)放射性计测实验室 二、放射性检测仪器
(A)电离型检测器:适合测量强放射性
(区别:外加工作电压不同,引起电离过程不同) (1)电流电离室
原理:直接收集强放射性射线在气体中原始产生的离子对 应用:辐射剂量测量能谱测量 (2)正比计数管
原理:每一入射粒子引起电离作用而产生的脉冲式电压变化,从而对入射粒子逐个计数;测量弱放射性;脉冲输出幅度与射线能量和辐射特性有关 应用:α、β粒子计数;低能γ射线、α射线的能谱测定 (3)盖革计数管(GM技术管)
原理:每一入射粒子引起电离作用而产生的脉冲式电压变化,从而对入射粒子逐个计数;测量弱放射性;输出脉冲信号幅度与射线能量无关。 应用:最广泛;β射线与γ射线强度 (B)闪烁检测器
优点:探测器灵敏度和计数率高,对不同能量的射线具有很高的分辨率。 闪烁体要求:发光效率高、荧光衰减时间短、透明度与均匀性好、耐化学与辐射 NaI(Tl)晶体(测γ射线、 γ能谱) ZnS(Ag)粉末(测α射线) (C)半导体检测器
硅半导体检测器可用于α计数和测定α能谱及β能谱。
对γ射线一般采用锗半导体作检测元件,因为它的原子序较大,对γ射线吸收效果更好。
七、监测分类及内容 1、按监测对象分类
(1)现场监测:对放射性物质生产或应用单位内部工作区域所作的监测; (2)个人剂量监测:对放射性专业工作人员或公众作内照射和外照射的剂量监测;
(3)环境监测:对放射性生产和应用单位外部环境,包括空气、水体、土壤、生物、固体废物等所作的监测。 2、布点和采集
(1)监测目的和监测对象
(2)待测核素的种类、辐射特性及其物理化学形态 (3)在环境中的迁移及影响
(4)有时要同时采集大气、水、土壤和生物样品来确定某污染源或某地区的放射性污染状况。
3、布点:(1)扇形布点法(2)网格法 4、放射性样品采集
放射性沉降物:干沉降物、湿沉降物(雨或雪降落)
来源:大气层核爆炸所产生的放射性尘埃,小部分来源于人工放射性微粒。 (1)放射性干沉降物
采集:水盘法(降雨)、粘纸法(干旱)、高罐法采集。 (2)放射性湿沉降物:离子交换树脂湿沉降物采集器
(3)放射性气溶胶的采集:滤料阻留法(纤维滤膜、活性炭滤料) 5、样品的预处理
方法:衰变法、共沉淀法、灰化法、电化学法、有机溶剂溶解法、蒸馏法、萃取法、离子交换法等。
6、环境中放射性监测
(1)水样总α放射性活度的测定
辐射α粒子的核素:226Ra、 Rn及其衰变产物 水样总α放射性比活度(安全浓度):0.1 Bq/L ZnS闪烁探测器计数测量 (2)水样总β放射性活度测量
K、Sr、I等核素的衰变,安全水平为1 Bq/L。 监测仪器:低本底的盖革计数管探测器 标准源:含40K的化合物(氯化钾)
测β放射性的样品层应厚于测α放射性的样品层 (3)土壤中总α、β放射性活度的测量 (4)空气中氡的测定
(5)大气中各种形态的碘-131的测定
对例行大气环境监测,可在低流速下连续采样一周或一周以上,然后用γ谱仪定量测定各种化学形态的131I。
(6)个人外照射剂量的测定
第八章 环境中放射性污染监测
一、突发性环境污染事故分类和特征
是指在社会生产和人民生活中所使用的化学品、易燃易爆危险品、放射性物品,在生产、运输、储存、使用和处置等环节中,由于操作不当、交通肇事或人为破坏而造成的爆炸、泄露,从而造成的环境污染和人民群众健康危害的恶性事故。
分类:(1)有毒有害物质污染事故(2)毒气污染事故(3)爆炸事故(4)农药污染事故(5)放射性污染事故(6)油污染事故(7)废水非正常排放污染事故 特征:
1.发生的突然性 2.污染范围的不确定性 3.负面影响的多重性 4.健康危害的复杂性
二、突发环境污染事件的分级
A.特别重大突发环境污染事件(Ⅰ级) 发生30人以上死亡,或中毒(重伤)100人以上 1、2类放射源失控
B.重大突发环境污染事件(Ⅱ级)
发生10人以上、30人以下死亡,或中毒(重伤)50人以上、100人以下 1、2类放射源丢失、被盗或失控 C.较大突发环境污染事件(Ⅲ级)
发生3人以上、10人以下死亡,或中毒(重伤)50人以下