環(huán)境γ輻射劑量率的監(jiān)測(cè)

張家明

（連云港金辰實(shí)業(yè)有限公司江蘇連云港222000）

環(huán)境γ輻射劑量率的監(jiān)測(cè)

張家明

（連云港金辰實(shí)業(yè)有限公司江蘇連云港222000）

隨著核能的廣泛應(yīng)用，特別是我國(guó)核電事業(yè)的大力發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境輻射狀況越來(lái)越關(guān)注。環(huán)境γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)是一種簡(jiǎn)便易行的就地監(jiān)測(cè)手段，它具有不需要采樣和獲取數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單快捷的特點(diǎn)。本文主要介紹和討論γ劑量率儀在γ輻射劑量率測(cè)量中的應(yīng)用。

γ輻射；γ劑量率儀；監(jiān)測(cè)

核電作為一種重要的清潔能源受到世界各國(guó)的普遍重視。隨著核電事業(yè)的發(fā)展，許多發(fā)達(dá)國(guó)家已建立了完善的人工輻射防護(hù)網(wǎng)，其中環(huán)境γ輻射劑量率是輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要監(jiān)測(cè)參數(shù)[1]。環(huán)境γ吸收劑量率的測(cè)量反映了環(huán)境天然本底伽馬輻射水平及其分布和人類(lèi)實(shí)踐活動(dòng)所引起的環(huán)境伽馬輻射水平變化信息，同時(shí)也為核設(shè)施或其他輻射裝置正常運(yùn)行和事故情況下對(duì)公眾所致外照射劑量的估算提供數(shù)據(jù)資料。在核事故應(yīng)急情況下掌握輻射劑量率的分布情況有利于及時(shí)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)核設(shè)施周?chē)碾婋x輻射水平，從而決定行動(dòng)決策。

1 監(jiān)測(cè)儀器與方法

環(huán)境γ劑量率監(jiān)測(cè)主要有兩種方式：即時(shí)監(jiān)測(cè)、連續(xù)監(jiān)測(cè)。前者用各種γ劑量率儀直接測(cè)量在監(jiān)測(cè)點(diǎn)位測(cè)出γ輻射劑量率瞬時(shí)值；后兩者則通過(guò)在固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)儀器、熱釋光劑量計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)環(huán)境γ劑量率的變化值或累積劑量值。

1.1 儀器選用

由于γ劑量率監(jiān)測(cè)儀種類(lèi)較多，而且其性能直接關(guān)系到提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否可靠、準(zhǔn)確，所以在進(jìn)行γ劑量率測(cè)量前，要根據(jù)測(cè)量的目的要選擇合適儀器非常重要。選擇好劑量率儀后，還需要對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)一步地分析和驗(yàn)證，性能不能低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范》(GB/T14583-93)中的要求。

在環(huán)境γ劑量率測(cè)量中，比較常用的是電離室和便攜式劑量率儀。一臺(tái)比較理想的環(huán)境γ輻射劑量率儀器應(yīng)當(dāng)具有：足夠的靈敏度、對(duì)環(huán)境因素特別是溫度變化反映不靈敏、良好的精密度與長(zhǎng)期穩(wěn)定性、角響應(yīng)一致、對(duì)環(huán)境因素特別是溫度變化反映不靈敏、體積小、重量輕、便于攜帶等特點(diǎn)。

1.2 監(jiān)測(cè)方法

在城市中的道路、草坪和廣場(chǎng)測(cè)量時(shí)，測(cè)量點(diǎn)距附近高大建筑物的距離需大于30m并選擇在道路和廣場(chǎng)的中闊地面上1m處。在建筑物內(nèi)測(cè)量時(shí)，要考慮建筑物的類(lèi)型與層次，在室內(nèi)中央距地面1m高度處進(jìn)行[2]。

測(cè)量點(diǎn)原則上實(shí)行網(wǎng)格布點(diǎn)，根據(jù)剖面測(cè)試及城市目前格局等實(shí)際情況，確定網(wǎng)格大小。根據(jù)測(cè)量點(diǎn)周?chē)膸r性、構(gòu)造特點(diǎn)布設(shè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)盡量垂直地面。遇異常情況(高值點(diǎn))時(shí)，重復(fù)測(cè)量，并向周?chē)貐^(qū)加密追索。

在正常本底環(huán)境中，宇宙射線是環(huán)境輻射的主要組成部分，約占天然本底輻射的40%左右，宇宙射線隨海拔高度和地磁緯度而變化。不同儀表對(duì)宇宙射線的響應(yīng)不同，因此在進(jìn)行γ輻射劑量率測(cè)量時(shí)還應(yīng)扣除測(cè)量?jī)x表對(duì)宇宙射線的響應(yīng)部分，以盡可能降低測(cè)量誤差，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有可比性。宇宙響應(yīng)可在水深大于3m、距岸邊大于1km的淡水面上進(jìn)行實(shí)測(cè)獲得，也可根據(jù)理論計(jì)算。

由于環(huán)境γ輻射劑量率水平與地下水位、土壤中水分、降雨的影響、冰雪的覆蓋、放射性物質(zhì)的地面沉降等環(huán)境因素有關(guān)，測(cè)量時(shí)應(yīng)注意根據(jù)測(cè)量目的選擇代表性點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，盡量避免其他因素的影響，否則監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可比性不強(qiáng)。如有降雨，應(yīng)在降雨停止6h和地面無(wú)積水后進(jìn)行測(cè)量[3]。在測(cè)量過(guò)程中還應(yīng)記錄點(diǎn)位的地理位置、氣象條件和地質(zhì)地形等環(huán)境參數(shù)，以便于在數(shù)據(jù)復(fù)核時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)分析。

2 質(zhì)量控制

除了常規(guī)的測(cè)量人員專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，儀器還需定期送至有資質(zhì)的計(jì)量單位進(jìn)行檢定后方可使用。由于儀器的檢定周期一般為一年，所以很難了解儀器在平時(shí)使用時(shí)狀態(tài)是否正常，符合要求，建議在測(cè)量前后進(jìn)行檢驗(yàn)源檢驗(yàn)，如果沒(méi)有檢驗(yàn)源，也可每次選擇同一個(gè)穩(wěn)定場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確認(rèn)儀器的工作狀態(tài)是否正常。

除此之外，同行間比對(duì)也是檢驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的一種重要的手段。更新儀表和方法時(shí)，應(yīng)在典型和極端輻射場(chǎng)條件下與原儀表和方法的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，以保證數(shù)據(jù)前后的一致性。環(huán)境γ輻射劑量率測(cè)定的總不確定度不應(yīng)超過(guò)20%。

3 比對(duì)中出現(xiàn)的問(wèn)題

近來(lái)相關(guān)單位開(kāi)展了很多環(huán)境γ輻射劑量監(jiān)測(cè)的比對(duì)工作，促進(jìn)了工作水平的提高，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些普遍存在的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)檢定校準(zhǔn)的儀器，同時(shí)測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的環(huán)境γ輻射劑量值時(shí)，出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致，甚至差距較大的情況。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)可能是以下幾個(gè)方面造成的。

3.1 不同型號(hào)儀器間能響差異大

由于參加比對(duì)時(shí)，往往各家單位使用儀器不同，而有些型號(hào)儀器對(duì)低能γ射線的響應(yīng)大,對(duì)高能射線的響應(yīng)小，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏差大。也有可能因?yàn)椴煌瑑x器的自身本底差別比較大造成的，不過(guò)這可以通過(guò)扣除宇響數(shù)據(jù)后解決。

3.2 儀器穩(wěn)定性變差

儀器檢定周期為一年，在比對(duì)前儀器因某種原因致使性能下降，致使測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果偏差變大，所以建議使用單位日常定期用檢驗(yàn)源對(duì)儀器進(jìn)行檢查。

3.3 檢定源不同

雖然國(guó)標(biāo)檢定規(guī)程中明確規(guī)定了環(huán)境劑量率儀必須使用Cs-137源進(jìn)行，但也存在使用其他源檢定的情況，導(dǎo)致比對(duì)數(shù)據(jù)偏差大。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境γ劑量率監(jiān)測(cè)是輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要手段，其監(jiān)測(cè)結(jié)果意義較大，但由于天然環(huán)境γ輻射劑量的水平較低，約為10-8Gy/ h至10-6Gy/H之間，加之影響因素較多，如何測(cè)量精確，始終是技術(shù)人員關(guān)注的問(wèn)題。同時(shí)需要監(jiān)測(cè)人員在日常工作中，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀器質(zhì)量控制，多參加同行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出差距，以此促進(jìn)環(huán)境γ劑量率監(jiān)測(cè)質(zhì)量提高。

[1]殷蔭,等.空氣伽馬吸收劑量率影響因素研究.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,3,35-1.

[2]GB/T14583-93，環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范[S].

[3]宋卓人,黃秋豹,劉岳洲.雨后短時(shí)間環(huán)境地表γ劑量率數(shù)值變化研究環(huán)境科學(xué)與管理.2015,11.