電離輻射監(jiān)測ppt課件

1、電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)GB188712019輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ/T 61-2019環(huán)境地表輻射劑量率測定規(guī)范GB/T14583-93表面污染測定第一部分：發(fā)射體和發(fā)射體GB/T14056.1-2019含密封源儀表的放射衛(wèi)生防護(hù)要求GBZ 125-2021 密封放射源及密封放射源容器的放射衛(wèi)生防護(hù)GBZ114-2019X射線衍射儀和熒光分析儀防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GBZ1152019X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影放射防護(hù)要求GBZ165-2019醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求GBZ 130-2019 工業(yè)X射線探傷放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GBZ117-2019工業(yè)射線探傷放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GBZ 132-2019輻射環(huán)境

2、監(jiān)測可分為： 1.主動(dòng)測量 2.被動(dòng)測量 人們根據(jù)射線與物質(zhì)相互作用后產(chǎn)生的各種效人們根據(jù)射線與物質(zhì)相互作用后產(chǎn)生的各種效應(yīng)，制成了許多不同類型探測器。放射性主動(dòng)測量應(yīng)，制成了許多不同類型探測器。放射性主動(dòng)測量常用的探測器有三類：常用的探測器有三類：氣體電離探測器利用射線在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的電離氣體電離探測器利用射線在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的電離效應(yīng)）、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)）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)）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）。穴）。 電離室類監(jiān)測儀 高氣壓電離室是測量環(huán)境劑量率的常用儀

3、表，這類儀器由一個(gè)高壓電離室探測器和電子線路組成。前者為一個(gè)充高氣壓一般為25個(gè)大氣壓的氬氣的不銹鋼球殼組成，中間密封一個(gè)電極。電子線路主要為MOSFET靜電計(jì)、二次放大電路、高低壓變換器以及讀出線路。這類儀表在環(huán)境監(jiān)測中用得十分普遍，它的缺點(diǎn)為價(jià)格比較昂貴。 適用于低水平的環(huán)境劑量率的測量 所測范圍為0.01Gy/h103Gy/h 能量響應(yīng)50keV3MeV 閃爍劑量率儀表閃爍劑量率儀表 閃爍劑量率儀表由閃爍探測器和電子線路兩部閃爍劑量率儀表由閃爍探測器和電子線路兩部分組成。閃爍探測器包括閃爍體、光電倍增管、分組成。閃爍探測器包括閃爍體、光電倍增管、前置放大器以及磁屏蔽外殼幾部分組成，它主前

4、置放大器以及磁屏蔽外殼幾部分組成，它主要起到把要起到把輻射的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的作用。輻射的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的作用。 目前常用的閃爍探測器有用硫化鋅補(bǔ)償?shù)乃芰夏壳俺Ｓ玫拈W爍探測器有用硫化鋅補(bǔ)償?shù)乃芰祥W爍體、組織等效塑料閃爍體、閃爍體、組織等效塑料閃爍體、Nal(T1)Nal(T1)等。等。 所測范圍為所測范圍為0.001Gy/h0.001Gy/h102Gy/h102Gy/h 能量響應(yīng)能量響應(yīng)40keV40keV4MeV4MeV閃爍探測器能量響應(yīng)特性閃爍探測器能量響應(yīng)特性 計(jì)數(shù)管計(jì)數(shù)管 在氣體電離探測器中，計(jì)數(shù)管具有相當(dāng)在氣體電離探測器中，計(jì)數(shù)管具有相當(dāng)突出的優(yōu)點(diǎn)：氣體放大倍數(shù)極高，入射射線只突出

5、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(gè)離子對(duì)就能引起放電而被記錄，對(duì)要產(chǎn)生一個(gè)離子對(duì)就能引起放電而被記錄，對(duì)帶電粒子的本征效率接近帶電粒子的本征效率接近100%100%，并且輸出脈，并且輸出脈沖的幅度很大，所需的測量儀器很簡單。沖的幅度很大，所需的測量儀器很簡單。 計(jì)數(shù)管的主要缺點(diǎn)是：分辨時(shí)間太長，計(jì)數(shù)管的主要缺點(diǎn)是：分辨時(shí)間太長，不能用于高計(jì)數(shù)率測量；對(duì)不能用于高計(jì)數(shù)率測量；對(duì) 射線的探測效率射線的探測效率較低。較低。 所測范圍為所測范圍為0.1Gy/h0.1Gy/h104Gy/h104Gy/h 能量響應(yīng)能量響應(yīng)30keV30keV2MeV2MeV長桿劑量率儀長桿劑量率儀被動(dòng)測量被動(dòng)

6、測量熱釋光劑量計(jì)熱釋光劑量計(jì)(TLD)的工作原理的工作原理(1) 晶體物質(zhì)的電子能級(jí)分屬兩種能帶：晶體物質(zhì)的電子能級(jí)分屬兩種能帶： 導(dǎo)帶導(dǎo)帶滿帶滿帶 處于基態(tài)已被電子占滿的容許能帶處于基態(tài)已被電子占滿的容許能帶導(dǎo)帶導(dǎo)帶 沒有電子填入或尚未填滿的容許能帶沒有電子填入或尚未填滿的容許能帶 電子陷阱電子陷阱禁帶禁帶 隔開滿帶和導(dǎo)帶有一定寬度）隔開滿帶和導(dǎo)帶有一定寬度）(2) 雜質(zhì)原子及原子或離子的缺位和結(jié)構(gòu)錯(cuò)位雜質(zhì)原子及原子或離子的缺位和結(jié)構(gòu)錯(cuò)位 禁帶禁帶電子陷阱電子陷阱近導(dǎo)帶下面的局部能級(jí)，能吸附電子近導(dǎo)帶下面的局部能級(jí)，能吸附電子激活能級(jí)激活能級(jí)近滿帶上面的局部能級(jí)，能吸附空穴近滿帶上面的局部能

7、級(jí)，能吸附空穴 激激活中心活中心沒有輻照沒有輻照電子陷阱是空著的，電子陷阱是空著的， 激活能級(jí)是填滿電子的激活能級(jí)是填滿電子的 滿滿帶帶(3) 發(fā)光機(jī)制：發(fā)光機(jī)制： 輻射晶體輻射晶體 電離激發(fā)電離激發(fā) 滿帶中電子進(jìn)入導(dǎo)帶，產(chǎn)生空穴過程滿帶中電子進(jìn)入導(dǎo)帶，產(chǎn)生空穴過程1） 低能態(tài)較高能態(tài)穩(wěn)定低能態(tài)較高能態(tài)穩(wěn)定 進(jìn)入導(dǎo)帶的電子落入電子陷阱進(jìn)入導(dǎo)帶的電子落入電子陷阱 形成形成F中心空穴移入激活中心形成中心空穴移入激活中心形成H中心中心)（過程（過程2） 輻射輻射能量貯存常溫下可保持很久）能量貯存常溫下可保持很久） 加熱加熱 溫度達(dá)到一定值溫度達(dá)到一定值 F F中心的電子又進(jìn)入導(dǎo)帶中心的電子又進(jìn)入導(dǎo)帶

8、 最終最終 與與H H中心的空穴復(fù)合過程中心的空穴復(fù)合過程3 3） 發(fā)出熒光熱釋光發(fā)出熒光熱釋光TL) TL) 劑量測量原理：發(fā)出的總光子數(shù)劑量測量原理：發(fā)出的總光子數(shù)釋放的總電子數(shù)釋放的總電子數(shù)所吸收所吸收的輻射能量的輻射能量 TLDTLD的種類和特性的種類和特性 熱釋光體熱釋光體 LiF Li2B4O7(Mn) CaF2( LiF Li2B4O7(Mn) CaF2(天然天然) CaF2(Mn) ) CaF2(Mn) BeO CaSO4(Mn) CaSO4(Dy) BeO CaSO4(Mn) CaSO4(Dy) LiF(Mg,Cu,P) LiF(Mg,Cu,P) 主峰加熱溫度主峰加熱溫度 1

9、10 110C260C260C C 監(jiān)測儀器選擇原則： （一射線性質(zhì)：對(duì)于射線的種類及性質(zhì)清楚的場所，應(yīng)選用針對(duì)性較強(qiáng)的儀器。如果對(duì)于輻射場的性質(zhì)不清楚的場所監(jiān)測，應(yīng)選用帶有多用探頭的監(jiān)測儀或攜帶多種監(jiān)測儀。 （二量程范圍：一般要求測量儀器的量程下限值至少應(yīng)在劑量限值的1/10以下，上限根據(jù)具體情況而定。有的數(shù)顯式儀表會(huì)在量程下限也報(bào)出數(shù)據(jù)，而有的儀表會(huì)在超量程時(shí)數(shù)據(jù)為零，在實(shí)際使用前，必須了解儀器的性能。 （三能量響應(yīng)：一臺(tái)理想的輻射監(jiān)測儀器應(yīng)該是不（三能量響應(yīng)：一臺(tái)理想的輻射監(jiān)測儀器應(yīng)該是不論射線的能量大小，只要照射量相同，其儀器的響應(yīng)論射線的能量大小，只要照射量相同，其儀器的響應(yīng)就應(yīng)相同

10、。然而，事實(shí)上儀器的響應(yīng)總是隨著射線能就應(yīng)相同。然而，事實(shí)上儀器的響應(yīng)總是隨著射線能量的不同，產(chǎn)生一定的差異，響應(yīng)對(duì)能量依賴性小，量的不同，產(chǎn)生一定的差異，響應(yīng)對(duì)能量依賴性小，這種差異就小，即能量響就好。反之能量響應(yīng)差。對(duì)這種差異就小，即能量響就好。反之能量響應(yīng)差。對(duì)劑量率儀表一般要求與劑量率儀表一般要求與137Cs137Cs源相比，在源相比，在50keV50keV到到3MeV3MeV的能量范圍內(nèi)能量響應(yīng)不應(yīng)大于的能量范圍內(nèi)能量響應(yīng)不應(yīng)大于30%30%。 從幾種探測器的能響來看，電離室型較好，閃爍型次從幾種探測器的能響來看，電離室型較好，閃爍型次之，計(jì)數(shù)管差些。在防護(hù)監(jiān)測中，對(duì)數(shù)百千電子伏以之

11、，計(jì)數(shù)管差些。在防護(hù)監(jiān)測中，對(duì)數(shù)百千電子伏以上的光子來說，能量響應(yīng)差別不大，但對(duì)上的光子來說，能量響應(yīng)差別不大，但對(duì)100keV100keV以下以下的光子，就需要注意儀器的能量響應(yīng)性能與被測光子的光子，就需要注意儀器的能量響應(yīng)性能與被測光子的能量是否相適應(yīng)。的能量是否相適應(yīng)。 （四環(huán)境特性：對(duì)溫度，在（四環(huán)境特性：對(duì)溫度，在-10-40-10-40的溫度范圍的溫度范圍內(nèi)，儀器讀數(shù)變化在內(nèi)，儀器讀數(shù)變化在5%5%以內(nèi)；對(duì)相對(duì)濕度，在以內(nèi)；對(duì)相對(duì)濕度，在10%10%到到95%95%范圍內(nèi)，讀數(shù)變化在范圍內(nèi)，讀數(shù)變化在5%5%以內(nèi)。此外，應(yīng)考慮以內(nèi)。此外，應(yīng)考慮氣壓與電磁場的影響。氣壓與電磁場的影響

12、。 （五對(duì)其它輻射的響應(yīng)：實(shí)際測量條件有時(shí)比較復(fù)（五對(duì)其它輻射的響應(yīng)：實(shí)際測量條件有時(shí)比較復(fù)雜，如高能雜，如高能射線和射線和射線都能穿透電離室引起儀器響射線都能穿透電離室引起儀器響應(yīng)，造成應(yīng)，造成、射線測量相互干擾；在中子和伽瑪混合射線測量相互干擾；在中子和伽瑪混合場中，考慮探測器對(duì)兩種射線的敏感程度。場中，考慮探測器對(duì)兩種射線的敏感程度。 其它因素：儀器零點(diǎn)漂移要??；測量的方向性誤差不其它因素：儀器零點(diǎn)漂移要?。粶y量的方向性誤差不應(yīng)大于應(yīng)大于30%；重量較輕；體積小。另外，儀器的；重量較輕；體積小。另外，儀器的響應(yīng)速度要快，特別是對(duì)于一些瞬時(shí)的輻射場的測量響應(yīng)速度要快，特別是對(duì)于一些瞬時(shí)的輻射場的測量適用診斷適