影響輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站γ劑量率變化的幾種因素

摘 要：γ輻射空氣吸收劑量率是反映環(huán)境輻射水平一種最直觀的方式。一般情況下，輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站測(cè)量γ劑量率浮動(dòng)不大，處于平穩(wěn)狀態(tài)，但也有一些情況會(huì)引起γ劑量率數(shù)值的變化，文章總結(jié)了幾種引起γ劑量率變化的因素。

關(guān)鍵詞：輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站；γ空氣吸收劑量率；變化因素

前言

核能作為一種清潔能源現(xiàn)已經(jīng)被大力提倡，隨著核技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，越來越多的公眾開始關(guān)注輻射環(huán)境。γ輻射空氣吸收劑量率是輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中的一個(gè)重要參數(shù)，能夠直觀反映當(dāng)前環(huán)境中輻射本底水平和分布情況，以及由人類實(shí)踐活動(dòng)帶來的劑量率變化，更能為運(yùn)行核設(shè)施或核事故狀態(tài)下輻射環(huán)境情況提供數(shù)據(jù)支持。環(huán)境γ劑量率主要來自天然輻射和人工輻射，天然輻射包括原生放射性核素、宇生放射性核素及宇宙射線等；人工輻射主要包括核技術(shù)、核燃料及核爆炸等方面。環(huán)境地表γ劑量率監(jiān)測(cè)按照監(jiān)測(cè)方法可分為：瞬時(shí)監(jiān)測(cè)、累積監(jiān)測(cè)（TLD）、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站連續(xù)監(jiān)測(cè)等，這三種方法互為補(bǔ)充，其中連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，是近年環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展重點(diǎn)[1]。

1 劑量率數(shù)據(jù)數(shù)值影響因素分析

在自動(dòng)監(jiān)測(cè)站實(shí)際運(yùn)行過程中，通常保持在平均水平上，但有時(shí)由于種種原因，會(huì)造成數(shù)值發(fā)生變化，例如降雨、周圍環(huán)境發(fā)生變化、核技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)、儀器故障、核試驗(yàn)或核事故等。

1.1 降雨

自動(dòng)監(jiān)測(cè)站所在地區(qū)發(fā)生降雨時(shí)，所測(cè)量到的γ劑量率相比降雨前會(huì)出現(xiàn)明顯升高趨勢(shì)，待雨停后，數(shù)值又會(huì)慢慢降低至降雨前的輻射環(huán)境水平。在此期間，排除有人工源的影響后，引起γ劑量率升高的主要原因主要就是大氣中的放射性核素通過降雨由高空帶至地表，導(dǎo)致地表環(huán)境γ劑量率瞬時(shí)變大。氡子體就是這些被沖刷下來的核素中最主要的。氡的衰變子體主要包括Rn-222衰變子體、Rn-220衰變子體、Rn-219衰變子體，由于Rn-220、Rn-219衰變時(shí)間較短，其衰變子體從高空將至地面，一般的遷移路徑不會(huì)太遠(yuǎn)，所以降雨主要將Rn-222衰變子體沖刷下來，其衰變子體主要包括Po-218、Pb-214、Bi-214。氡子體以氣溶膠或者微塵形式存在。當(dāng)降雨時(shí)，隨著雨水降落的氡子體發(fā)生放射性衰變，發(fā)出γ射線，從而引起環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站γ劑量率數(shù)值變大。同時(shí)這種變化的大小與雨量大小也有密切相關(guān)。對(duì)降雨量和γ劑量率上升的定量分析后顯示，降雨量和γ劑量率呈正相關(guān)，但由于降雨對(duì)空氣中的放射性核素的沖洗不均勻，以及沖洗因子的差異及其它氣象的差異，使得降雨量和γ劑量率的上升在定量關(guān)系上存在一定的差異[2]。

1.2 周圍環(huán)境變化

自動(dòng)監(jiān)測(cè)站在建成后，無特殊原因，周圍環(huán)境一般不發(fā)生變化。本次文章提到自動(dòng)監(jiān)測(cè)站周圍環(huán)境變化指的是長(zhǎng)期性變化，主要包括兩種：第一，自動(dòng)監(jiān)測(cè)站建成后，隨著周邊地帶的發(fā)展，周圍環(huán)境變化，例如在自動(dòng)監(jiān)測(cè)站旁邊新建、改建一些建筑，影響自動(dòng)監(jiān)測(cè)站周圍的輻射水平發(fā)生變化，測(cè)量的γ劑量率相比環(huán)境變化前就會(huì)有所改變。第二，當(dāng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站搬遷至另一地點(diǎn)后，由于新地點(diǎn)與原址輻射水平不可能完全相同，之后所測(cè)量的γ劑量率照比搬遷前，數(shù)值有一定的變化，例如搬遷至輻射環(huán)境本底較高或較低地區(qū)，會(huì)令劑量率數(shù)值變化。

1.3 人類實(shí)踐活動(dòng)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)站分布在全國(guó)各個(gè)地區(qū)，有些自動(dòng)監(jiān)測(cè)站建設(shè)在受人類實(shí)踐活動(dòng)影響較大的地方，這些核技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，會(huì)對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站γ劑量率造成影響。例如，自動(dòng)監(jiān)測(cè)站建立在廢物庫或鈾礦區(qū)附近，當(dāng)運(yùn)源車攜源經(jīng)過自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，或運(yùn)礦車有礦石灑落時(shí)，會(huì)造成自動(dòng)監(jiān)測(cè)站測(cè)量的劑量率瞬時(shí)升高。當(dāng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站附近有核技術(shù)利用項(xiàng)目開展，例如野外探傷等，在運(yùn)行工況下會(huì)另自動(dòng)監(jiān)測(cè)站γ劑量率瞬時(shí)升高幾倍。由于這些令自動(dòng)監(jiān)測(cè)站γ劑量率數(shù)值升高的因素多是人為的，可盡量在自動(dòng)監(jiān)測(cè)站選址初盡量避免，保持γ劑量率處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.4 設(shè)備故障

自動(dòng)監(jiān)測(cè)站測(cè)量γ劑量率的設(shè)備多為高壓電離室，由于高壓電離室的輸出信號(hào)在10-13A的量級(jí)，非常微弱，因此接頭接觸不良、電纜線受潮、電離室靜電計(jì)受潮等微小故障都會(huì)對(duì)測(cè)量造成影響。例如靜電計(jì)輸出端接觸不良，調(diào)零偏離高壓大時(shí)，γ劑量率數(shù)值會(huì)瞬時(shí)升高；電纜線接頭接觸不良，收集棒未能飽和收集，γ劑量率數(shù)值降低；靜電計(jì)調(diào)零偏離，而造成劑量率數(shù)值基線上升。在自動(dòng)監(jiān)測(cè)站日常運(yùn)行期間，要定期檢查，做好運(yùn)維工作，保證自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的正常運(yùn)行。

1.5 核與輻射事故

當(dāng)有核與輻射事故發(fā)生時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)站作為自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)γ劑量率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，已測(cè)量數(shù)值為依據(jù)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)異常情況，為核與輻射事故研判提供有力的技術(shù)支持。

2 結(jié)束語

根據(jù)空氣輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的建設(shè)要點(diǎn)，目前在全國(guó)已建立了100 個(gè)空氣輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站對(duì)輻射環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，初步發(fā)揮了良好的效益[3]。γ劑量率是自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的重要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，數(shù)值的變化越來越受到人們關(guān)注。通常情況，異常值判斷標(biāo)準(zhǔn)為歷年小時(shí)均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差。異常值出現(xiàn)時(shí)，要根據(jù)各影響因素對(duì)其進(jìn)行分析后謹(jǐn)慎取舍判斷，實(shí)時(shí)了解輻射環(huán)境水平的真實(shí)情況。我國(guó)目前的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站建設(shè)處于初步階段，對(duì)影響自動(dòng)監(jiān)測(cè)站γ劑量率數(shù)值變化的因素了解還不夠全面，在今后運(yùn)行中還可以進(jìn)一步深入研究，為輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)及應(yīng)急監(jiān)測(cè)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]王亮.輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的簡(jiǎn)介與運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)淺談[J].四川環(huán)境，2013，8.

[2]許哲.大氣降雨對(duì)環(huán)境地表γ空氣比釋動(dòng)能率測(cè)量影響規(guī)律的研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2009.

[3]章昕欲，等.空氣輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站建設(shè)技術(shù)初探[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2013，3：48-51.

作者簡(jiǎn)介：王溪睿（1988-），女，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)。