济南市环境中 X-γ辐射累积剂量测定和瞬时剂量值比对研究论文

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　　摘要：随着核技术的发展，以及环境辐射监测手段的进步，在检测辐射环境外辐照方面，从20世纪90年代以来就开始广泛应用于环境γ外辐射剂量检测的以LiF（Mg.Cu.p）探测器为代表的热释光探测器（TLD）检测，使得累计剂量测定获得了较快进展。累计剂量测量方法可以给出在一定时期内的环境辐射剂量数据，已经成为环境辐射检测的主要方法之一，它能够反应出被检测场所在某个时期内的对外照射辐射程度，其检测数据精确，信息比较准确，从而能够判断外辐射环境质量以及相应人员所受到的外辐射剂量变化[1]。但由于自然环境的射线元素复杂，发射能力弱，现场测定的干扰条件多，所以开展天然环境射线的检测后，通常必须2个以上的检测手段，并互相比对和印证[2]。因此，X-γ辐射环境监测将累积与瞬时监测有机的结合，可提供较为全面的辐射剂量数据资料[3]。
　　关键词：辐射环境；累积剂量；瞬时剂量
　　热释光探测器受射线照射时能储存部分辐射能。它被加热时，这部分能量以发光的形式放出。物质的这种特性称为辐射热释光或热释光。热释光强度随加热条件而变化，两者之间的函数关系称发光曲线。某段区间内发光曲线下的面积，即该段区间内总热释光量子数，与被测热释光元件在辐射场中的吸收剂量成线性关系。利用该特性来测定在环境中布放期间的累积剂量，评价该点的辐射水平。
　　1材料与方法
　　1.1仪器设备
　　γ辐射累积剂量监测和γ射线剂量值的监测用仪器设备见表1。其中，由美国热电生产的RSS131型高气压电离室传感器位于百叶箱中，安装在距地面1 m。

　　1.2累积剂量材料
　　热释光剂量计[thermoluminescence dosimeter，简称TLD，材料为LiF（Mg、Cu、P），Φ4.5×0.8 mm]。
　　1.3累积剂量布点原则
　　热释光剂量计的现场放置地点要选择得尽量能代表总的被测环境，合格的地点应是物理上是均匀的、空旷的地区，不受邻近建筑物的屏蔽，放置时，尽可能把热释光剂量计挂在离地面1.0～1.8 m的高度，应较多地考虑有利于合理提高回收率。热释光剂量计尽可能远离可引起辐射入射方向反常或干扰辐射场的高大密集的物体；合适的悬挂方法是把热释光剂量计放在特制的收集箱内，收集箱保持良好通风，所用材料应质量轻和含放射性杂质光，剂量计也可挂在铁栅栏、小树或轻质木柱上。
　　1.4高气压电离室准备工作
　　使用前先通过配置的专用充电器对仪器充分充电，并检查电缆线及三脚架是否完好正常。
　　1.5高气压电离室仪器安装
　　1）把RSS—131牢固固定在三脚架，调节三脚架使探头中间位置与地面约1.5 m高度。若与固定放置的仪器比对，则需把三脚架调整到与比对仪器所处的几何条件保持一致。
　　2）把专用电缆线圆插头端（8脚）插入RSS—131 COM2端口并往右旋转固定。
　　3）把专用电缆线双排插头端（9脚）插入手提电脑端口。
　　2标准依据
　　《个人和环境监测用热释光剂量测量系统》（GB/T10264—2014）；
　　《环境地表γ辐射剂量率测量规范》（GB/T 14583—1993）。
　　3监测比对方法
　　将预备好的剂量片进行退火处理，在每个剂量计内装入同数退火处理好的剂量片，并布放于自动站高压电离室百叶箱内的空气探测器有效位置的水平角度上[4]，布放时间通常为一季度，在布放完成后再返回至实验室进行分析计算，最后再按照实际的布放时间长计算出空气吸收剂量数。实验室仪器检定合格并处于有效期内，短期稳定性及长期可靠性均满足要求。济南经十路自动站的高压电离室，设在山东城市建设职业学院（燕山校区）楼顶，安全性较好，能实时连续计算气体吸收剂量值，以计算各季节剂量率的平均数为季度平均值。
　　选取济南经十路站同一季度时间内的累积剂量和自动站瞬时剂量的结果（表2）进行比对，对于有不确定度的测量结果，按En值[式（1）]进行评定，如果En值评定结果小于1，则表示无显著性差异，En值评定结果大于1，则表示存在显著性差异。

　　式中：X高是高压电离室量测的空气吸收剂量值；XTLD是按累计剂量所检测到的空气吸收剂量值；U高是高气压电离室量测的不确定度值（U高=10%）；UTLD是累计剂量的不确定度值（UTLD=15%）。经计算，连续两年内济南经十路站的高压电离室气体吸收剂量值范围为66.1～67.7 nGy/h，γ高累积剂量值范围为61.1~68.8 nGy/h，En值范围为0.11～0.45。

　　4质量控制
　　按照《环境γ辐射剂量率测量技术规范》（HJ 1157—2021)规定，高压电离室定期在室内外稳定辐射场测量，每月至少1次，绘制稳定辐射场测量值质控图，每台仪器质控图至少应累积正常工作条件下20个以上测量值（以下质控图的绘制与此规定同）。每年用校验源（可釆用全国辐射环境监测标准物质配置项目统一配置的放射源）至少进行1次期间核查，期间核查方法见《辐射环境空气自动监测站空气吸收剂量率仪期间核查实施细则（试行）（国环辐〔2019〕18号）。对于热释光剂量仪，热释光探测器更换时，应按照《个人和环境监测用热释光剂量测量系统》（GB/T 10264—2014）条款9.2和9.3的规定，进行变异系数和非线性响应实验。按照《个人和环境监测用X、γ辐射热释光剂量测量系统》（JJG593—2016）量值检验的规定，定期测定指定剂量（1～10 mGy或H*（10）1~10 mSv）辐照的热释光探测器，每年至少1次，与指定剂量的相对误差应不大于10%。每个累积剂量监测点至少采用4个热释光探测器，为减少读数的不确定度，可增加热释光探测器个数。并且按规定进行期间核查。
　　5结论
　　同一年济南经十路站的自然γ放射性累积剂量值和高压电离室气体吸收剂量值的测定结果一致，均位于《山东省环境天然放射性水平调查研究报告》（1989年）中的济南市环境天然γ辐射剂量值范围以内；En范围和|En|范围均为0.11～0.45之间，En＜1，则表示没有明确的差异，这也就在某种意义上说明了累积剂量监测装置和瞬时剂量监测仪器，这二种不同原理的剂量监测仪器监测数据的准确性。
　　参考文献
　　[1]李逢伟.福建省2015年度累积剂量调查[J].化学工程与装备，2016（9）：310-312.
　　[2]潘自强.电离辐射环境监测与评价[M].北京：原子能出版社，2009.
　　[3]田坤，王辉，夏冰.环境γ辐射累积剂量率与高压电离室空气吸收剂量率的比对[J].科技创新导报，2019（22）：92-95.
　　[4]赵广翠，王*.北京市环境中累积剂量测量与瞬时剂量率测量比对分析[J].核电子学与探测技术，2015，35（4）：339-341.

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