环境检测08环境中放射性物质监测

基础知识基础知识环境中的放射性环境中的放射性放射性辐射防护标准放射性辐射防护标准放射性测量实验室和检测仪器放射性测量实验室和检测仪器放射性监测放射性监测第八章第八章 环境中放射性污染监测环境中放射性污染监测第一节第一节 基础知识基础知识一、放射性一、放射性1 1、核衰变：有些原子核是不稳定的，能自发地、核衰变：有些原子核是不稳定的，能自发地改变核结构，这种现象称核衰变。改变核结构，这种现象称核衰变。2 2、放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一、放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即定动能的带电或不带电的粒子，即、和和射线，这种现象称为放射性。射线，这种现象称为放射性。3 3、放射性同位素、放射性同位素不稳定的同位素（原子核内不稳定的同位素（原子核内质子数同，中子数不同）质子数同，中子数不同）（一）放射性核衰（一）放射性核衰变变4 4、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为、天然不稳定核素能自发放出射线的放射性称为“天然放射性天然放射性”；通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称通过核反应由人工制造出来的核素的放射性称为为“人工放射性人工放射性”。5 5、决定放射性核素性质的基本要素是、决定放射性核素性质的基本要素是放射性衰变类放射性衰变类型、放射性活度和半衰期型、放射性活度和半衰期。1 1、母体、母体子体子体（氦核）（氦核）2 2、母体、母体子体子体（高速电子，（高速电子，正，正，负，电子俘获负，电子俘获x x ）3 3、母体、母体子体（较低能级或基态子体）子体（较低能级或基态子体）（或（或）（同质异能跃迁）（同质异能跃迁）（二）放射性衰变的类型（二）放射性衰变的类型衰变（衰变（4 4HeHe核核粒子）粒子）226226Ra Ra 222222Rn+Rn+4 4He He 226 226RaRa衰变有两种方式（分枝衰变衰变有两种方式（分枝衰变)：(三三)放射性活度和半衰期放射性活度和半衰期1.1.放射性活度（放射性活度（A A）：）：在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素在给定时刻处于特定能态下的一定量放射性核素的放射性活度的放射性活度A A的定义式是的定义式是 A=d N/d tA=d N/d t式中：式中：A A放射性活度，单位放射性活度，单位BecquerelBecquerel，简称贝可，用符，简称贝可，用符号号BqBq表示，表示，1Bq=1 sec-1 1Bq=1 sec-1。d Nd N时间间隔时间间隔d td t内，处于该特定能态下的一内，处于该特定能态下的一定量放射性核素，发生自发核转变的核数目。定量放射性核素，发生自发核转变的核数目。比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活比活度是指单位质量或体积内所含有的放射性活度，单位为度，单位为-1-1。2 2半衰期半衰期 当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半衰期时间称为半衰期(T(T1/21/2)。衰变常数与半衰期有下列关系：。衰变常数与半衰期有下列关系：T T1/2 1/2 半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素半衰期是放射性核素的基本特性之一，不同核素T T1/21/2不同。所以对一些不同。所以对一些T T1/21/2长的核素，一旦发生核污染，要通长的核素，一旦发生核污染，要通过衰变令其自行消失，需时是十分长久的。过衰变令其自行消失，需时是十分长久的。例题：例题：SrSr的的T T1/2 1/2=29=29年，一定质量的年，一定质量的 9090SrSr衰变掉所需衰变掉所需 时间？时间？解：解：=0.693/T=0.693/T1/21/2 A=-dN/d t=N A=-dN/d t=N 或或 N N N No o e e-t-t lg N lg N0 0/N =/N =t /2.303 t /2.303 t t 2.303 2.303(1/2.39(1/2.391010-2-2)(lg 1/0.001)(lg 1/0.001)289(a)289(a)核反应：核反应：指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另一指用快速粒子打击靶核而给出新核（核产物）和另一粒子的过程。粒子的过程。进行核反应的方法主要有：进行核反应的方法主要有：*用快速中子轰击发生核反应；用快速中子轰击发生核反应；*吸收慢中子的核反应；吸收慢中子的核反应；*用带电粒子轰击发生核反应；用带电粒子轰击发生核反应；*用高能光子照射发生核反应等用高能光子照射发生核反应等(四四)核反应核反应二、照射量和剂量二、照射量和剂量1 1、照照 射射 量量X X库仑每千克库仑每千克 /伦琴伦琴R R 2 2、吸收剂量吸收剂量D D戈瑞戈瑞 Gy/Gy/拉德拉德radrad3 3、剂量当量剂量当量H H希沃特希沃特SV/SV/雷姆雷姆remrem（一）照射量（一）照射量 表示表示或或射线在空气中产生电离大小的物理量。射线在空气中产生电离大小的物理量。X=dX=dQ Q/dm/dm d dQ Q是指质量为是指质量为dmdm的体积单元的空气中，光子释放的的体积单元的空气中，光子释放的所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。单位：库伦单位：库伦/千克，千克，(C.kg(C.kg-1-1),),旧单位是伦琴旧单位是伦琴(R),(R),1 1R R=2.58=2.58 10 10-4-4 -1-1 照射量率：指单位时间内的照射量。照射量率：指单位时间内的照射量。（二）（二）吸收剂量（吸收剂量（D D）吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。D=dD=d/d/dm m d d与与d dm m分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质的平均能量与物质的质量的平均能量与物质的质量.单位：单位：G Gy y（戈瑞），（戈瑞），1 1 G Gy y=1=1-1-1。吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。吸收剂量率吸收剂量率-单位时间内的吸收剂量，单位单位时间内的吸收剂量，单位 G Gy y.s.s-1-1。在人体组织中某一点处的剂量当量在人体组织中某一点处的剂量当量H H等于吸收剂量与其等于吸收剂量与其他修正因数的乘积。他修正因数的乘积。H H的计算公式为：的计算公式为：H=DQNH=DQN 式中：式中：Q Q为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射的的Q Q值列于表值列于表8-18-1。N N为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取N=1N=1。单位为单位为SVSV（希沃特），（希沃特），1 1 SVSV=1=1 J.kgJ.kg-1-1第二节第二节 环境中的放射性环境中的放射性一、一、环境中放射性的来源环境中放射性的来源二、二、放射性核素在环境中的分布放射性核素在环境中的分布三三 、对人体危害对人体危害(一一)天然放射性的来源天然放射性的来源1 1、宇宙射线、宇宙射线 初级宇宙线初级宇宙线高能辐射，穿透力很强高能辐射，穿透力很强;次级宇宙线次级宇宙线比初级弱比初级弱 放射性核素放射性核素2020余种余种2 2、天然放射性核素、天然放射性核素与地球共生与地球共生3 3、天然放射本源、天然放射本源半衰期极长，强度弱半衰期极长，强度弱 内照射、外照射（占内照射、外照射（占8080）一、环境中放射性的来源一、环境中放射性的来源（二）人为放射性污染的来源（二）人为放射性污染的来源1、核试验及航天事故 核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留3年2、核工业：核废弃物（核发电）3、工农业、医 学 和科研等部门 医学占人工污染源的904、放射性矿的开采和利用二、放射性核素在环境中的分布二、放射性核素在环境中的分布一、在土壤和岩石中的分布一、在土壤和岩石中的分布二、在水体中的分布二、在水体中的分布三、在大气中的分布三、在大气中的分布四、在室内空气中的分布四、在室内空气中的分布五、在动植物组织中的分布五、在动植物组织中的分布（一（一 ）放射性物质进入人体途径）放射性物质进入人体途径 呼吸道人体肺，血液全身呼吸道人体肺，血液全身 消化道人体肝脏，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）（伤口的吸收率更较高）1 1、损伤机理、损伤机理1 1）、高速带电粒子属直接电离粒子。高速带电粒子属直接电离粒子。2 2）射线等不带电的粒子为间接带电粒子。射线等不带电的粒子为间接带电粒子。统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，统称为电离辐射：引起生物组织内原子、分子电离，破坏组织中的大分子结构。破坏组织中的大分子结构。2 2、影响因素射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。、影响因素射线性质剂量、次数、时间、部位、方式。（致死剂量、半致死剂量）（致死剂量、半致死剂量）3 3、损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效、损伤方式急性、慢性（远期效应、躯体效 应、遗传效应、遗传效应）。应）。（二）放射性的危害（二）放射性的危害第三节第三节 放射性辐射防护标准放射性辐射防护标准一、部分环境质量标准对放射性辐射的限制值一、部分环境质量标准对放射性辐射的限制值二、放射性辐射防护标准二、放射性辐射防护标准第四节第四节 放射性测量实验室和检测仪器放射性测量实验室和检测仪器一、一、放射性测量实验室放射性测量实验室二、二、核辐射探测仪器的监测原理核辐射探测仪器的监测原理（一）放射性化学实验室一）放射性化学实验室墙壁、门窗、天花板等要涂刷耐酸油漆；墙壁、门窗、天花板等要涂刷耐酸油漆；电幻和电线应装在墙壁内；电幻和电线应装在墙壁内；安装良好的通风设备，大多数放射化学操作应在通风橱内进行，通风安装良好的通风设备，大多数放射化学操作应在通风橱内进行，通风马达应装在管道外，且以选用离心式马达为宜；马达应装在管道外，且以选用离心式马达为宜；橱柜、凳子、家具、台面、地面等要使用光平材料制作，操作台面上橱柜、凳子、家具、台面、地面等要使用光平材料制作，操作台面上要铺塑料布；要铺塑料布；洗涤池和下水池最好不要有尖角，放水用足踏式龙头，下水道中尽量洗涤池和下水池最好不要有尖角，放水用足踏式龙头，下水道中尽量少用弯头和接头等。少用弯头和接头等。一、一、放射性测量实验室放射性测量实验室 放射性计测实验室装备有灵敏度、选择性和稳定性好的放射性计测实验室装备有灵敏度、选择性和稳定性好的放射性计量仪器和装置。放射性计量仪器和装置。设计此类实验室时，特别要考虑到消除放射性本底问题：设计此类实验室时，特别要考虑到消除放射性本底问题：一方面要在了解其来源的基础上，采取措施，将其降到最小一方面要在了解其来源的基础上，采取措施，将其降到最小程度；另一方面，需通过数据处理，对测量结果做修正。程度；另一方面，需通过数据处理，对测量结果做修正。电学仪器还需有良好接地和有效的电磁屏蔽，最好在恒电学仪器还需有良好接地和有效的电磁屏蔽，最好在恒温条件下工作温条件下工作 。（二）放射性计测实验室（二）放射性计测实验室核辐射剂量的监测需要用核辐射探测仪器。是基于射核辐射剂量的监测需要用核辐射探测仪器。是基于射线和物质相互作用所产生的各种效应如电离、光、电或线和物质相互作用所产生的各种效应如电离、光、电或热等进行观测和测量的方法。热等进行观测和测量的方法。通常采用的探测器有通常采用的探测器有电离探测器电离探测器、闪烁探测器闪烁探测器和和半半导体探测器导体探测器等。等。二、二、放射性检测仪器放射性检测仪器原理：原理：如果核辐射被电离室中的气体吸收，该气体将发生如果核辐射被电离室中的气体吸收，该气体将发生电离。电离探测器即是通过收集射线在气体中产生的电离电离。电离探测器即是通过收集射线在气体中产生的电离电荷进行测量的。电荷进行测量的。仪器：仪器：常用的有电离室、正比计数管、盖革常用的有电离室、正比计数管、盖革弥勒计数管弥勒计数管（G-MG-M管）。管）。用法：用法：电离室是测量由电离作用而产生的电离电流，适用电离室是测量由电离作用而产生的电离电流，适用于测量强放射性；正比计数管和盖革于测量强放射性；正比计数管和盖革弥勒计数管则是测弥勒计数管则是测量由每一入射粒子引起电离作用而产生的脉冲式电压变化，量由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，这适合于测量弱放射性。从而对入射粒子逐个计数，这适合于测量弱放射性。（一）电离型检测器（一）电离型检测器原理：原理：是利用射线照射在某些闪烁体上而使它发生闪光的原是利用射线照射在某些闪烁体上而使它发生闪光的原理进行测量的仪器。它具有一个闪烁体，当射线进入其中时理进行测量的仪器。它具有一个闪烁体，当射线进入其中时产生闪光，然后用光电倍增管将闪光讯号放大、记录下来。产生闪光，然后用光电倍增管将闪光讯号放大、记录下来。用法：用法：该探测器以其高灵敏度和高计数率的优点而被用作测该探测器以其高灵敏度和高计数率的优点而被用作测量量、辐射强度。由于它对不同能量的射线具有很高的辐射强度。由于它对不同能量的射线具有很高的分辨率，所以又可作谱仪使用。通过能谱测量，鉴别放射性分辨率，所以又可作谱仪使用。通过能谱测量，鉴别放射性核素，并且在适当的条件下，能够定量的分析几种放射性核核素，并且在适当的条件下，能够定量的分析几种放射性核素的混合物。此外，这种仪器还能测量照射量和吸收剂量。素的混合物。此外，这种仪器还能测量照射量和吸收剂量。（二）闪烁检测器（二）闪烁检测器原理：原理：是将辐射吸收在固态半导体中，当辐射与半导体晶体是将辐射吸收在固态半导体中，当辐射与半导体晶体相互作用时将产生电子相互作用时将产生电子空穴对。由于产生电子空穴对。由于产生电子空穴对的空穴对的能量较低，所以该种探测器具有能量分辨率高且线性范围宽能量较低，所以该种探测器具有能量分辨率高且线性范围宽等优点。等优点。用法：用法：用硅制作的探测器可用于用硅制作的探测器可用于计数、计数、能谱测定；能谱测定；用锗制作的半导体探测器可用于用锗制作的半导体探测器可用于能谱测量，而且探测效率能谱测量，而且探测效率高、分辨能力好。半导体探测器是近年来迅速发展的一类新高、分辨能力好。半导体探测器是近年来迅速发展的一类新型核辐射探测仪器。型核辐射探测仪器。（三）半导体检测器（三）半导体检测器第五节第五节 放射性监测放射性监测p环境放射性监测的目的是为了掌握环境中的天然、人工放环境放射性监测的目的是为了掌握环境中的天然、人工放射性核素的水平、动态变化、转移规律、污染特点以及对公众射性核素的水平、动态变化、转移规律、污染特点以及对公众造成的辐射剂量情况造成的辐射剂量情况.p 放射性污染监测的内容包括两大类：放射性污染监测的内容包括两大类：p(1)(1)辐射剂量的测量，这是对环境辐射的物理测量方法。辐射剂量的测量，这是对环境辐射的物理测量方法。p(2)(2)放射性核素的测定，这属于放射化学的分析方法。放放射性核素的测定，这属于放射化学的分析方法。放射源强度、半衰期、射线种类及能量；环境和人体中放射性射源强度、半衰期、射线种类及能量；环境和人体中放射性物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。一、一、监测对象及内容监测对象及内容放射性监测按照监测对象可分为：放射性监测按照监测对象可分为：(1)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；作的监测；(2)(2)个人剂量监测：对放射性专业工作人员或公众作内照射个人剂量监测：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；和外照射的剂量监测；(3)(3)环境监测：天然本底、核试验、核企业、生产和使用放环境监测：天然本底、核试验、核企业、生产和使用放射性核素以及其它场所的监测。射性核素以及其它场所的监测。主要测定的放射性核素为：主要测定的放射性核素为：(1)(1)放射性核素，放射性核素，226226RaRa、222222RnRn、235235U U等；等；(2)(2)放射性核素，放射性核素，134134CsCs、137137CsCs、131131I I和和6060CoCo等等 环境放射性监测方法有定期监测和连续监测。环境放射性监测方法有定期监测和连续监测。定期监定期监测测的一般步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放射的一般步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放射性核素的测定；性核素的测定；连续监测连续监测是在现场安装放射性自动监测仪是在现场安装放射性自动监测仪器，实现采样、预处理和测定自动化。器，实现采样、预处理和测定自动化。对环境样品进行放射性测量和对非放射性环境样品对环境样品进行放射性测量和对非放射性环境样品监测过程一样，也是经过：监测过程一样，也是经过：样品采集样品采集样品前处理和选择适宜方法样品前处理和选择适宜方法仪器测定仪器测定二、二、放射性监测方法放射性监测方法1 1、放射性沉降物的采集放射性沉降物的采集2 2、放射性气溶胶的采集放射性气溶胶的采集3 3、放射性水样的采集放射性水样的采集4 4、食品、生物样品的采集食品、生物样品的采集5 5、土壤样品的采集土壤样品的采集 （一）样品采集（一）样品采集（二）（二）样品预处理样品预处理（三）（三）环境中放射性监测环境中放射性监测1 1、放射性沉降物的采集、放射性沉降物的采集 沉降物包括沉降物包括干沉降物和湿沉降物干沉降物和湿沉降物，主要来源于大气层核，主要来源于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。爆炸所产生的放射性尘埃，小部分来源于人工放射性微粒。对于放射性对于放射性干沉降物样品干沉降物样品可用水盘法、粘纸法、高罐法可用水盘法、粘纸法、高罐法采集。采集。湿沉降物湿沉降物系指随雨系指随雨(雪雪)降落的沉降物，其采集方法除上降落的沉降物，其采集方法除上述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器（离子交换树脂湿沉降物采集器离子交换树脂湿沉降物采集器）。）。（一）样品采集（一）样品采集2 2、放射性气溶胶的采集：、放射性气溶胶的采集：采集方法有过滤法、沉积法、粘着法、撞击法和向采集方法有过滤法、沉积法、粘着法、撞击法和向心法等。心法等。滤料阻留采样法滤料阻留采样法简单，应用最广，其原理与大气中颗粒简单，应用最广，其原理与大气中颗粒物的采集相同。采样设备包括过滤器、过滤材料、抽气动力物的采集相同。采样设备包括过滤器、过滤材料、抽气动力和流量计等。采样时抽气流速约为和流量计等。采样时抽气流速约为100-200100-200升升/分，气溶胶被分，气溶胶被阻挡在滤布或特制微孔滤膜上。采样结束后，将过滤材料取阻挡在滤布或特制微孔滤膜上。采样结束后，将过滤材料取下，进行样品源的制备与放射性测量。下，进行样品源的制备与放射性测量。3 3、放射性水样的采集：、放射性水样的采集：放射性水样的布点，采样原则与水质污染监测基本相放射性水样的布点，采样原则与水质污染监测基本相同。同。采集水样的工具可用普通清洁的、没有放射性污染的采集水样的工具可用普通清洁的、没有放射性污染的玻璃瓶采集样品。玻璃瓶采集样品。采集的水样应盛放于塑料瓶中，以减少放射性吸附；采集的水样应盛放于塑料瓶中，以减少放射性吸附；有时可加入烯酸或载体、络合剂等，以防止放射性核素的有时可加入烯酸或载体、络合剂等，以防止放射性核素的损失。损失。采集的水样根据需要可供作各种放射性监测分析。采集的水样根据需要可供作各种放射性监测分析。4 4、食品、生物样品：、食品、生物样品：于收获季节在田地里布设的采样点位采集粮食的样品于收获季节在田地里布设的采样点位采集粮食的样品后混合；后混合；对已收获的粮食在存放处的上、中、下各层均匀采集对已收获的粮食在存放处的上、中、下各层均匀采集后混合。后混合。蔬菜应采集不同类型品种的样品。蔬菜应采集不同类型品种的样品。在核爆炸期间主要以采集叶菜为主。在核爆炸期间主要以采集叶菜为主。鱼、虾类应根据在水中分布情况，可分别采集各类样鱼、虾类应根据在水中分布情况，可分别采集各类样品。品。样品采集后，去掉非食用部分，洗净，将表面水晾干，样品采集后，去掉非食用部分，洗净，将表面水晾干，称鲜重。然后切碎置于蒸发皿中，加热让其炭化，转入马称鲜重。然后切碎置于蒸发皿中，加热让其炭化，转入马福炉中于福炉中于400400500500灰化，冷却后称重。供测量使用。灰化，冷却后称重。供测量使用。5 5、土壤：放射性沉降物及各类来源的放射性废物都可直接、土壤：放射性沉降物及各类来源的放射性废物都可直接污染土壤。污染土壤。土壤采样点应选地势平坦的地方，在一定范围内布设的土壤采样点应选地势平坦的地方，在一定范围内布设的采样点位采集样品。采样点位采集样品。采样时取出采样时取出10101010平方厘米方块上垂直平方厘米方块上垂直1010厘米深的土壤。厘米深的土壤。采集的样品应置于无放射性污染的容器内。采集的样品应置于无放射性污染的容器内。将样品晾干（或在将样品晾干（或在110110烘干），除去杂物，称重，将样烘干），除去杂物，称重，将样品混合均匀，用四分法缩分，然后将土样在马福炉中于品混合均匀，用四分法缩分，然后将土样在马福炉中于500500灼烧两小时，冷却后，研碎、过筛，供各种测量使用。灼烧两小时，冷却后，研碎、过筛，供各种测量使用。1 1、目的：浓集对象核素、去除干扰核素、将样品的物理、目的：浓集对象核素、去除干扰核素、将样品的物理形态转换成易于进行放射性检测的形态。形态转换成易于进行放射性检测的形态。2 2、方法：、方法：衰变法衰变法 共沉淀法共沉淀法 灰化法灰化法 电化学法电化学法 其它方法其它方法（有机溶剂溶解法、萃取法、离子交换法（有机溶剂溶解法、萃取法、离子交换法等）等）（二）样品预处理（二）样品预处理1衰变法衰变法样品放置一段时间，使寿命短的干扰放射性核素衰样品放置一段时间，使寿命短的干扰放射性核素衰变后，再对样品进行放射性测量。在测定大气中放射性变后，再对样品进行放射性测量。在测定大气中放射性气溶胶的总气溶胶的总、放射性时常用这种方法，在用过滤法放射性时常用这种方法，在用过滤法采样后，放置采样后，放置4-54-5小时，以使短寿命的氡、钍子体蜕变小时，以使短寿命的氡、钍子体蜕变殆尽。殆尽。2共沉淀法共沉淀法加入共沉淀剂使待测核素得以沉淀析出。此法具有简加入共沉淀剂使待测核素得以沉淀析出。此法具有简便、实验条件易满足等优点，在某些情况下还能直接提供便、实验条件易满足等优点，在某些情况下还能直接提供固态样品源，所以在微量放射性核素的分析中也是一种常固态样品源，所以在微量放射性核素的分析中也是一种常用的分离浓集手段。居里夫妇发现一系列天然放射性元素用的分离浓集手段。居里夫妇发现一系列天然放射性元素便是运用这种技术。便是运用这种技术。用一般化学沉淀法分离环境样品中的微量放射性核用一般化学沉淀法分离环境样品中的微量放射性核素时，有时达不到溶度积，因而不能达到分离要求。为此，素时，有时达不到溶度积，因而不能达到分离要求。为此，可加入毫克数量级惰性载体。可加入毫克数量级惰性载体。固态样品或蒸干的水样，可放入瓷坩埚内，固态样品或蒸干的水样，可放入瓷坩埚内，置于置于500500马福炉中灰化一定时间，冷却后称量马福炉中灰化一定时间，冷却后称量灰重，并转入测量盘中，均匀铺样后检测其放射灰重，并转入测量盘中，均匀铺样后检测其放射性。性。3.灰化法灰化法4 4电化学法电化学法 通过电解的方法将放射性核素（如通过电解的方法将放射性核素（如AgAg、PbPb、BiBi等）等）沉积在阴极、或以氧化物（如沉积在阴极、或以氧化物（如PbPb、CoCo）的形式沉积在阳）的形式沉积在阳极上。该法的优点是分离纯度高。沉积在惰性金属片极上。该法的优点是分离纯度高。沉积在惰性金属片（或丝）电极上的沉积物可直接（或做成样品源）进行（或丝）电极上的沉积物可直接（或做成样品源）进行放射性测量。放射性测量。1有机溶剂溶解法有机溶剂溶解法：用适宜的有机溶剂处理固态样品如飘：用适宜的有机溶剂处理固态样品如飘尘、土壤、沉积物、生物样等，使其中所含待测核素得尘、土壤、沉积物、生物样等，使其中所含待测核素得以溶解浸出，浸出液可转入测量盘中，用红外灯烘干后以溶解浸出，浸出液可转入测量盘中，用红外灯烘干后进行放射性测量。进行放射性测量。5.5.其它方法其它方法1 1有机溶剂溶解法有机溶剂溶解法2 2溶剂萃取法溶剂萃取法3 3离子交换法离子交换法2 2溶剂萃取法溶剂萃取法 早期是应核武器制造需要而迅速发展起来的一门专早期是应核武器制造需要而迅速发展起来的一门专用技术，对于环境样品来说，它也是分离极微量放射性核用技术，对于环境样品来说，它也是分离极微量放射性核素的最常用方法之一。该方法的特点是达到相平衡所需时素的最常用方法之一。该方法的特点是达到相平衡所需时间短、分离浓集效率高。间短、分离浓集效率高。例如，对第一颗钚原子弹爆炸地日本长崎地区周例如，对第一颗钚原子弹爆炸地日本长崎地区周围土壤及太平洋海水样品中钚的测定，曾采用三辛胺围土壤及太平洋海水样品中钚的测定，曾采用三辛胺-硝酸硝酸盐体系的溶剂萃取法作为分离手段盐体系的溶剂萃取法作为分离手段。3 3离子交换法离子交换法是目前最重要和应用最广泛的放射化学分离法之一，可用于是目前最重要和应用最广泛的放射化学分离法之一，可用于分离几乎所有的无机离子和许多结构复杂的有机化合物，还分离几乎所有的无机离子和许多结构复杂的有机化合物，还特别适用于同族元素分离和超微量组分的分离。特别适用于同族元素分离和超微量组分的分离。例天然水中铀、钍分离：取例天然水中铀、钍分离：取1 1升天然水（或矿井水）水样，升天然水（或矿井水）水样，用柠檬酸酸化、过滤后，再加入一定数量柠檬酸钠和抗坏血用柠檬酸酸化、过滤后，再加入一定数量柠檬酸钠和抗坏血酸使溶液酸使溶液pH=3pH=3，再将此水样通过阴离子交换柱，再将此水样通过阴离子交换柱（柱内装载（柱内装载4gDowexl4gDowexl8 8柠檬酸型的树脂），水样中所含铀和钍与柠檬柠檬酸型的树脂），水样中所含铀和钍与柠檬素络合而被树脂吸附，然后以素络合而被树脂吸附，然后以8mol/L HCL8mol/L HCL洗脱钍（续）洗脱钍（续）（续）为了将洗脱液中对测定钍有干扰的杂质进一步除（续）为了将洗脱液中对测定钍有干扰的杂质进一步除去，用去，用8mol/L HNO8mol/L HNO3 3处理该洗脱液将其转化为络阴离子后，处理该洗脱液将其转化为络阴离子后，再流过另一根阴离子交换柱再流过另一根阴离子交换柱（柱内装载（柱内装载2gDowexl2gDowexl8 8硝酸硝酸根型的树脂），柱根型的树脂），柱经用经用8mol/L HNO8mol/L HNO3 3洗涤后，用洗涤后，用6mol/L 6mol/L HClHCl作洗脱液，将吸附在柱上的钍洗脱下来。对已经洗脱钍作洗脱液，将吸附在柱上的钍洗脱下来。对已经洗脱钍之后的交换柱之后的交换柱，用体积比为，用体积比为1 1：8 8：1 1的甲基异丁基酮、丙的甲基异丁基酮、丙酮和酮和1mol/L1mol/L盐酸洗脱铀。对经以上步骤所得的含铀洗脱液盐酸洗脱铀。对经以上步骤所得的含铀洗脱液和含钍洗脱液作进一步化学处理后，用偶氮胂和含钍洗脱液作进一步化学处理后，用偶氮胂分光光度分光光度法测定钍；用荧光法测定铀。法测定钍；用荧光法测定铀。（三）环境中放射性监测（三）环境中放射性监测1.1.水样总水样总放射性活度的测定放射性活度的测定2.2.水样总水样总放射性活度测量放射性活度测量 3.3.空空气中氡的测定气中氡的测定4.4.空气中氚（空气中氚（3 3H H）的放射性测定）的放射性测定5.5.各种形态的碘各种形态的碘-131131的测定的测定6.6.土壤中总土壤中总、放射性活度的测量放射性活度的测量1.1.水样总水样总放射性活度的测定放射性活度的测定水中常见辐射水中常见辐射粒子的核素有粒子的核素有RaRa、RnRn及其衰变产物等。及其衰变产物等。一般情况下，水样总一般情况下，水样总放射性浓度是，超过此值，即应进放射性浓度是，超过此值，即应进行总行总放射性活度的测量。放射性活度的测量。测定水样总测定水样总放射性活度的作法如下：取一定量水样，放射性活度的作法如下：取一定量水样，过滤，滤液加硫酸酸化，蒸干，在低于过滤，滤液加硫酸酸化，蒸干，在低于350350温度下灰化。温度下灰化。灰分移入测量盘中，铺匀成薄层，用闪烁探测器测量。在灰分移入测量盘中，铺匀成薄层，用闪烁探测器测量。在测量样品之前，先测量空测量盘的本底值和已知活度的标测量样品之前，先测量空测量盘的本底值和已知活度的标准样品（标准源），以确定探测器的计数效率，计算样品准样品（标准源），以确定探测器的计数效率，计算样品源的相对放射性活度，即比放射性活度。源的相对放射性活度，即比放射性活度。2.2.水样总水样总放射性活度测量放射性活度测量 水中的水中的射线常来自射线常来自K K、SrSr、I I等核素的衰变，一等核素的衰变，一般认为安全水平为般认为安全水平为1Bq/L1Bq/L。水样总。水样总放射性活度测量步放射性活度测量步骤基本与测量总骤基本与测量总放射性活度相同，但检测器用低本底放射性活度相同，但检测器用低本底的盖革计数管，且以含的盖革计数管，且以含K K的化合物作标准源。的化合物作标准源。3 3大气、水体中氡的测定大气、水体中氡的测定氡是一种天然产生的放射性气体，来源于自然界中铀氡是一种天然产生的放射性气体，来源于自然界中铀的放射性衰变，它本身会发生天然衰变并产生具有放射性的放射性衰变，它本身会发生天然衰变并产生具有放射性的衰变产物。受到氡和氡衰变产物的照射会使患肺癌的危的衰变产物。受到氡和氡衰变产物的照射会使患肺癌的危险性增加。险性增加。氡与空气作用时，能使空气电离，因而可用电离型探氡与空气作用时，能使空气电离，因而可用电离型探测器通过测量电离电流测定其浓度，测量时可采用活性炭测器通过测量电离电流测定其浓度，测量时可采用活性炭吸附法浓缩样品中的氡；水体中氡的测定也可用闪烁探测吸附法浓缩样品中的氡；水体中氡的测定也可用闪烁探测器通过测量由氡及其子体衰变时所放出的器通过测量由氡及其子体衰变时所放出的粒子测定其浓粒子测定其浓度。度。4 4、空气中氚（、空气中氚（3 3H H）的放射性测定）的放射性测定3 3H H主要存在形态是主要存在形态是HTOHTO，也有少量以，也有少量以HTHT形态存在，可用形态存在，可用硅胶吸附或冷凝的方法，将硅胶吸附或冷凝的方法，将HT0HT0以氚水形态分离出，再用以氚水形态分离出，再用液体闪烁技术测定其放射性活度。也可以将气样经过滤除液体闪烁技术测定其放射性活度。也可以将气样经过滤除去气溶胶粒子后，引入电流电离室或正比计数管测定。测去气溶胶粒子后，引入电流电离室或正比计数管测定。测定空气中的定空气中的HTHT和以蒸气状态存在的有机氚化合物时，可将和以蒸气状态存在的有机氚化合物时，可将它们氧化成它们氧化成HT0HT0后，再用上述方法测定。后，再用上述方法测定。5 5各种形态的碘各种形态的碘-131-131的测定的测定131131I I 是裂变产物之一，它的裂变产额较高，半衰期较是裂变产物之一，它的裂变产额较高，半衰期较短，可作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整状态短，可作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整状态的环境监测指标，也可以作为核爆炸后有无新鲜裂变产的环境监测指标，也可以作为核爆炸后有无新鲜裂变产物的信号。物的信号。大气沉降物、液态或固态动植物样品中的大气沉降物、液态或固态动植物样品中的131131I I呈各种呈各种化学形态和状态，收集各种形态的含化学形态和状态，收集各种形态的含131131I I样品后，可用四样品后，可用四氯化碳萃取法制得样品源，然后放于测量盘中测氯化碳萃取法制得样品源，然后放于测量盘中测计数。计数。对例行大气环境监测，可在低流速下连续采样一周或一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，然后用周以上，然后用谱仪定量测定各种化学形态的谱仪定量测定各种化学形态的131131I I。6.6.土壤中总土壤中总、放射性活度的测量放射性活度的测量 采集采集4-54-5份表土，除去杂物，晾干（或烘干），压碎，份表土，除去杂物，晾干（或烘干），压碎，缩分，直至剩缩分，直至剩200-300g200-300g土样，再于土样，再于500500灼烧，冷却后灼烧，冷却后研细、过筛备用。称取适量上述土样于测量盘中，铺匀，研细、过筛备用。称取适量上述土样于测量盘中，铺匀，用相应的探测器分别测量用相应的探测器分别测量和和比放射性活度（测比放射性活度（测放放射性的样品层应厚于测射性的样品层应厚于测放射性的样品层）。放射性的样品层）。复习题和习题复习题和习题1 1放射性衰变有哪几种形式放射性衰变有哪几种形式?各有什么特征各有什么特征?2 2什么是放射性活度，半衰期、照射量和剂量什么是放射性活度，半衰期、照射量和剂量?它们它们的单位及其物理意义是什么的单位及其物理意义是什么?3 3造成环境放射性污染的原因有哪些造成环境放射性污染的原因有哪些?放射性污染对人放射性污染对人体产生哪些危害作用体产生哪些危害作用?4 4常用于测量放射性的检测器有哪几种常用于测量放射性的检测器有哪几种?5 5计算题计算题教材习题（教材习题（4 4、6 6题）题）