α、β测量仪操作技术培训

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     2014年11月24日至11月27日，参加了水文局主办，长江中游水文水资源勘测局承办的α、β测量仪操作技术培训班。主要培训了仪器的原理和构造、操作规范、使用技巧、软硬件维护及常见故障排除。

   了解到放射性的发现是由1896年3月贝克勒尔发现的。自然界中有些天然物质是由不稳定的原子组成的，它们能自发地释放出涉嫌，转变成稳定原子的过程叫做衰变，这种性质叫做放射性。放射性有三大特征，不受外界环境的影响，随机性以及满足一定统计规律。

   常见α射线氦核，穿透力弱，可以用纸挡住或是在空气中前进数分钟β射线电子流，穿透能力较弱，可以用3mm的铝片挡住。γ射线

光子，穿透能力最强100cm的混凝土墙或者20cm铅板可将其强度减

至万分之一。

放射性活度

Ø 单位时间内放射性核素发生自发核衰变的次数

传统单位：居里（Ci）

国际单位：贝克勒尔（Bq）1Ci=3.7×1010Bq

1Bq表示放射性核素在1秒钟内发生一次衰变

放射源的分类

国务院第449号令《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》

Ⅰ类放射源为极高危险源。没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡。

Ⅱ类放射源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死。

Ⅲ类放射源为危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡。

Ⅳ类放射源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤。

Ⅴ类放射源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。

放射性比活度

单位质量或体积的物质中所含某种放射性核素的活度。单位：Bq/kg (Bq/m3)

半衰期

放射性核素的活度减少至原有值的一半所需的时间。

吸收剂量

• 单位质量物质受辐射后吸收辐射的能量

国际单位：戈瑞（Gy）1Gy=1J/kg

传统单位：拉德（rad）1Gy=100rad

辐射作用于物质引起的物理、化学或生物变化首先取决于物质单位质量吸收的辐射能量。辐射类型不同，即使同一物质吸收相同剂量，引起的变化也不相同。

剂量当量

• 描述不同射线对受照体的不同作用效果。组织中某点处的吸收剂量（D）、辐射品质因数（Q）和其他修正因数（N）的乘积。

• 国际单位：希沃特（Sv），也称西弗，1Sv=1J/kg。放射性基础知识

• Sv是一个很大的单位。

有效剂量（E）

考虑人体组织或器官发生的辐射效应为随机效应时，全身受到非均匀

照射的情况下，人体各组织权重因子

器官或组织所接受的平均剂量当量与相应的权重因子的乘积。

放射性的来源

宇宙射线

• 陆地上的辐射源

• 空气中的放射性

• 水中的放射性

• 人体内的放射性医疗照射

• 公众照射

• 职业照射

• 事故和灾害性照射

如何防护？

Ø距离控制——尽量远离放射源

Ø时间控制——尽量减少接触时间

Ø屏蔽控制——合理的屏蔽放射源外照射：放射源在人体外形成照射。

• 距离控制：尽量远离放射源

• 时间控制：尽量减少接触时间

• 屏蔽控制：合理的屏蔽放射源

内照射：放射源在人的体内。（尽量避免）“抢盐”：是为了用不含放射性的I去饱和甲状腺。避免甲状腺吸收放射性的131I，从而避免内照射。然而食盐中的I含量远远不够，过多食用反而造成中毒。

关键是预防

开放性放射源可通过口、呼吸道、皮肤伤口等进入人体，应尽一切可能防止放射性核素进入体内，减少实验场所及环境污染，定期进行污染检查和监测，把反射性核素的年摄入量控制在国家规定的限值以

内。

国家规定剂量限值

职业照射剂量限值

Ø连续5年年平均有效剂量20mSv

Ø任何一年的有效剂量为50mSv

16岁-18岁人员职业照射剂量限值年有效剂量为6mSv

公众照射剂量限值年有效剂量1mSv

特殊情况，如果连续5年平均剂量不超过1mSv，

则某单一年份的有效剂量可提高到5mSv

FYFS-400X系列低本底α/β测量仪是湖北方圆环保科

技有限公司自主研发的新一代闪烁体法测量α和β放

射性的系统。（四通道）

αβ测量仪应用领域

水

GB5749 生活饮用水标准

p土壤

EJ1035 土壤中锶-90分析方法

GB8537 饮用天然矿泉水

GB19298 瓶（桶）装饮用水p食品

卫生标准

GB6767 水中铯-137放射化

GB14882 食品中放射性物质

限制浓度标准品

学分析方法

GB14883.3 食品中放射性物质

GB5750 生活饮用水标准检

验方法

检验锶-89和锶-90的测定

GB14883.8 食品中放射性物质

检验钚-239、钚-240的测定

仪器本底仪器正常工作状态下，测量无放射性污染的空

样品盘时的示值。

仪器在标准条件下，放置无污染的样品盘，连续测量本底。

Ø探测效率在一定探测条件下，探测器测得的计数率与被测

源发射率的比值。

分别将α参考源、β参考源置于样品盘中心，连续测量10次。

Ø效率稳定性

在标准条件下，将受试仪器调整到正常工作状态下，将参考源

或检查置于样品盘中心位置，测量效率10次；然后连续通电

24h，再次测量效率10次。

Ø 串道比 仪器测量单一α或β标准源时，在β道或α道的计数

与α和β道的总计数之比。

技单位面积的平均本底计数率 α ≤0.3 ≤0.18(计数・cm-2・h-1)

β ≤9 ≤6

效率比

α ≥80% ≥85%

β ≥50% ≥58%

α ≤5% ≤3%

效率稳定性

β ≤10% ≤8%

串道比

α射线对β道≤3% ≤2.5%

β射线对α道 ≤0.5% ≤0.3%

单个铅室内，4个主探测器，共用1个反符合

探测器

4通道均可以分步送样，支持采集暂停、继续

功能（专利技术）

可用软件远程调节高压，并实时监测

提供两种通信USB/RS232接口

采用FPGA进行多通道并行采集（专利技术）

采用32位CPU进行仪器总体控制

多通道采用模块化设计，可通过改变软件来

支持最多9通道

全系列（2通道、4通道、6通道）统一外观

全系列主探测器，反符合探测器共用

闪烁探测器

利用辐射在某些物质中电离、激发时产生的荧光探测电离

辐射的探测器。

1）闪烁体的原子、分子被电离或激发

2）受激原子退激，产生荧光

3）PMT光阴极产生光电子

4）光电子倍增，产生电信号

闪烁探测器

1）光阴极：接收光子，发射光电子的电极

2）电子光学输入系统：将光电子聚焦到第一倍增极

3）二次发射倍增系统：一次递增点位，倍增系数3-6

4）阳极：收集电子，输出信号

探测器

Ø塑料双闪

Ø光电倍增管

Ø前置放大器

反符合探测器

Ø 由塑料闪烁体和光电倍增管组成。

Ø 用来屏蔽宇宙射线，主要是γ射线。

铅室

Ø 由上层铅室，中间层和下层铅室组成。

Ø 用来屏蔽宇宙射线，环境中的γ射线干扰，同时屏蔽自然光的串

扰（弱）。

控制器

Ø 采用FPGA进行多通道并行采集，增加数据准确性。

Ø 降低由于芯片带来的系统故障率结构灵活，可扩展 增加系统稳定性与外部中断/上位机通信更为方便。

经过上述几天的培训，受益匪浅，基本能够掌握测定的操作步骤及维护预防。