γ譜法監(jiān)測(cè)放射性氣溶膠.pdf

1、氣溶膠在書籍中的定義是指：任何物質(zhì)的微粒，可以是固態(tài)或者液態(tài)形式，懸浮在氣體介質(zhì)中（通常是指空氣)形成的具有統(tǒng)一性質(zhì)的膠狀體系；簡(jiǎn)單的解釋，氣溶膠就是懸浮在空氣中的微粒。對(duì)于氣溶膠這個(gè)概念，人們可能不太熟悉，但是氣溶膠在我們的生活中卻隨處可見，如做飯產(chǎn)生的油煙；打掃房間產(chǎn)生的灰塵；大清早空氣中的薄霧，這些都屬于氣溶膠的一種，因此可以說(shuō)氣溶膠完全充斥著人類的生活環(huán)境，所以對(duì)氣溶膠的監(jiān)測(cè)是完全有必要的。
　　如果懸浮在氣體介質(zhì)中的微粒

2、物，本身具有放射性的話，那么形成的氣溶膠體系也會(huì)具有放射性，我們稱這種氣溶膠為放射性氣溶膠。放射性氣溶膠在目前的社會(huì)環(huán)境中主要有二種分布最廣泛，危害最大，就是天然鈾、釷放射系中的衰變子體形成的氣溶膠與核電站中的裂變產(chǎn)物泄漏形成的氣溶膠，它們是輻射防護(hù)中重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。
　　從人類意識(shí)到放射性氣溶膠的危害開始，放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)方法就不斷進(jìn)行更新。但是以往的氣溶膠監(jiān)測(cè)都是依靠氣溶膠的α或者β放射性來(lái)進(jìn)行的，是將空氣中的氣溶膠顆粒收集到

3、濾膜上，在通過(guò)α、β探測(cè)器探測(cè)濾膜發(fā)射的α、β計(jì)數(shù)以此來(lái)完成監(jiān)測(cè)。但是我們都知道，α射線一般能量比較高，穿透性極差，經(jīng)常在探測(cè)過(guò)程中形成能譜展寬，β射線更不用說(shuō)，一般都是連續(xù)譜，這對(duì)于放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)很不利，所以傳統(tǒng)的放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)方法大都只是用來(lái)超量報(bào)警，無(wú)法區(qū)分氣溶膠中的放射性核素。為了解決這一問(wèn)題，本文研究了根據(jù)放射性氣溶膠γ放射性來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)方法，該方法使用閃爍體探測(cè)器測(cè)量富集后的氣溶膠樣品產(chǎn)生的γ射線能譜圖，通過(guò)能譜分析來(lái)

4、達(dá)到核素分辨的目的，由于γ射線穿透性強(qiáng)，能量損失小，能譜展寬小，分辨率非常好，完全可以實(shí)現(xiàn)核素分辨的目的。
　　天然鈾、釷放射系中的衰變子體形成的氣溶膠最主要的天然放射性氣溶膠，在放射性監(jiān)測(cè)當(dāng)中的也是主要的天然本底。由于氣溶膠顆粒都是天然鈾、釷放射系中的衰變子體，那么它們也一定服從鈾、釷放射系中的某些衰變規(guī)律，本文從這方面入手，理論分析了衰變子體在空氣當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得出了一些結(jié)論，同時(shí)進(jìn)行推廣，根據(jù)氣溶膠收集到濾膜上的過(guò)程，結(jié)合

5、氣流運(yùn)動(dòng)方程，給出了氣溶膠顆粒在濾膜上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　人工放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)主要關(guān)心的是核電站泄漏所產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物氣溶膠，那么這些裂變產(chǎn)物就是氣溶膠監(jiān)測(cè)中的源項(xiàng)。本文首先分析了裂變產(chǎn)物在核電站的泄露過(guò)程，同時(shí)根據(jù)2011年日本福島核電站事故后，周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)給出了裂變產(chǎn)物氣溶膠的源項(xiàng)，證明了它們大都是具有γ放射性的，所以利用γ放射性進(jìn)行監(jiān)測(cè)是可行的。
　　氣溶膠監(jiān)測(cè)一般分為在線式與非在線式二種，非在線式測(cè)量一般是將收集到

6、的氣溶膠樣品送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)量，得到的結(jié)果一般很精確，但是由于將樣品送往實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程中具有時(shí)間差。這個(gè)時(shí)間差很難控制，所以不利于半衰期短的核素測(cè)量。為了改善這一個(gè)問(wèn)題，于是提出了在線式氣溶膠監(jiān)測(cè)方式，它是設(shè)計(jì)出一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠同時(shí)進(jìn)行氣溶膠采樣與放射性測(cè)量，簡(jiǎn)單說(shuō)就是邊采集邊探測(cè)?？紤]到實(shí)驗(yàn)精度問(wèn)題，本文采用的是在線式測(cè)量方式，參考國(guó)外的監(jiān)測(cè)裝置，組裝了一套在線式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它分為三部分：氣溶膠采集系統(tǒng)、氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)、空氣流通回路

7、。利用機(jī)械結(jié)構(gòu)將這三部分合理的結(jié)合在一起。
　　本文采用的閃爍體探頭為碘化鈉晶體與溴化鑭晶體，為了了解探頭的性質(zhì)，本文在能量分辨率、穩(wěn)峰方法、成本方面都對(duì)二者進(jìn)行了比較，同時(shí)較為詳細(xì)的簡(jiǎn)介了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)部分，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有個(gè)直觀的了解。
　　為了證明γ譜法監(jiān)測(cè)的優(yōu)秀性能，為了驗(yàn)證了本文前面關(guān)于空氣中、濾膜上鈾、釷放射系中的衰變子體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的理論分析，本文首先介紹了一種α放射性監(jiān)測(cè)氣溶膠的方法-218Po測(cè)氡法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析