第3章環(huán)境輻射監(jiān)測方法和技術(shù)ppt課件

1、第3章 環(huán)境輻射監(jiān)測方法和技術(shù) 環(huán)境輻射:天然與人工輻射。 本底輻射：原指某一特定環(huán)境系統(tǒng)或地域未受人類核活動干擾或某一核設備建造、運轉(zhuǎn)前業(yè)已存在的天然輻射程度；由于大氣層核實驗所致全球放射性沉降呵斥的輻射與天然輻射難以區(qū)分，常將兩者合稱為本底輻射。3.1 環(huán)境輻射監(jiān)測3.1.1 環(huán)境輻射監(jiān)測的目的與特點 1、監(jiān)測目的 根據(jù)中華人民共和國，環(huán)境輻射監(jiān)測目的是： 對核設備、放射性核素、本底及核設備與公眾的關(guān)系等方面進展監(jiān)測與評價。 2、環(huán)境輻射監(jiān)測的特點 指監(jiān)測對象的廣泛性、衰變性、復雜性等特點(16條)。3.1.2 環(huán)境輻射監(jiān)測方案的制定1、制定監(jiān)測方案應思索的要素 從源項單位本身及源項單位與

2、周圍環(huán)境等方面思索。2、環(huán)境監(jiān)測方案的設計 大型的核設備普通都要進展運轉(zhuǎn)前本底調(diào)查、運轉(zhuǎn)中常規(guī)監(jiān)測和事故應急監(jiān)測。 本底調(diào)查的根本內(nèi)容： 1環(huán)境物質(zhì)中放射性核素的種類、濃度、輻射程度及其隨時間的變化，普通要獲得運轉(zhuǎn)前延續(xù)2年的資料，了解1年內(nèi)本底變化和年度間的能夠變化范圍。 2調(diào)查鑒別關(guān)鍵核素及關(guān)鍵途徑，關(guān)鍵人群組的分布、風俗、飲食資料及有關(guān)“指示體的資料。2核設備運轉(zhuǎn)中的常規(guī)監(jiān)測 常規(guī)監(jiān)測：在核設備正常運轉(zhuǎn)期間，對其周圍環(huán)境進展的定期例行監(jiān)測。 核電站環(huán)境監(jiān)測對象應包括放射性物質(zhì)與非放射性化學物質(zhì)兩方面。重點是對放射性物質(zhì)與輻射程度的監(jiān)測。其常規(guī)監(jiān)測分析工程、內(nèi)容與本底調(diào)查類似，主要有總、總

3、、總能譜分析測定和單個核素的濃度。我國核電站的監(jiān)測半徑為30km。3核事故應急監(jiān)測 目的： a 迅速測定事故呵斥的環(huán)境輻射程度、污染范圍和程度及對公眾的危害程度； b 迅速摸清釋放核素的種類、性質(zhì)及其在環(huán)境中的遷移行為，測定食物與飲水的污染程度、范圍； c 及時向決策機構(gòu)和公眾通報污染情況，以便采取必要的應急措施。 應急監(jiān)測分為早期和中后期監(jiān)測。4核設備退役的環(huán)境監(jiān)測 核設備服役期滿或因計改、發(fā)惹事故等緣由而封鎖后，應采取一些必要的措施，確保其平安、永久地退役。3.1.3 環(huán)境輻射監(jiān)測儀器 原理：基于射線和物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的各種效應如電離、光、電或熱等進展觀測和丈量的方法。 常用的核輻射監(jiān)測

4、儀器有： 個人劑量計、環(huán)境放射性氣體監(jiān)測儀和環(huán)境核輻射監(jiān)測儀。 各類儀器的構(gòu)造和原理根本類似，都由核輻射探測器和丈量安裝兩部分組成。 核輻射探測器 核輻射探測器可分為電離探測器、閃爍探測器和半導體探測器等幾類。3.2 流出物監(jiān)測3.2.1 流出物監(jiān)測的目的 流出物監(jiān)測的目的：對流出物本身、對核設備、對周圍環(huán)境等進展監(jiān)測。3.2.2 流出物監(jiān)測的設計 1、氣載流出物監(jiān)測設計 2、液體流出物監(jiān)測設計 3.2.3 流出物采樣和丈量技術(shù)1、采樣方式 采樣方式有：延續(xù)采樣、比例采樣；定期采樣；專門采樣等。根據(jù)流出物的情況采取相應的采樣方式。2、采樣技術(shù) 流出物的采樣技術(shù)應滿足采樣及時性和代表性。3.3

5、環(huán)境輻射就地監(jiān)測技術(shù) 環(huán)境輻射監(jiān)測可采取就地監(jiān)測和實驗室分析兩種方式進展。就地監(jiān)測是在欲測對象所在地進展的監(jiān)測，普通不需采集樣品，因此不會改動欲測對象在環(huán)境中的分布形狀。實驗室分析那么要從環(huán)境中采集欲測環(huán)境物質(zhì)樣品，運用實驗手段進展分析。3.3.1 就地監(jiān)測前的預備 根據(jù)監(jiān)測對象，進展就地監(jiān)測前的預備任務。 1) 就地核輻射丈量之前必需先要制定詳細的丈量方案。作方案時，以下要素應予以思索：a.丈量對象的性質(zhì)，包括要丈量核素的種類，預期活度范圍，物理化學性質(zhì)等；b.環(huán)境條件(地形、水文、氣候等)的能夠影響；c.丈量儀器的順應性，包括量程范圍，能量呼應特性和最小可探測限值等；d.設備及丈量儀器在現(xiàn)

6、場能夠出現(xiàn)的缺點及補救方法；e.丈量人員的技術(shù)素質(zhì)；f.丈量的重要性以及資金的保證情況。 2) 就地丈量之前必需預備好儀器和設備。a. 對于常規(guī)性的就地丈量，每次出發(fā)前均要清點儀器和設備，檢查儀器任務形狀。b.作為應急呼應的就地丈量，事先必需預備好應急監(jiān)測箱，應急監(jiān)測箱內(nèi)的儀表必需堅持隨時可以任務形狀。 3) 從事就地核輻射監(jiān)測的人員事先必需經(jīng)過培訓，使之熟習監(jiān)測儀器的性能，在現(xiàn)場可以進展簡單維修，并應具備判所監(jiān)測數(shù)據(jù)能否合理的才干。3.3.2 監(jiān)測網(wǎng)點的布設 監(jiān)測網(wǎng)點應根據(jù)污染源的性質(zhì)、規(guī)模、公眾照射途徑、人群分布、人群活動情況合理布設。 環(huán)境地表輻射劑量丈量分為源相關(guān)及個人相關(guān)兩種丈量方式

7、。源相關(guān)是針對單個源進展的，而人相關(guān)那么是針對多個源進展的。3.3.3 地表輻射劑量的丈量 地表輻射劑量監(jiān)測是在一定的區(qū)域內(nèi)，間隔地面一定高度(普通為1m) 丈量周圍環(huán)境中天然和人工放射性核素所產(chǎn)生的輻射所致空氣吸收劑量。高壓電離室(香港) 在高壓電離室內(nèi)的緊縮氣體不停遭到周圍環(huán)境的射線電離。電離所產(chǎn)生的電流，可以提供射線強度的資料。高壓電離室是一套靈敏度非常高的儀器，可以量度環(huán)境輻射程度的微弱變化。1、輻射劑量儀的刻度 儀器在運用前必需用國家一致的刻度規(guī)范源和方法進展刻度。刻度規(guī)范普通分為國家基準、次級規(guī)范、三級規(guī)范和任務規(guī)范等四級。 X和劑量率儀的刻度方法有規(guī)范儀器法和規(guī)范源法兩種，用于丈

8、量X和低能射線的儀器常用X射線源和規(guī)范儀器法刻度；其它的儀器宜采用Cs、60Co、226Ra等規(guī)范源刻度。2、輻射劑量儀自然底數(shù)的測定 自然環(huán)境中丈量地表輻射劑量時，會遭到宇宙射線和儀器本身的本底輻射的干擾，同一地域內(nèi)海拔高相差不大時，宇宙射線的照射率根本不變，但儀器的本底各不一樣?？刹捎盟娣ɑ蜚U屏法丈量儀器的自然底數(shù)。3、地表輻射劑量的步行丈量 確定道路；沿道路步行丈量；異常地方加點丈量。 以下公式估算公眾受照劑量： E=D,aK 測得空氣照射量率時，那么可按下式估計空氣吸收劑量： D,a=fX3.3.4 就地能譜丈量 運用能譜儀就地丈量地面上輻射的能譜，可以確定土壤或巖石中所含放射性核素

9、的成分及相對濃度分布。 1、根本原理和方法 每種放射性核素都能釋放出一種或幾種具有特定能量的射線，因此，只需測得某種能量的特征譜線，即可確定相應核素的存在。根據(jù)這些核素釋放出的射線能量之間的顯著差別， 能譜儀相應地設置了不同的能譜窗口丈量道，測得各丈量道中的計數(shù)率后，根據(jù)這幾種能量的射線在相應道中的刻度系數(shù)，即可求得土壤中相應核素的濃度。 2、丈量方法 丈量方法有：航空丈量、汽車丈量、步行丈量等。3.3.5 氡及其子體與析出率的丈量1、環(huán)境空氣中氡濃度的丈量 丈量的規(guī)范方法有：徑跡蝕刻法、活性炭盒法、雙濾膜法和氣球法等。 徑跡蝕刻法:被動式采樣，能丈量采樣期間內(nèi)氡的累積濃度，探測器在空氣中暴露

10、20d，其探測下限可達2.1103Bqh/m3。探測器是聚碳酸脂片或CR-39薄片，置于一定外形的采樣盒內(nèi)，組成采樣器。 氡及其子體發(fā)射的 粒子轟擊探測器，使其產(chǎn)生亞微觀型損傷徑跡后，將其在一定條件下進展化學或電化學蝕刻，擴展損傷徑跡，即可用顯微鏡或自動計數(shù)安裝進展計數(shù)。單位面積的徑跡數(shù)與氡濃度和暴露時間的乘積成正比，可將刻度系數(shù)將徑跡密度換算成氡濃度: a, Rn=nR /T FRn 活性炭盒法:被動式采樣，能丈量出采樣期間內(nèi)平均氡濃度，暴露3d，探測下限可到達6Bq/m3。 采樣盒用塑料或金屬制成，直徑610cm，高35cm，內(nèi)裝25100g活性炭。盒的敝開面用濾膜封住，固定活性炭且允許氡

11、進入采樣器。 氡隨空氣分散到活性炭床內(nèi)，即被活性炭吸附，其衰變而新產(chǎn)生的子體亦堆積在活性碳床內(nèi)。采樣停頓后3h,盒內(nèi)氡與其子體到達放射性暫時平衡，即用 譜儀丈量活性炭盒內(nèi)氡子體特征射線峰或峰群的面積，可求得空氣中氡的平均濃度： a, Rn=a nr /( t1b e-Rnt2 ) 雙濾膜法:自動式采樣，能丈量采樣瞬間的氡濃度，探測下限為3.3Bq/m3。抽氣泵開動后含氡空氣經(jīng)過濾膜進入衰變筒，被濾掉子體的純氡在經(jīng)過衰變筒的過程中又生成新子體，新子體的一部分為出口濾膜所搜集。丈量出口濾膜上氡子體的計數(shù)就可換算出氡濃度。 氣球法：自動式采樣，能丈量出采樣瞬間空氣中氡及其子體濃度，探測下限：氡2.2

12、Bq/m3，子體5.710-7J/m3。 其任務原理同雙濾膜法，只不過氣球替代了衰變筒。把氣球法那么氡和馬爾柯夫法測潛能結(jié)合起來，一次操作用25min，即可得到氡及其子體潛能濃度。 測氡儀-RAD7-美國RADFD216環(huán)境測氡儀2、環(huán)境空氣中氡子體潛能濃度的丈量和估計 氡子體所致吸入內(nèi)照射劑量遠比氡的劑量奉獻大，對空氣中氡子體潛能濃度的丈量和估計具有更重要的意義?？諝庵须钡膶崪y濃度估計相應的氡子體潛能濃度： a,p=5.610-9a,RnFRn 潛能濃度,單位為 MeVL-1 任務程度：在輻射防護中，以前用過一個特定的單位“任務程度，以WL表示1WL=1.3105MeVL-1 任務程度月：在

13、具有一個任務程度的子體潛能值的場所任務170小時，那么其總暴露量為一個任務程度月，用WLM表示。 1MeV=1.610-13J; 1MeV/L=1.610-10Jm-3; 1WL=2.0810-5Jm-3; 1WLM=4.2410-3J。3、氡析出率的丈量 氡析出率丈量方法有靜態(tài)法和動態(tài)法兩種。靜態(tài)法是在含氡 物質(zhì)外表設置一個封鎖的積累空間，在沒有通風的條件下，丈量其中氡濃度隨時間的積累增長，計算其析出率。靜電搜集安裝內(nèi)氡濃度的變化搜集室扣在介質(zhì)外表后，令t=0時，搜集室中的氡濃度為C0，那么式的解為： 1假設進展時間間隔為T的延續(xù)丈量，那么相鄰兩次測得的搜集室中的氡濃度有如下關(guān)系： 2 令：

14、 那么有: Ci=A+BCi-13 對一定的介質(zhì)而言，由于開場時氡的反分散可以忽略，搜集室中氡濃度的減少只是由其衰變引起的，e近似等于氡的物理衰變常數(shù)，因此A和B都是常數(shù)，二者之間有： (4) 這樣，多次丈量后用最小二乘法求出A、B和e，即可求出氡析出率R為： (5) 3.4 環(huán)境樣品的采集和前處置3.4.1 環(huán)境樣品的采集 要獲得可靠的監(jiān)測結(jié)果主要在于兩方面：一是可靠的儀器；二是可靠的取樣。1、采樣方案的制定 樣本的容量：指樣本所包含的實測個體或單元的數(shù)目。由樣本所代表的待測對象的全體那么稱為總體。 通常根據(jù)置信區(qū)間確定樣本容量，當監(jiān)測工程的丈量值服從正態(tài)分布規(guī)律時，如要求由樣本均數(shù) 推斷總

15、體的均數(shù)的置信區(qū)間不超越2L(L為置信區(qū)間的1/2)，那么有 S樣本監(jiān)測結(jié)果的規(guī)范差； t所需樣本容量； - Student因子。 那么2、最小采樣量 它是由監(jiān)測分析樣 和儲存?zhèn)溆脴?兩部分構(gòu)成。 M= + 假設儀器的最低探測限為LD，那么單次分析所需最小樣品量為：3、空氣樣品的采集 采樣體積確實定、采樣點的選定、采樣方法確實定。 采樣體積確實定對于累積空氣樣品的采集，每個單樣所需的采樣體積為： V=FT=q/x 幾何圖形布點法：目前常用以下幾種布設方法: 網(wǎng)格布點法； 同心圓布點法； 扇形布點法1采樣點的選定網(wǎng)格布點法：這種布點法是將監(jiān)測區(qū)域地面劃分成假設干均勻網(wǎng)狀方格，采樣點設在兩條直線的

16、交點處或方格中心。這種布點方法適用于有多個污染源，且污染源分布比較均勻的情況。同心圓布點法：此種布點方法主要用于多個污染源構(gòu)成的污染群，或污染集中的地域。扇形布點法：此種方法適用于主導風向明顯的地域，或孤立的高架點源。以點源為頂點，主導風向為軸線，在下風向地面上劃出一個扇形區(qū)域作為布點范圍。扇形角度普通為4590。采樣點設在距點源不同間隔的假設干弧線上，相鄰兩點與頂點連線的夾角普通取1020。 2采樣方法和采樣儀器 濾料采樣法(大氣中的氣溶膠、可吸入顆粒物、塵等總粒子濃度測定) 這種方法是將過濾資料濾紙或濾膜夾在采樣夾上。采樣時，用抽氣安裝抽氣。氣體中的顆粒物質(zhì)被阻留在過濾資料上。 旋風式、向

17、心分別式和撞擊式采樣器等多種。它們又分為二級式和多級式。二級式用于采集10m以下的顆粒物，多級式可分級采集不同粒徑的顆粒物，用于測定顆粒物的粒度分布。粒度分級采樣大氣飄塵測定 空氣以高速度沿180漸開線進入分塵器的圓筒內(nèi)，構(gòu)成沿外壁由上而下的旋轉(zhuǎn)氣流： 大于10m的顆粒物慣性較大，在離心力的作用下，甩到筒壁上，沿壁面落入大顆粒物搜集器內(nèi)； 小于10m的顆粒物慣性小，不易被甩到筒壁上。當空氣進入分塵器向下高速旋轉(zhuǎn)時，頂部壓力下降，在壓力差作用下，小于10m的細顆粒隨氣流沿氣體排出管上升，到達分別空氣中粗、細顆粒物的目的。沿分塵器氣體排出管排出的氣體進入過濾器，氣體中的細顆粒物被濾膜捕集。 二級旋

18、風分塵器的任務原理旋風分塵器的任務原理表示圖 當氣流從小孔高速噴出時，氣流攜帶不同質(zhì)量的顆粒物，其運動軌跡也不同。質(zhì)量越大，慣性越大，越不容易隨氣流改動運動軌跡。 當大顆粒物隨氣流穿過小孔后，在慣性作用下，仍沿著中心軸線繼續(xù)前進，進入錐形搜集器，被搜集器底部的濾膜搜集； 當小顆粒物隨氣流穿過小孔后，由于小顆粒物慣性小，可以隨氣流改動運動軌跡，繞過錐形搜集器入口，隨氣流進入下一級。向心式分塵器任務原理 當含顆粒物氣體以一定速度由噴嘴噴出后，顆粒獲得一定的動能產(chǎn)生一定的慣性。在同一放射速度下粒徑越大，慣性越大。 氣流從第一級噴嘴噴出后，大顆粒慣性大，難于改動運動方向，與第一塊捕集板碰撞被堆積下來，

19、慣性較小的顆粒那么隨氣流繞過第一塊捕集板進入第二級噴嘴；第二級噴嘴比第一級噴嘴口徑小，噴出顆粒物動能添加，小顆粒獲得較大的慣性與第二塊捕集板碰撞而被堆積，而慣性更小的顆粒物繼續(xù)向下級運動。 如此一級一級地進展下去，那么氣流中的顆粒物由大到小地一級一級地分開，分別堆積在不同的捕集板上。最末級捕集板用玻璃纖維濾膜替代，捕集最小的顆粒物。多段撞擊式采樣器的任務原理多段撞擊式采樣器原理表示圖大氣中放射性氣體和蒸汽的樣品采集： 活性炭、浸漬活性碳吸附劑及活性碳濾紙氡、碘和有機碘；硅膠氚化水蒸汽4、水樣的有采集 從采樣點確實定、采樣頻度和采樣量等方面去思索。河流監(jiān)測斷面需設置背景斷面、對照斷面、控制斷面和

20、消減斷面為特定的環(huán)境管理還可設管理斷面。采樣時間與采樣頻率確實定1河流：采樣時間為豐水期、枯水期和平水期，每期采樣至少1次。2潮汐河流：漲、退潮時分別采樣。1土壤采樣點布設方法 對角線布點法 適用于面積較小，地勢平坦的污灌或污染河水灌溉田塊,自進水口劃對角線,均分35段,在區(qū)段中心取樣 梅花形布點法 適用于面積較小、地勢平坦,土壤物質(zhì)和污染程度較均勻田塊。中心點在對角線交點，普通設510個點5 土壤樣的采集 棋盤式布點法 適用于中等面積，地勢平坦，地形完好開闊，但土壤較不均勻田塊，10點以上。受污染土壤20點以上 蛇形布點法 適用于面積較大，地勢不很平坦，土壤不夠均勻的田塊布點數(shù)量較多2采樣的

21、深度水底堆積物:礦物、巖石、土壤的自然侵蝕產(chǎn)物，廢污水排出物堆積及生物活動物質(zhì)之間物理、化學反響等過程的產(chǎn)物。指水體底部表層堆積物質(zhì)。1水底堆積物監(jiān)測的意義和目的6 水底堆積物的采集意義和目的：可以了解水環(huán)境污染現(xiàn)狀，追溯水環(huán)境的污染歷史，研討污染物的堆積、遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律和對水生生物特別是底棲生物的影響，并對評價水體質(zhì)量，預測水體變化趨勢和堆積污染物對水體的潛在危險提供根據(jù)。2樣品采集 1斷面設置(cross section setting) ：設置原那么與水質(zhì)監(jiān)測斷面一樣，其位置應盡能夠與水質(zhì)監(jiān)測斷面相重合 。 2采樣次數(shù)(Sampling times) ：由于底質(zhì)比較穩(wěn)定，受水文、氣候條件

22、影響較小，普通每年枯水期(Low water period)采樣1次，必要時可在豐水期(High flow period)增采1次。 7、生物樣品的采集 蔬菜與糧食作物普通在收獲季節(jié)采集，通常采集可食部位，必要時采集整株。水生植物那么采集全株。 動物樣品采集可食部分，牛奶應定點、定期采樣原奶汁。8、沉降物樣品的采集 沉降物包括干沉降物和濕沉降物。 放射性干沉降物樣品可用水盤法、黏紙法、高罐法采集。 濕沉降物常用一種能同時對雨水中核素進展?jié)饧牟蓸悠鳎鐖D所示。 離子交換樹脂濕沉降物采集器表示圖1.漏斗蓋；2.漏斗；3.離子交換柱；4.濾紙漿；5.陽離子交換樹脂；6.陰離子交換樹脂總堆積物搜集器

23、 總堆積物搜集器是用來收取被雨水沖刷至地面的濕沉降物，或由空氣直接沉降到地面的干沉降物。搜集器由一個容量 20 升的膠瓶及一個膠漏斗組成。濕沉降物會伴隨雨水一同搜集，干沉降物那么須用蒸溜水沖洗漏斗內(nèi)層外表來搜集。3.4.2 環(huán)境樣品的前處置1、水樣的儲存和處置 防某些物理、化學變化；防微生物的繁衍；防容器外表吸附等。2、土壤樣品的前處置 風干、研磨過篩及恒溫烘烤處置，稱重測定其含水率；浸取法提取放射性核素。3、生物樣品的前處置 分三種：干灰化法、濕灰化法和熔融法。樣品的涼曬 樣品采回來后，不能及時化驗或未能送到化驗室化驗的樣品，應及時攤開于塑料上，在通風、干躁、防止陽光照射自然涼干。 磨碎與過

24、篩馬弗爐干灰化法3.4.3環(huán)境樣品的化學分別方法： 蒸發(fā)法 共沉淀法 灰化法 電化學法 其它方法有機溶劑溶解法、萃取法、離子交換法等 . 蒸發(fā)法共沉淀法 用普通化學沉淀法分別環(huán)境樣品中放射性核素，因核素含量很低，達不到溶度積，故不能到達分別目的，但假設參與毫克數(shù)量級與欲分別放射性核素性質(zhì)相近的非放射性元素載體，那么由于二者之間發(fā)生同晶共沉淀或吸附共沉淀作用，載體將放射性核素載帶下來，到達分別和富集的目的。 例如，用59Co作載體共沉淀60Co，那么發(fā)生同晶共沉淀：用新沉淀出來的水合二氧化錳作載體沉淀水樣中的钚，那么二者間發(fā)生吸附共沉淀。 固態(tài)樣品或蒸干的水樣，可放入瓷坩堝內(nèi)，置于500馬弗爐中

25、灰化一定時間，冷卻后稱量灰重，并轉(zhuǎn)入丈量盤中，均勻鋪樣后檢測其放射性。灰化法電化學法 經(jīng)過電解的方法將放射性核素如Ag、Pb、Bi等堆積在陰極、或以氧化物如Pb、Co的方式堆積在陽極上。該法的優(yōu)點是分別純度高。堆積在惰性金屬片或絲電極上的堆積物可直接或做成樣品源進展放射性丈量。3.5 環(huán)境樣品的室內(nèi)物理丈量3.5.1 總放射活度丈量 樣品中某種輻射(、和輻射)的總發(fā)射率稱為總放射性活度。 目的：確定能否存在核污染、確定存在哪些放射性核素，大致確定它們的量等。1、總活度丈量 環(huán)境樣品總活度的丈量方法：直接法、濃集法及化學分別-譜儀法，其中譜儀法靈敏度最高，并可以測出單個核素的活度濃度值。 按丈量

26、樣品厚度的不同：為薄層法、厚層法和中間厚層法。 常用的活度丈量安裝：正比計數(shù)管、閃爍計數(shù)器、固體徑跡或核乳膠、半導體探測器、屏柵電離室等。1薄層法 當樣品厚度小于0.03mgcm-2時，粒子在樣品中的自吸收可以忽略。對于水和其它液體樣品：對于生物樣品灰、土壤等固體品，研磨至80-100目2中間厚層法 樣品源厚度尚未到達粒子在該物質(zhì)中的射程,但其自吸收影響不可忽略時，應對粒子在源物質(zhì)中的自吸收加以校正，樣品源中比活度(Bqkg-1)為： 式中： 對于水和其它液體樣品： (BqL-1)3厚層法 當樣品源厚度超越粒子在源物質(zhì)中的自吸收飽和厚度S后，樣品計數(shù)率不隨源厚度增大而添加，它的比活度為： (B

27、qkg-1)水樣和其它液體樣品： (BqL-1)4自吸收飽和厚度確實定 通常采用鋁箔吸收法實驗測定樣品源對粒子的自吸收飽和厚度，實驗中采用與待測核素粒子能量一樣的平面規(guī)范源有知厚度的鋁箔，可按下式求得核素在鋁中的吸收飽和厚度： 樣品源對粒子的自吸收飽和厚度為： 2、總活度丈量 常將樣品均勻地鋪成厚度為1050mgcm-2，對固體樣品，比活度可按下式進展計算： (Bqkg-1)3.6 環(huán)境樣品的放射化學分析 環(huán)境樣品中所含放射性核素的比活度程度普通是很低，因此，常需采用微量或超微量分析技術(shù)。3.6.1 天然放射性核素的放射化學分析1、鈾的分析 鈾常以四、六價陽離子方式與其它元素相結(jié)合，其有15種

28、放射性同位素，其中234U、 235U、 238U為天然同位素，豐度分別為0.0054%、0.720%、99.275%；其它的都為人工同位素。分析方法有分量法、容量法、極譜法等。U3O8溶于濃硝酸生成的U3O8+8HNO3(濃 3UO2(NO3)2+2NO2 +4H2OUO22+能與無機酸根離子、有機化合物、有機顯色劑絡合，這些絡合反響廣泛運用于鈾分析。1激光熒光法 溶液中的鈾酰離子在氮激光器發(fā)出的波長為337.1nm的脈沖激光照射下，能產(chǎn)生一種特征性綠色熒光，在一定鈾濃度范圍內(nèi)，熒光強度與試樣鈾含量成正比。2分光光度法 鈾與顯色劑構(gòu)成的有色絡合物對一定波長的光具有最大吸收峰值，在一定鈾濃度范

29、圍內(nèi)峰值大小與鈾含量成正比。2、釷的分析 釷主在以四價離子與其它物質(zhì)相結(jié)合，有23種同位素，天然存在的有232Th等六種，其中最重要的是232Th，分析方法有1分光光度法2中子活化法 3、鐳的分析 鐳有25種同位素，其中只需223Ra、 224Ra、 226Ra、 228Ra天然存在，其中226Ra、 228Ra分別是鈾、釷礦水冶廠重要的監(jiān)測核素。鐳以二價離子與其它物質(zhì)相結(jié)合。1射氣法測定226Ra。經(jīng)過測定樣品中生成的氡及其放射性子體計算出鐳的含量 鐳226Ra屬鈾系元素，半衰期1602Y。在酸性溶液中，用鋇鹽作載體，使鐳和硫酸鋇構(gòu)成同晶共沉淀。在堿性條件下，用乙二胺四乙酸二鈉溶解沉淀，將溶

30、液封存并經(jīng)過一定時間使氡積累，經(jīng)過丈量氡222Rn的放射性強度以測定鐳226Ra。 當226Ra與其子體核素222Rn到達平衡時，兩者放射性活度相等。222Rn的放射性活度可用射氣閃爍法測定，從而間接測定226Ra。 2水中鐳的活度丈量 通常用參與載體共沉淀的原理，例如用鋇鉛作載體以硫酸鹽方式共沉淀水中的鐳，或是用氫氧化鐵、碳酸鈣為混合載體，吸附共沉淀濃集大體積水樣中的鐳，均可將鐳從樣品中分別出來，純化后，進展計數(shù)丈量。3.6.2 裂變產(chǎn)物核素的放射化學分析 1、鍶的分析 鍶有21種同位素，其中84Sr、 86Sr、 87Sr、 88Sr為穩(wěn)定核素，其他的都為放射性核素。最重要的放射性核素有8

31、5Sr、 89Sr、 90Sr。環(huán)境樣品中鍶的分析方法有離子交換法、萃取色譜法等。萃取色譜法 樣品中90Sr活度可根據(jù)與其處于放射性平衡的子體90Y的活度確定，樣品經(jīng)前處置后經(jīng)過涂有二-2-乙基己基磷酸的聚三氟氯乙烯色層柱吸附釔，使釔與鍶、銫離子分別，再用HNO3淋洗色層柱，消除鈰、钷讀音：p 等稀土離子，以HNO3解吸釔，使成草酸釔沉淀，進展活度丈量。2、銫的分析 銫有31種同們素，即116Cs 146Cs，其中只需133Cs是天然穩(wěn)定同位素，最重要的放射性核素是Cs。分析方法有磷鉬酸銨-碘鉍酸銫法等。磷鉬酸銨-碘鉍酸銫法：在硝酸介質(zhì)中，靜態(tài)吸附分別磷鉬酸銨 溶解 NaOH溶液 分別純化碘鉍

32、酸銫沉淀3、碘的分析 碘有27種同位素即115I 141I，除127I是天然存在的穩(wěn)定同位素外，其他都是放射性同位素,最重要的放射性核素有131I、 129I 、125I。131I是裂變產(chǎn)物之一，它的裂變產(chǎn)額較高，半衰期較短，可作為反響堆中核燃料元件包殼能否堅持完好形狀的環(huán)境監(jiān)測目的，也可以作為核爆炸后環(huán)境監(jiān)測中的信號核素。大氣中各種形狀131I的測定 采樣器搜集空氣中各種形狀碘的，并將其分開，用低本底的譜儀定量測定各種化學形狀的131I。各種形狀碘的采樣器 液態(tài)或固態(tài)動植物樣品中的131I和125I的分析 ：樣品經(jīng)前處置后，將I-氧化為I2，可用四氯化碳萃取法制得樣品源，然后放于丈量盤中測計

33、數(shù)。3.6.3 超鈾元素的放射化學分析1、钚的分析 共有15種同位素，即232Pu 246Pu，其中最重要的是238Pu、 239Pu。在水中以多種價態(tài)存在，其中最穩(wěn)定的是+4價，分析方法是將Pu分別進展到溶液中后用電堆積法富集它，然后進展丈量。2、镅和鋦的分析 镅有13種同位素和2種同質(zhì)異能素，其中最重要的是241Am、 243Am兩種鋦有14種同位素，最重要的是242Cm、 242Cm兩種。分析方法主要是先將它們分別到溶液中然后進展堆積丈量。3.6.4 氚的測定 氚的氫是獨一種放射性同位素，丈量方法主要是閃爍法。3.6.4 氚的測定 3H主要存在形狀是HTO，也有少量以HT形狀存在，可用硅

34、膠吸附或冷凝的方法，將HT0以氚水形狀分別出，再用液體閃爍技術(shù)測定其放射性活度。也可以將氣樣經(jīng)過濾除去氣溶膠粒子后，引入電流電離室或正比計數(shù)管測定。測定空氣中的HT和以蒸氣形狀存在的有機氚化合物時，可將它們氧化成HT0后，再用上述方法測定。 11. 鉀-40的測定 動植物組織中的放射性主要來自體內(nèi)的鉀-40，鉀-40是一種較重要的天然內(nèi)照射源。鉀-40的測定方法較多，常用原子吸收法、四苯硼鈉法分量法。12. 放射性氣溶膠的丈量放射性氣溶膠測定方法有以下幾種：1直接法：將經(jīng)過抽氣過濾法采集到的氣溶膠濾膜直接放在與面積同樣大小的計數(shù)管窗口下丈量，或者將濾膜剪裁成與計數(shù)管窗口同樣大小的面積進展丈量。

35、2灰化法：將采集到的濾膜置于瓷坩堝內(nèi)，于高溫爐內(nèi)500灰化，丈量灰分放射性強度。3有機溶劑提取法：采用丙酮或乙酸乙酯抽提，然后使有機溶劑揮發(fā)。丈量殘渣放射性強度。 3.7.1 實驗誤差 一、根本概念一誤差和偏向1、真值xt 在某一時辰和某一位置或形狀下，某量的效應表達出客觀值或?qū)嵺`值稱為真值。真值包括實際真值、商定真值和規(guī)范器包括規(guī)范物質(zhì)的相對真值。2、誤差及其分類表示方法 丈量值與真值不一致，這種矛盾在數(shù)值上表現(xiàn)即為誤差。誤差按其性質(zhì)和產(chǎn)生緣由，可分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和過失誤差。3.7 放射性監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處置和結(jié)果誤差的分類誤差的表示方法 三、偏向個別測定值Xi與多次測定均值X 的偏離、

36、絕對偏向d：d=Xi- X、相對偏向： d/ X *100%、算術(shù)平均偏向： 、相對平均偏向： _3、偏向 、差方和： 、樣本方差： 、樣本規(guī)范偏向： 4、規(guī)范偏向和相對規(guī)范偏向、樣本相對規(guī)范偏向變異系數(shù)：、總體方差： 總體規(guī)范偏向： 其中：N總體容量；總體均值3.7.2 丈量數(shù)據(jù)的特性及分布 正態(tài)分布 正態(tài)分布是一延續(xù)型實際分布。變量值雖有大小變異，但經(jīng)過大量察看，都向算術(shù)平均數(shù)集中。各單位的變數(shù)與其平均數(shù)的誤差 )有大有小，但小誤差出現(xiàn)的次數(shù)大于大誤差，大誤差出現(xiàn)的時機很小，出現(xiàn)正、負誤差的時機相等，構(gòu)成一個對稱的分布構(gòu)成。這樣的分布稱為正態(tài)分布。 一樣條件下對同一樣品測定中的隨機誤差，均

37、服從正態(tài)分布。正態(tài)概率密度函數(shù)為： 式中：x由此分布中抽出的隨機樣本值； 總體均值，是曲線最高點的橫坐標，曲線對對稱；總體規(guī)范偏向，反映了數(shù)據(jù)的離散程度。從統(tǒng)計學知道，樣本落在以下區(qū)間內(nèi)的概率如表所示。正態(tài)分布總體的樣本落在以下區(qū)間內(nèi)的概率偏正態(tài)分布正態(tài)分布曲線闡明 、小誤差出現(xiàn)的概率大于大誤差，即誤差的概率與誤差的大小有關(guān)；、大小相等，符號相反的正負誤差數(shù)目近于相等，故曲線對稱；、出現(xiàn)大誤差的概率很?。?、算術(shù)均值是可靠的數(shù)值；3.7.3、數(shù)據(jù)的處置和結(jié)果表述一數(shù)據(jù)修約規(guī)那么1、 有效數(shù)字：四舍六入五思索，五后非零那么進一，五后皆零視奇偶，五前為偶應舍去，五后為奇那么進一。例：將以下數(shù)值修約到

38、只保管一位小數(shù)。14.342614.3 14.263114.314.050014.0 14.150014.214.250014.2 14.250114.3加減法：以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)為根據(jù)。例：0.0121+25.64+1.05782=0.01+25.64+1.06=26.71乘除法：以有數(shù)數(shù)字位數(shù)最少的那個數(shù)為根據(jù)。例：0.012125.641.05782=0.012125.61.06=0.328計算過程中，可以暫時多保管一位可疑數(shù)字，得到最后結(jié)果時，再棄去多余的數(shù)字。二可疑數(shù)據(jù)的取舍Dixon (Q)檢驗法此法適用于一組丈量值的一致性檢驗和剔除離群值，本法中對最小可疑值和最大可疑值進展檢

39、驗的公式因樣本的容量n不同而異。 將測得數(shù)據(jù)由小到大陳列，如x1、x2、x3、xn。求出最大值與最小值之差xn-x1；按下表計算Q值根據(jù)所要求的置信度和測定次數(shù)查表得出臨界值Q值；判別：假設Q Q0.05那么可疑值為正常值； 假設Q 0.05Q0.01那么可疑值為離群值。 狄克遜檢驗統(tǒng)計量Q計算公式 狄克遜檢驗臨界值Q表 2、格魯勃斯Grubbs檢驗法 此法適用于多組丈量值均值或一組數(shù)據(jù)的一致性檢驗和剔除離群值 。 檢驗方法：將測得數(shù)據(jù)或每組均值由小到大陳列計算均值或總均值和規(guī)范偏向計算T值根據(jù)所要求的顯著性程度和測定次數(shù)或組數(shù)查表得出T值；(5)判別：假設TT0.05那么可疑值為正常值； 假

40、設T0.05T0.01那么可疑值為離群值。 格魯勃斯檢驗臨界值T表離群數(shù)據(jù)：明顯歪曲實驗結(jié)果的丈量數(shù)據(jù)；可疑數(shù)據(jù)：能夠會歪曲實驗結(jié)果，但尚未經(jīng)檢驗斷定其是離群數(shù)據(jù)的丈量數(shù)據(jù)；3.7.4 監(jiān)測結(jié)果的正確表達 環(huán)境監(jiān)測經(jīng)過對隨機樣本的監(jiān)測結(jié)果推斷樣本所代表的總體，監(jiān)測結(jié)果的正確表達應包括被丈量的數(shù)量值的最正確估計值 X 及其在一定概述率程度下的不確定度U。在輻射環(huán)境監(jiān)測中最常見的低程度放射性丈量情況下，丈量結(jié)果能夠有以下三種情況： 1樣品凈計數(shù)CS探測下限LD； 2 CS LD但總計數(shù)(包括本底)大于零； 3零程度，CS0，甚至長期計數(shù)期間CS及CB均為零。1、 CS LD時的結(jié)果表達 當樣品凈計

41、數(shù)CS探測下限LD時，單次丈量值為正值，監(jiān)測結(jié)果可用 U的方式表達。 平均值有算術(shù)平均值及幾何平均值等； 總不確定度U 當系統(tǒng)不確定度可以忽略時，總不確定度U可用隨機不確定度表達，其方式有： 1單次測定值的規(guī)范差S(包括測定次數(shù)和置信概述)； 2平均值的置信限(包括置信程度和自在度)； 3單次測定值的統(tǒng)計允許限KS (包括置信程度和測定次數(shù))。2、 CS LD時的結(jié)果表達 當CS LD時不能隨便地判別其不含放射性而將該數(shù)據(jù)舍棄。可按實踐情況選擇以下幾種表達： 1要求數(shù)據(jù)偏保守時，可用LD值表過； 2丈量值分布知時，可以不理睬部分不于LD的丈量，直接用該分布的數(shù)學期望值表達； 3通?？捎?.5 LD表達，但這未必是無偏估計； 4在同一丈量點處丈量值 CS有正值也有負值時，不應剔除負值，應取平均表達。3.8.1 質(zhì)量保證及其方法 環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量主要是指監(jiān)測結(jié)果的可靠性，即監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確度和精細度。3.8 環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證精細度與準確度圖示精細度差準確度差精細度好準確度差精細度好準確度好 環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證:質(zhì)量控制和質(zhì)量評價兩個方面。 質(zhì)量控制是指為到達預期的質(zhì)量要求而制定的方法和措施，目的在于確保數(shù)據(jù)具有良好的質(zhì)量特征，即：準確性、精細性、完好性、代表性、可比性。 3.8.2 環(huán)境監(jiān)測中的不確定度及其來源 不確定度是正