大气环境监测第九章描述

大气环境监测第九章第九章 空气中放射性污染监测空气中放射性污染监测 在环境空气中，由于自然原因或人为原因，存在在环境空气中，由于自然原因或人为原因，存在着放射性辐射。随着原子能工业的迅速发展，放射性着放射性辐射。随着原子能工业的迅速发展，放射性废物排放量不断增加，废物排放量不断增加，核爆炸试验和核事故核爆炸试验和核事故时有发时有发生，生，放射性物质放射性物质在国防、医学、科研和民用等领域在国防、医学、科研和民用等领域的的应用应用不断扩大，有可能使不断扩大，有可能使大气中放射性水平超过标准大气中放射性水平超过标准规定的剂量限值，导致放射性污染，危害人体和生规定的剂量限值，导致放射性污染，危害人体和生物。物。第一节第一节 基础知识基础知识一、放射性一、放射性一）放射性衰变的类型一）放射性衰变的类型1.1.衰变衰变 衰变是衰变是不稳定重核不稳定重核（一般原子序数大于（一般原子序数大于8282）自）自发放出发放出4He4He核（核（粒子）粒子）的过程。如的过程。如226Ra226Ra的的衰变可衰变可写成：写成：226Ra222Rn+4He 粒子的质量大，速度小粒子的质量大，速度小，照射物质时易使其原，照射物质时易使其原子、分子发生电离或激发，但穿透能力小，子、分子发生电离或激发，但穿透能力小，只能穿过只能穿过皮肤的角质层。皮肤的角质层。2.2.衰变衰变 衰变是放射性核素衰变是放射性核素放射放射粒子（即快速电子）粒子（即快速电子）的过程的过程，它是原子核内质子和中子发生互变的结果。，它是原子核内质子和中子发生互变的结果。衰变可分为衰变可分为负负衰变、衰变、正正衰变和衰变和电子俘获电子俘获三种类三种类型。型。（1 1）-衰变衰变 -衰变是核素中的中子转变为质子并衰变是核素中的中子转变为质子并放出一个放出一个-粒子和中微子粒子和中微子的过程。的过程。-粒子粒子实际上是带一个单实际上是带一个单位位负电荷的电子负电荷的电子。射线的射线的电子速度比电子速度比射线高射线高1010倍以上倍以上，其穿透，其穿透能力较强，在空气中能力较强，在空气中能穿透几米至几十米能穿透几米至几十米才被吸收。才被吸收。与物质作用时可使其原子电离，也与物质作用时可使其原子电离，也能灼伤皮肤能灼伤皮肤。（2 2）+衰变衰变 核素中质子转变为中子并核素中质子转变为中子并发射正电子和中微子发射正电子和中微子的的过程。过程。（3 3）电子俘获）电子俘获 不稳定的不稳定的原子核俘获一个核外电子原子核俘获一个核外电子，使核中的质，使核中的质子转变成中子并子转变成中子并放出一个中微子放出一个中微子的过程。的过程。3.3.衰变衰变 射线是射线是原子核从较高能级跃迁到较低能级或者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基态时所放射的电磁辐射。这种跃迁对原子核的原子。这种跃迁对原子核的原子序数和原子质量数都没影响，故称为同质异能跃迁。序数和原子质量数都没影响，故称为同质异能跃迁。某些某些不稳定的不稳定的核素经过核素经过或或衰变后衰变后仍处于高能状态仍处于高能状态，很快（约，很快（约10-1310-13秒）秒）再发射出再发射出射线射线而达稳定态。而达稳定态。射线是一种射线是一种波长波长很短的电磁波（约为很短的电磁波（约为0.0070.0070.1nm0.1nm），故），故穿透能力极强穿透能力极强，它与物质作用时产生光电，它与物质作用时产生光电效应、康普顿效应、电子对生成效应等。效应、康普顿效应、电子对生成效应等。二）放射性活度和半衰期二）放射性活度和半衰期1.1.放射性活度（强度）放射性活度（强度）放射性活度系指放射性活度系指单位时间单位时间内发生内发生核衰变的数目核衰变的数目。可表示为：可表示为：式中：式中：A A放射性活度，放射性活度，s-1s-1。活度单位的专门名称为。活度单位的专门名称为 贝可，用符号贝可，用符号BqBq表示。表示。1Bq=1s-11Bq=1s-1。N N某时刻的核素数；某时刻的核素数；t t时间，时间，s s；衰变常数衰变常数，表示放射性核素在单位时间内的，表示放射性核素在单位时间内的衰变几率。衰变几率。2.2.半衰期半衰期 当放射性核素因衰变而减少到原来的一半时所需当放射性核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为的时间称为半衰期（半衰期（T T1/21/2）。衰变常数（）。衰变常数（）与半衰与半衰期有下列关系：期有下列关系：三）核反应三）核反应 所谓核反应，是指用所谓核反应，是指用快速粒子打击靶核快速粒子打击靶核而而产生新产生新核核（核产物）（核产物）和另一粒子和另一粒子的过程。的过程。二、照射量和剂量二、照射量和剂量 照射量和剂量都是照射量和剂量都是表征放射性粒子与物质作用后表征放射性粒子与物质作用后产生的效应及其量度产生的效应及其量度的术语。的术语。一）照射量一）照射量 照射量被定义为：照射量被定义为：式中：式中：d dQ Q或或x x射线射线在空气中在空气中完全被阻止完全被阻止时，引起时，引起质质 量为量为d dm m的某一体积单元的的某一体积单元的空气电离空气电离所所产生的带电产生的带电 粒子粒子（正的或负的）的总电量值，（正的或负的）的总电量值，C C；二）吸收剂量二）吸收剂量 它用于表示在电离辐射与物质发生相互作用时它用于表示在电离辐射与物质发生相互作用时单单位质量的物质吸收电离辐射能量大小位质量的物质吸收电离辐射能量大小的物理量。的物理量。三）剂量当量三）剂量当量 剂量当量定义为，在剂量当量定义为，在生物机体生物机体组织内所考虑的组织内所考虑的一个一个体积单元上吸收剂量、品质因数和所用修正因数的乘体积单元上吸收剂量、品质因数和所用修正因数的乘积积，即：，即：H=DQN式中：式中：D吸收剂量，吸收剂量，Gy；Q品质因数，其值决定于导致电离粒子的初品质因数，其值决定于导致电离粒子的初 始动能、种类及照射类型等；始动能、种类及照射类型等；N所有其他修正因数的乘积。所有其他修正因数的乘积。应用应用剂量当量剂量当量来描述来描述人体人体所受各种电离辐射的所受各种电离辐射的危危害程度害程度，可以表达不同种类的射线在不同能量及不同，可以表达不同种类的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。照射条件下所引起生物效应的差异。第二节第二节 大气环境中的放射性大气环境中的放射性一、大气中放射性的来源及分布一、大气中放射性的来源及分布一）天然放射性的来源一）天然放射性的来源1.1.宇宙射线及其产生的放射性核素宇宙射线及其产生的放射性核素 宇宙射线是一种从宇宙射线是一种从宇宙空间射到地面来的射线宇宙空间射到地面来的射线，由由初级初级宇宙射线和宇宙射线和次级次级宇宙射线组成宇宙射线组成。初级宇宙射线：初级宇宙射线：指从宇宙空间射到地球指从宇宙空间射到地球大气层的大气层的高能辐射高能辐射。主要成分为。主要成分为质子质子（83838989)、粒子粒子(10(101515)，以及原子序数，以及原子序数3 3的的轻核和高能电子轻核和高能电子(1(12 2)。这种射线能量很高，可达。这种射线能量很高，可达1020MeV1020MeV以上。以上。次级宇宙射线：次级宇宙射线：初级初级宁宙射线进入大气层后宁宙射线进入大气层后与空与空气气中的中的原子核原子核相互相互碰撞碰撞，引起核反应引起核反应并产生一系列其并产生一系列其他粒子，通过这些粒子自身转变或进一步与周围物质他粒子，通过这些粒子自身转变或进一步与周围物质发生作用。发生作用。由介子由介子(约约7070)、核子和电子核子和电子(约约3030)组组成。次级宇宙射线成。次级宇宙射线能量比初级能量比初级宇宙射线宇宙射线低低。由由宇宙射线宇宙射线与与大气层中的核素发生反应大气层中的核素发生反应产生的放产生的放射性核素有多种，其中射性核素有多种，其中具有代表性的具有代表性的有有14N(14N(n n，T T)12C)12C反应产生的反应产生的3H3H(T T)，14N(14N(n n，P P)14C)14C反应产生的反应产生的14C14C。2.2.天然系列放射性核素天然系列放射性核素 多数多数天然放射性核素在天然放射性核素在地球形成时期地球形成时期就存在于地就存在于地壳中，经过地球漫长的演化，母体与子体之间已达到壳中，经过地球漫长的演化，母体与子体之间已达到放射性平衡，从而建立了放射性核素系列。该系列有放射性平衡，从而建立了放射性核素系列。该系列有三个，三个，即铀系，即铀系，其母体其母体238U238U；锕系锕系，其母体是，其母体是235U235U；钍系钍系，其母体是，其母体是232Th232Th。这些母体具有极长的半衰期；。这些母体具有极长的半衰期；每一系列中部含有放射性气体每一系列中部含有放射性气体RnRn核素。核素。二）人为放射性污染的来源二）人为放射性污染的来源 引起大气环境放射性污染的主要来源是引起大气环境放射性污染的主要来源是生产和应生产和应用用放射性物质的放射性物质的单位单位所排出的所排出的放射性废气放射性废气，以及，以及核武核武器爆炸、核事故器爆炸、核事故等产生的放射性物质。等产生的放射性物质。1.1.核试验及航天事故核试验及航天事故 包括包括大气层大气层核试验、核试验、地下地下核试验核试验冒顶冒顶事故，以及事故，以及外层空间外层空间核动力航天器核动力航天器事故等。其事故等。其核裂变产物核裂变产物包括包括200200多种放射性核素多种放射性核素，如，如90Sr90Sr、137Cs137Cs、131I131I、239Pu239Pu等。等。核爆炸核爆炸，尤其是发生在大气层中的核爆炸，会形，尤其是发生在大气层中的核爆炸，会形成成百万度的高温百万度的高温火球，使其中的火球，使其中的裂变碎片裂变碎片及卷进火球及卷进火球的的尘埃等变为蒸汽尘埃等变为蒸汽，温度逐渐降低，便，温度逐渐降低，便凝结成微粒凝结成微粒或或附着附着在其他尘粒上而形成在其他尘粒上而形成放射性气溶胶放射性气溶胶。粒径粒径2525m m的气溶胶粒子，可长期飘浮在大气中，称为放射性尘的气溶胶粒子，可长期飘浮在大气中，称为放射性尘埃。放射性尘埃埃。放射性尘埃在大气平流层在大气平流层的的滞留滞留时间为时间为0.30.33 3年。对流层中年。对流层中的气溶胶粒子沉降时间为的气溶胶粒子沉降时间为几天到几个几天到几个月。月。2.2.核工业核工业 原子能反应堆、核电站等设施在运行过程中要排原子能反应堆、核电站等设施在运行过程中要排放含核裂变产物的放含核裂变产物的“三废三废”，特别是在发生事故时，特别是在发生事故时，将会有大量放射性物质泄漏到环境中去，造成严重的将会有大量放射性物质泄漏到环境中去，造成严重的污染事故。如前苏联污染事故。如前苏联切尔诺贝利核电站切尔诺贝利核电站事故等。事故等。3.3.放射性矿产的开采和冶炼放射性矿产的开采和冶炼 在在铀、稀土金属铀、稀土金属等矿产开采、提炼过程中，其排等矿产开采、提炼过程中，其排放的放的“三废三废”中含有铀、钍、氡等放射性核素将对中含有铀、钍、氡等放射性核素将对局部地区的大气造成污染。局部地区的大气造成污染。三）放射性核素的分布三）放射性核素的分布 大多数大多数放射性核素均放射性核素均可出现可出现在大气中但在大气中但主要是主要是氡的同位素氡的同位素，特别是，特别是222Rn222Rn。氡是镭的衰变产物，能从。氡是镭的衰变产物，能从含镭的岩石、土壤、水体和建筑材料中含镭的岩石、土壤、水体和建筑材料中逸散到大气逸散到大气。其衰变产物是金属元素，极易附着于气溶胶颗粒上。其衰变产物是金属元素，极易附着于气溶胶颗粒上。二、放射性污染的危害二、放射性污染的危害一）放射性物质进入人体的途径一）放射性物质进入人体的途径 放射性物质可通过放射性物质可通过呼吸道、消化道、皮肤或粘膜呼吸道、消化道、皮肤或粘膜等三种途径等三种途径进入人体。进入人体。二）放射性的危害二）放射性的危害 、射线照射人体后，常引起肌体射线照射人体后，常引起肌体细胞分细胞分子、原子电离子、原子电离，使组织的某些大分子结构被破坏，如，使组织的某些大分子结构被破坏，如使使蛋白质蛋白质及及核糖核酸或脱氧核糖核酸分子链断裂核糖核酸或脱氧核糖核酸分子链断裂等而等而造成组织破坏。造成组织破坏。辐射损伤还会产生辐射损伤还会产生远期效应、驱体效应和遗传效远期效应、驱体效应和遗传效应。应。远期效应：远期效应：指急性指急性照射后若干时间照射后若干时间或较低剂量照或较低剂量照射后数月或数年射后数月或数年才发生病变才发生病变。驱体效应：驱体效应：导致受照射者导致受照射者发生白血病、白内障、发生白血病、白内障、癌症及寿命缩短等损伤癌症及寿命缩短等损伤效应。效应。遗传效应遗传效应：在：在下一代或几代后才显示损伤下一代或几代后才显示损伤效应。效应。三、放射性辐射的防护标准三、放射性辐射的防护标准一）空气中放射性辐射的限制值一）空气中放射性辐射的限制值 放射性核素在放射性放射性核素在放射性工作场所以外地区空气中工作场所以外地区空气中的限的限制浓度，按表制浓度，按表9-29-2的的最大容许浓度乘以最大容许浓度乘以表表9-39-3所列的所列的比值比值进行控制。进行控制。二）放射性辐射防护标准二）放射性辐射防护标准第三节第三节 大气放射性监测大气放射性监测一、放射性检测仪器一、放射性检测仪器 最常用最常用的检测器有三类，即的检测器有三类，即电离型电离型检测器、检测器、闪烁闪烁检测器和检测器和半导体检测器。半导体检测器。一）电离型检测器一）电离型检测器 电离型检测器是电离型检测器是利用射线通过气体利用射线通过气体介质时，使气体介质时，使气体发生电离发生电离的原理制成的探测器。有的原理制成的探测器。有电流电离室、正比计电流电离室、正比计数管和盖革计数管三种数管和盖革计数管三种。电流电离室适用于测量强放射。电流电离室适用于测量强放射性；正比计数管和盖革计数管则适于测量弱放射性。性；正比计数管和盖革计数管则适于测量弱放射性。1.1.电流电离室电流电离室 电流电离室的工作原理电流电离室的工作原理是，是，A A、B B是两块平行的是两块平行的金属金属板板，加于两板间的电压为，加于两板间的电压为V VABAB（可变），室内充空气或（可变），室内充空气或其他气体。当有其他气体。当有射线射线进入电离室时，则气体进入电离室时，则气体电离电离产生的产生的正离子和电子正离子和电子在外加电场作用下，分别在外加电场作用下，分别向异极移动向异极移动，电，电阻阻R R上即有电流通过。开始时，随电压增大电流不断上上即有电流通过。开始时，随电压增大电流不断上升，待电离产生的离子全部被收集后，相应的电流达到升，待电离产生的离子全部被收集后，相应的电流达到饱和值，如进一步有限地增加电压，则电流不再增加，饱和值，如进一步有限地增加电压，则电流不再增加，达到达到饱和电流饱和电流时对应的电压称为时对应的电压称为饱和电压饱和电压，饱和电压范，饱和电压范围（围（BCBC段）称为电流电离室的工作区。段）称为电流电离室的工作区。2.2.正比计数管正比计数管 这种检测器在这种检测器在电流电流-电压电压关系曲线中的正比区（关系曲线中的正比区（CDCD段）段）工作。工作。在此段，电离电流突破饱和值，随电压增加在此段，电离电流突破饱和值，随电压增加继续增大。这是由于在这样的工作电压下，能使继续增大。这是由于在这样的工作电压下，能使初级电初级电离离产生的电子在收集极附近高度加速，并在前进过程中产生的电子在收集极附近高度加速，并在前进过程中图图9-2 9-2 电离室原理示意图电离室原理示意图 图图9-3 9-3、粒子电离作用与外加电压关系曲线粒子电离作用与外加电压关系曲线与气体碰撞，使之发生与气体碰撞，使之发生次级电离次级电离，而次级电子又可能再，而次级电子又可能再与气体碰撞发生与气体碰撞发生三级电离三级电离，如此形成，如此形成“电子雪崩电子雪崩”，使，使电流放大倍数达电流放大倍数达104104左右。由于左右。由于输出脉冲大小正比于入输出脉冲大小正比于入射粒子的初始电离能射粒子的初始电离能，故定名为正比计数管。，故定名为正比计数管。3.3.盖革（盖革（GMGM）计数管）计数管 在一密闭在一密闭玻璃管玻璃管中间固定一中间固定一条细丝条细丝作为作为阳极阳极，管，管内内壁涂一层导电物质壁涂一层导电物质或另放进一或另放进一金属圆筒金属圆筒作为作为阴极阴极，内充内充约约1/51/5大气压的大气压的惰性惰性气体和少量气体和少量猝灭气体猝灭气体（如乙醇、二（如乙醇、二乙醚、溴等）。猝灭气体的作用是防止计数管在一次放乙醚、溴等）。猝灭气体的作用是防止计数管在一次放电后发生连续放电。电后发生连续放电。图图9-49-4 盖革计数管盖革计数管二）闪烁检测器二）闪烁检测器 当射线照在闪烁体上时，便发射出当射线照在闪烁体上时，便发射出荧光光子荧光光子，利用，利用光导和反光材料等将大部分光子收集在光导和反光材料等将大部分光子收集在光电倍增管光电倍增管的光的光阴极上。光子在阴极上打出阴极上。光子在阴极上打出光电子光电子，经过倍增放大后在，经过倍增放大后在阳极上产生阳极上产生电压脉冲电压脉冲。1.1.闪烁体；闪烁体；2.2.光电倍增管；光电倍增管；8.8.光导材料；光导材料；9.9.暗盒；暗盒；图图9-5 9-5 闪烁检测器测量装置闪烁检测器测量装置三）半导体检测器三）半导体检测器 当放射性粒子射入这种元件后，产生当放射性粒子射入这种元件后，产生电子电子-空穴对空穴对，电子和空穴受，电子和空穴受外加电场外加电场的作用，分别向的作用，分别向两极运动两极运动，并，并被电极所收集，从而产生被电极所收集，从而产生脉冲电流脉冲电流，再经放大后，由多，再经放大后，由多道分析器或计数器记录。道分析器或计数器记录。图图9-6 9-6 半导体检测器工作原理半导体检测器工作原理二、监测对象与内容二、监测对象与内容1.1.监测对象监测对象 按照监测对象可分为：按照监测对象可分为：现场监测现场监测：即对放射性物质生产或应用单位：即对放射性物质生产或应用单位内部内部工作区域所作的监测；工作区域所作的监测；个人剂量监测个人剂量监测：即对放射性专业工作人员或公众：即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；作内照射和外照射的剂量监测；环境监测环境监测：即对放射性生产和应用单位：即对放射性生产和应用单位外部外部空气空气环境所作的监测。环境所作的监测。根据主要测定的核素可划分为：根据主要测定的核素可划分为：放射性核素放射性核素：即：即239Pu239Pu、226Ra226Ra、224Ra224Ra、222Rn222Rn、210Po210Po、222Th222Th、234U234U和和235U235U；放射性核素放射性核素：即：即3H3H、90Sr90Sr、89Sr89Sr、134Cs134Cs、137Cs137Cs、131I131I和和60Co60Co。2.2.监测内容监测内容 放射源强度、半衰期、射线种类及能量；放射源强度、半衰期、射线种类及能量；大气环境中放射性物质含量、放射性强度、空大气环境中放射性物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。间照射量或电离辐射剂量。三、放射性监测方法三、放射性监测方法 对大气环境样品进行对大气环境样品进行放射性测量和对非放射性环放射性测量和对非放射性环境样品监测过程一样境样品监测过程一样，也是经过样品采集、样品预处理，也是经过样品采集、样品预处理和选择适宜方法、仪器测定三个过程。和选择适宜方法、仪器测定三个过程。一）样品采集一）样品采集1.1.放射性沉降物的采集放射性沉降物的采集 沉降物沉降物包括干沉降物和湿沉降物包括干沉降物和湿沉降物，主要来源于大，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。射性微粒。（1 1）干沉降物的采集）干沉降物的采集 对于放射性干沉降物样品可用对于放射性干沉降物样品可用水盘法、粘纸法、高水盘法、粘纸法、高罐法等方法采集罐法等方法采集。水盘法水盘法：用：用不锈钢不锈钢或或聚乙烯塑料聚乙烯塑料制制圆形水盘圆形水盘采集沉采集沉降物，盘内装有降物，盘内装有适量稀酸适量稀酸，沉降物过少的地区再酌加数，沉降物过少的地区再酌加数毫克硝酸锶或氯化锶载体。将水盘置于毫克硝酸锶或氯化锶载体。将水盘置于采样点暴露采样点暴露24h24h，应始终保持盘底有水。应始终保持盘底有水。粘纸法粘纸法：系用涂一层：系用涂一层粘性油粘性油（松香加蓖麻油松香加蓖麻油等）的等）的滤纸贴在圆形盘底滤纸贴在圆形盘底部部（涂油面向外），放在采样点暴露（涂油面向外），放在采样点暴露24h24h。高罐法：高罐法：系用一系用一不锈钢或聚乙烯圆柱形罐不锈钢或聚乙烯圆柱形罐暴露于空暴露于空气中采集沉降物。气中采集沉降物。（2 2）湿沉降物的采集）湿沉降物的采集 湿沉降物系指湿沉降物系指随雨（雪）降落的沉降物随雨（雪）降落的沉降物。其采集方。其采集方法除法除上述方法外上述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集集的的采样器采样器。欲收集。欲收集核素核素被离子交换树脂被离子交换树脂吸附浓集吸附浓集后，后，再进行再进行洗脱洗脱，收集洗脱液进一步作放射性核素分离。，收集洗脱液进一步作放射性核素分离。也可以将树脂从柱中取出，经烘干、灰化。也可以将树脂从柱中取出，经烘干、灰化。1.1.漏斗盖；漏斗盖；2.2.漏斗；漏斗；3.3.离子交换柱；离子交换柱；4.4.滤纸浆；滤纸浆；5.5.阳离子交换树脂；阳离子交换树脂；6.6.阴离子交换树脂阴离子交换树脂图图9-7 9-7 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2.2.放射性气溶胶的采集放射性气溶胶的采集 这种样品的采集常用这种样品的采集常用滤料阻留滤料阻留采样法，其原理与大采样法，其原理与大气中颗粒物的采集相同。气中颗粒物的采集相同。对于被对于被3H3H污染污染的空气，因其在空气中主要存在形态的空气，因其在空气中主要存在形态是是HTOHTO，所以除吸附法外，还常用，所以除吸附法外，还常用冷阱法收集冷阱法收集空气中的空气中的水蒸气水蒸气作为试样。作为试样。二）样品预处理二）样品预处理 对样品进行预处理的目的是将对样品进行预处理的目的是将样品处理成适于测样品处理成适于测量的状态量的状态，将样品的欲测，将样品的欲测核素转变成适于测量的形态核素转变成适于测量的形态并并进行进行富集富集，以及，以及去除干扰核素去除干扰核素。1.1.衰变法衰变法 采样后，将其放置一段时间采样后，将其放置一段时间，让样品中一些短寿命，让样品中一些短寿命的的非欲测核素衰变除去非欲测核素衰变除去，然后再进行放射性测量，然后再进行放射性测量。2.2.共沉淀法共沉淀法 加入加入毫克数量级与欲分离放射性毫克数量级与欲分离放射性核素性质相近的非核素性质相近的非放射性元素载体放射性元素载体，则由于二者之间发生，则由于二者之间发生同晶共沉淀同晶共沉淀或或吸吸附共沉淀附共沉淀作用，载体将放射性核素载带下来，达到分离作用，载体将放射性核素载带下来，达到分离和富集的目的。例如，和富集的目的。例如，用用59Co59Co作载体共沉淀作载体共沉淀60Co60Co，则发，则发生同晶共沉淀。生同晶共沉淀。3.3.灰化法灰化法 对于大气对于大气颗粒物颗粒物样品，可在瓷坩埚内于样品，可在瓷坩埚内于500500马弗马弗炉中灰化，冷却后炉中灰化，冷却后称重称重，再转入，再转入测量盘测量盘中测其放射性。中测其放射性。4.4.电化学法电化学法 该方法是通过该方法是通过电解电解将放射性将放射性核素核素沉积在沉积在阴极阴极上，或上，或以以氧化物氧化物形式沉积在形式沉积在阳极上阳极上。如。如Ag+Ag+、Bi2+Bi2+、Pb2+Pb2+等可以等可以金属形式沉积在阴极；金属形式沉积在阴极；Pb2+Pb2+、Co2+Co2+可以氧化物的形式沉可以氧化物的形式沉积在阳极。积在阳极。5.5.其他预处理方法其他预处理方法 蒸馏法、有机溶剂溶解法、溶剂萃取法、离子交换蒸馏法、有机溶剂溶解法、溶剂萃取法、离子交换法法的原理和操作与的原理和操作与非放射非放射物质没有本质差别。物质没有本质差别。三）大气中放射性监测三）大气中放射性监测1.1.氡的测定氡的测定 222Rn222Rn是是226Ra226Ra的衰变产物的衰变产物，为一种放射性惰性气，为一种放射性惰性气体。体。它与空气作用时，能使之电离，因而它与空气作用时，能使之电离，因而可用电离型探可用电离型探测器测器通过测量电离电流测定其浓度；也可用通过测量电离电流测定其浓度；也可用闪烁探测器闪烁探测器记录由氡衰变时所释放出的记录由氡衰变时所释放出的粒子计算其含量。粒子计算其含量。电离型探测器测量电离型探测器测量222Rn222Rn：先用由干燥管、：先用由干燥管、活性炭活性炭吸附管吸附管及抽气动力组成的采样器以一定流量及抽气动力组成的采样器以一定流量采集采集空气空气样品，使气样中的样品，使气样中的222Rn222Rn被活性炭吸附，再将采过样的被活性炭吸附，再将采过样的活性炭吸附管置于解吸炉中，于活性炭吸附管置于解吸炉中，于350350解吸解吸，并将解吸，并将解吸的的氡导入电离室氡导入电离室。因。因222Rn222Rn与空气作用而使之电离，用与空气作用而使之电离，用经过经过226Ra226Ra标准源校准的静电计标准源校准的静电计测量测量产生的产生的电离电流电离电流。2.2.氚的测定氚的测定 氚（氚（3H3H）的主要存在形态是）的主要存在形态是HTOHTO，也有少量以，也有少量以HTHT形形态存在。可用态存在。可用硅胶吸附或冷凝硅胶吸附或冷凝的方法，的方法，将将HTOHTO以氚水形以氚水形态分离出来，再用态分离出来，再用液体闪烁技术测定液体闪烁技术测定其放射性活度。其放射性活度。也也可以将气样可以将气样经过滤除去气溶胶粒子后，引入经过滤除去气溶胶粒子后，引入电流电离室电流电离室或正比计数管测定。或正比计数管测定。测定空气中的测定空气中的HTHT和以蒸气状态和以蒸气状态存在的存在的有机氚有机氚化合物化合物时，可将它们时，可将它们氧化成氧化成HTOHTO后后，再用上述方法测定。，再用上述方法测定。3.131I3.131I的测定的测定 碘的同位素很多，除碘的同位素很多，除127I127I是天然存在的稳定同位素是天然存在的稳定同位素外，外，其余都是放射性同位素其余都是放射性同位素。131I131I可作为反应堆中核可作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整状态燃料元件包壳是否保持完整状态的环境监测指标，也可的环境监测指标，也可以作为核爆炸后有无新裂变产物的信号。以作为核爆炸后有无新裂变产物的信号。大气中的大气中的131I131I呈元素、化合物呈元素、化合物等各种化学形态，以等各种化学形态，以及及蒸气，气溶胶蒸气，气溶胶等不同状态存在，因此采样方法各不相等不同状态存在，因此采样方法各不相同。该采样器由粒子过滤器、同。该采样器由粒子过滤器、元素碘元素碘吸附器，吸附器，次碘酸次碘酸吸吸附器、附器、甲基碘甲基碘吸附器和炭吸附床组成。对例行大气环境吸附器和炭吸附床组成。对例行大气环境监测，监测，可在低流速下连续采样可在低流速下连续采样一周或一周以上，然后用一周或一周以上，然后用谱仪定量测定谱仪定量测定各种化学形态的各种化学形态的131I131I。图图9-8 9-8 多形态碘采样器多形态碘采样器完完