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第十二章 辐射监测. 苏州大学 涂彧. 讲述内容. 1. 概述 2. 个人监测 3. 工作场所监测 4. 测量方法的几个实例 5. 复习思考题. 1. 概述. 辐射监测 ：为实现满意的工作条件和良好的环境质量而进行的辐射测量并对测量结果作出评价的活动。. 1. 概述. 辐射监测类型： 常规监测 ，对工作场所辐射水平和对职业人员个人受照剂量，以及对环境质量的定期重复性监测。 操作监测 ，对工作场所和工作人员受照剂量的监测；其结果可为确定安全运行方案提供数据支持。 特殊监测 ，对已发生或将会发生异常照射的监测。 辐射监测对象： 对职业照射人员个人监测 ；
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第十二章辐射监测 苏州大学 涂彧
讲述内容 1.概述 2.个人监测 3.工作场所监测 4.测量方法的几个实例 5.复习思考题
1.概述 • 辐射监测：为实现满意的工作条件和良好的环境质量而进行的辐射测量并对测量结果作出评价的活动。
1.概述 辐射监测类型： • 常规监测，对工作场所辐射水平和对职业人员个人受照剂量，以及对环境质量的定期重复性监测。 • 操作监测，对工作场所和工作人员受照剂量的监测；其结果可为确定安全运行方案提供数据支持。 • 特殊监测，对已发生或将会发生异常照射的监测。 辐射监测对象： • 对职业照射人员个人监测； • 对工作场所监测； • 对环境质量的监测。
2.个人监测 • 个人剂量监测：对职业人员个人受到的外照射累积剂量监测、对放射性核素体内污染监测和对皮肤污染的监测。 • 监测对象： 进入控制区或大于5mSva-1的人员必须做。 1mSva-1～5mSva-1的人员尽可能做。 小于1mSva-1的人员可放宽监测周期。
2.1.外照射个人剂量监测 监测目的： • 监测职业人员一个周期内或一次操作中受到的外照射剂量，以评价个人受照剂量上限，或籍以评价工作场所现有防护措施的有效性。 测量方法 • 根据工作场所辐射类型，选用相应的个人剂量计佩戴在职业照射人员身体有代表性部位处，以记录相应部位受的外照射累积剂量。 • 例如，将个人剂量计佩戴在前胸、腕部、手指或下腹部等部位。
2.1.外照射个人剂量监测 监测周期：一个月或三个月。 外照射个人剂量计应当满足： • 高灵敏度和尽可能低的探测下限； • 量程范围在0.1～10mGy之间； • 能量响应佳，方向依赖性小，重量轻，体积小； • 读数稳定，测量误差小于20％。
2.1.外照射个人剂量监测 个人剂量计的种类： • β射线可选胶片剂量计或热释光剂量计； • X、γ射线可选直读式剂量计、热释光剂量计、光致发光剂量计或荧光玻璃剂量计； • 中子选用既记录中能中子又记录热中子的个人剂量计。如反照率中子个人剂量计。
2.1.外照射个人剂量监测 • 作为生物剂量计的染色体微核、FISH、和ESR在辐射事故剂量估算中的应用也有其独特优点。
2.2.放射性核素体内污染监测 监测对象： • 气态或易挥发性放射性物质的操作人员； • 钚和其他超铀核素处理的操作人员； • 钍矿石及其化合物物料的操作人员，放射性气溶胶和220Rn及其子体而致体内污染； • 高品位铀矿水冶和精炼的操作人员； • 天然铀和低浓铀生产加工和反应堆燃料元件制造的操作人员； • 放射性核素大量生产的操作人员； • 氡水平超过行动水平的工作场所作业人员； • 为治疗目的操作大量131I的工作人员。
2.2.放射性核素体内污染监测 测量方法 • 体外直接测定，借助全身计数，检测体内受到放射性核素污染的部位并鉴别核素种类。 • 分析受污染人员排泄物，通常收集尿样(收集尿样注意：①防止尿样二次污染；②取24小时尿样；③可把几份尿样合并进行分析)，鼻涕或鼻拭样品。
2.2.放射性核素体内污染监测 体内污染结果评价目的： • 获得待积有效剂量和待积当量剂量，说明是否遵守管理和法规要求； • 为操作控制和为防护设施的可靠性设计作出贡献； • 在事故过量照射的情况下，为启动和支持适当的健康监护的治疗提供有价值的剂量信息。
3.工作场所监测 3.1.工作场所外照射剂量率监测 3.2.工作场所空气污染监测 3.3.工作场所表面污染监测
3.1.工作场所外照射剂量率监测 监测目的 • 说明工作条件保持满意，并符合法规要求； • 为立刻作出运行管理决定提供剂量率数据支持； • 为放射防护最优化提供数据支持。
3.1.工作场所外照射剂量率监测 测量方法 • 便携式剂量率仪定期重复性巡测； • 固定剂量率仪对异常或突发事件报警测量。 测量结果评价 • 评价屏蔽防护的效能或工作条件是否满意； • 评价工作人员受到地有效剂量和剂量当量。
3.2.工作场所空气污染监测 气载污染物监测目的： • 控制由于吸入而导致的内照射； • 提供工作条件恶化或异常的早期探测结果； • 为工作人员体内污染监测计划的制定提供信息。
3.2.工作场所空气污染监测 监测对象： • 处理大量的气态或易挥发放射性物质的工作场所； • 铀、钍采矿、水冶和精炼加工的工作场所； • 反应堆核燃料制造和乏燃料后处理工作场所； • 钚和其他超铀核素处理的工作场所； • 氡视为职业照射一部分的工作场所。
3.2.工作场所空气污染监测 监测方式分为：报警监测、区域采样监测和代表性采样监测。 通过佩戴个人空气呼吸采样器采集样品的测量结果能给出工作人员个人摄入量的估计值，但应谨慎地对待这种测量结果。
3.3.工作场所表面污染监测 目的： • 支持防护污染扩散的防护措施； • 探测非密封源包容的失效或偏离安全操作的程序； • 为制定体内污染监测计划和制定安全操作程序提供依据。
3.3.工作场所表面污染监测 表面污染与工作人员受照剂量之间并非有直接联系，表面污染测量结果不能直接给出人员受照剂量的定量结果。 表面污染测量结果能为工作场所的区域划分提供依据。 表面污染水平在控制水平以下，提示非密封源的包容和管理控制良好，不需要空气污染常规监测或体内个人污染监测。
3.3.工作场所表面污染监测 在正常情况下应在用密封源的工作场所不需要表面污染监测。但考虑到密封源包壳破损发生泄漏，所以应定期检验，泄漏检验周期为一年或两年。 表面污染测量方法通常有三种。即直接测量法，间接测量法和表面污染辅助测量法。
3.3.工作场所表面污染监测 直接测量法 • 对α辐射，探头与表面的距离小于0.5cm，探头移动速度不能超过15cms-1。 • 对β辐射，探头与表面保持在2.5～5.0cm的距离处，扫描速度为15cms-1时。 间接测量法 • 表面特性或几何形状的限制可采用间接测量方法，包括干擦拭法测量、湿擦拭法测量或胶带纸粘贴法测量。
4.测量方法的几个实例 4.1. 环境和工作场所γ剂量率的方法 4.2.α、β放射性表面污染的方法 4.3. 热释光剂量仪测定法
4.1. 环境和工作场所γ剂量率的方法 目的： • 评价环境γ辐射水平； • 评价工作场所γ辐射水平； • 为估算γ外照射个人剂量提供参考数据。 使用仪器： • BH3103A便携式χ-γ剂量率仪
4.1. 环境和工作场所γ剂量率的方法 仪器的刻度 • 当灵敏度变化超过5％时须要进行刻度； • 刻度周期一年刻度一次； • 刻度应在国家计量部门进行，也可以送到仪器供应商厂家刻度，有条件的用户可以自行刻度，但所用的刻度源和刻度场须要计量部门认可，并参加比对测量。
4.1. 环境和工作场所γ剂量率的方法 测量结果计算： • 测量结果计算公式 • 为环境或工作场所γ剂量率，×10－8Gyh-1；F为仪器刻度系数，由剂量部位刻度证书中给出；实测的γ剂量率，×10－8Gyh-1。
4.1. 环境和工作场所γ剂量率的方法 宇宙射线对测量结果的剂量贡献 • 式中，为环境或工作场所测到的γ剂量率，×10－8Ghy-1； 为仪器自身本底对空气吸收剂量率的贡献，×10－8Gyh-1，来自光电信增管的暗电流和仪器材料固有的放射性。
4.1. 环境和工作场所γ剂量率的方法 仪器的稳定性和检验源使用方法 • BH3103A带有137Cs检验源，它和探头有一个固定的检验位置。在仪器接受计量部门刻度时，会给出该仪器对检验源的参考读数，并写在刻度证书中。使用仪器前，固定好检验源后连续读取20个读数，取平均值。如果平均值与检验源参考数值相差在±5％内，说明该仪器灵敏度稳定。
4.1. 环境和工作场所γ剂量率的方法 测量中读数方法 • 装好1号电池后，启动仪器预热15分钟后，将仪器离地面1m高开始测量； • 在×1，×10，×100档的任何一挡上进行测量，只要听到蜂鸣声则读数，并记录； • 在一个测量点处多次读数，取平均值作为最终数据。
4.2.α、β表面污染检测 β放射性表面污染测定 • 探测器刻度：窗口对准4πβ标准源活性区，离源表面2.5～5.0cm，以15cms-1的扫描测量3次，取平均值，计算探测率ηβ， ηβ为仪器探测效率，％；Ns为仪器对β标准源的计数率，cpm；A为β标准源放射性活度，dpm/4π；B为β粒子的反散射系数，当Eβmax≥0.6MeV时，B＝1.30。
4.2.α、β表面污染检测 β放射性表面污染测定 • 污染表面检测3次，取平均值，按下式计算表面β放射性污染水平Cβ， Cβ为表面污染水平，Bqcm-2；Ns为测到的计数率，cps；η为仪器探测效率，％；S为窗口面积，cm2。
4.2.α、β表面污染检测 α放射性表面污染测定 • 探测器的刻度：将窗口对准4πα标准源表面0.5cm距离上，以15cms-1的扫描测量3次，取平均值，按下式计算探测率ηα， 式中，ηα为仪器对α放射性污染的探测效率，％；Ns为仪器对α标准源的计数率，cpm；A为α标准源的放射性活度，dpm/4π。
4.2.α、β表面污染检测 α放射性表面污染测定 • 窗口对准污染表面测量3次，取平均值，计算α放射性表面污染水平Cα, 式中，Cα为α表面污染水平，Bqcm-2；Ns为计数率，cps；η为探测效率，％；S为窗口面积，cm2。
4.2.α、β表面污染检测 评价： • 将α、β放射性表面污染水平的测定结果与GB18871-2002中规定的“工作场所的放射性表面污染控制水平”相比较，判定污染程度，拟定去污染措施。 注意： • dpm (disintegrations per minute )每分钟衰变，衰变/分； • cmp(counts per minute )每分钟计数，次数/分
4.3. 热释光剂量测定 热释光剂量测量方法的基本原理 • 晶体结构分为价带、禁带和导带，晶体中的杂质导致晶体结构缺陷，成为带电中心，能吸引异性电荷，形成电子陷阱和空穴陷阱。 • 射线与晶体相互作用造成电离激发，价带中的电子获得能量游离到导带，价带中形成空穴，导带中的电子和价带的空穴可被禁带中的陷阱所俘获。 • 常温下电子和空穴在陷阱中，加热到一定温度时，电子和空穴获得能量从陷阱中逃逸出来，发生复合，在复合过程都会把贮存的辐射能量以光的形式释放出来。
4.3. 热释光剂量测定 热释光剂量测量方法的基本原理
4.3. 热释光剂量测定 发光曲线：晶体发光强度与加热温度之间的关系曲线。
4.3. 热释光剂量测定 常用的探测器： • LiF（Mg、Cμ、P） • LiF（Mg、Ti） • CaSO4（Dy） • Mg2SiO4（Tb） 测定过程：预热----测量----退火
复习思考题 • 辐射监测定义，类型，监测对象； • 个人剂量监测定义，对象，目的，周期，个人剂量计的种类； • 体内污染结果评价目的； • 工作场所外照射剂量率监测目的，方法，结果评价； • 气载污染物监测目的，表面污染测量方法三种方法，直接测量法及其注意事项，间接测量法； • 环境和工作场所γ剂量率测量目的，仪器的刻度； • α、β表面污染检测结果的评价； • 热释光剂量测量方法的基本原理，用途。
