放射防护学放射防护的目的原则和措施.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,放射防护学放射防护的目的原则和措施,优选放射防护学放射防护的目的原则和措施,为什么要进行放射防护？,放射性的双重性,利益是巨大的,危害是无法避免的,利益与代价共存,焦点：以最小代价获得最大利益,防护：是降低代价的有效手段,1979年，人类核能利用 上首次公开的核事故 三英里岛核电站事故,+20d,+39d,放射性,危害,后果（,1Gy,）,电离辐射不能完全避免,随机效应的发生,“,线性无阈,”,机制,对于电离辐射的防护的不同态度,马虎大意,谈虎色变,第一节 放射防护的目的和原则,防止有害的确定性效应,限制随机效应的发生率，使之降到可以接受的水平,一、放射防护的目的,防止有害的确定性效应,从理论上讲，只要将受照射剂量控制在阈值以下，就不会发生确定性效应,必须确保放射操作人员在其一生中或全部工龄期间，任何一个组织、器官所受到的累积当量剂量，均应低于发生确定性效应的剂量阈值,限制随机性效应的发生率，使之达到被认为可以接受的水平,对于随机性效应，我们只可能合理地限制其发生几率，而无法完全消除,何为可以接受的水平？,放射实践的正当化（,Justification,）,放射防护的最优化,(optimization),个人剂量限值（,individual dose limits,）,二、放射防护的基本原则,1,、放射实践的正当化（,Justification,）,利益,危害,利益,危害,引进伴有辐射照射的任何实践之前，都必须经过正当化判断。,正当化要求,群体体检：是否取消胸透？,2,、放射防护的最优化,(optimization),避免一切不必要的照射。,As Low As Reasonable,ALAR,原则,任何必要的照射，在考虑了经济、技术和社会等因素的基础上，应保持在可以合理达到的尽可能低的水平,最优化原则贯穿了辐射工作的所有环节,管理者：防护 的制定和贯彻,放射性操作人员：操作人员的数量和素质,操作规程：贯彻操作规程并保证操作的质量,仪器设备：维护和检修,放射防护监测纲要：制订和执行,应急情况的准备：对事故的发生应有应急措施,整个放射防护纲要的定期评价,最优化原则涉及每一个人和方面,个人剂量限值：,（,individual dose limits,）,在贯彻实施以上两种原则的时候，对个人所受的辐射剂量限值加以限制。,放射防护的三个基本原则是一个有机的统一整体，缺一不可。在实际工作中，这三者不可人为地割裂开来，而应同时予以考虑。只有这样，才能保证放射防护正常合理地进行。,误区：以个人剂量限值为金标准,最优化原则是最基本的原则,一、定义,是指国家规定的放射性职业人员和广大居民个人所受的射线照射当量剂量的标准限值,第二节 个人剂量限值,在剂量上等于个人在一年内受到的外照射和内照射产生的累积有效剂量的总和。,注：不包括天然本底辐射,将放射从业人员和普通公众区别开来主要是基于以下原因：,职业人员是有目的的从事放射活动，事先知道。,职业人员接受过专业培训，具有专业防护知识。有严格的管理制度，有健康指标的追踪观察。,职业人员都是成人，而公众里有儿童。,二、放射从业人员的个人剂量限值,5,年为一个计量周期。,针对随机效应：,5,年内平均每年为,20mSv,（,5,年为,100mSv,），在任一年不得超过,50mSv,。,针对确定性效应：任一器官或组织的年剂量当量不得超过,500mSv,，眼晶体不得超过,150mSv,。,公众的个人剂量限值一般是放射性从业人员的,1/10,。,单个组织或器官所接受剂量当量不大于,50mSv,。眼晶体不超过,15mSv,三、公众的个人剂量限值,1,、特殊照射：,事先经过周密的计划，由放射工作单位的领导和防护负责人批准,在一次事件中不大于,100mSv,，一生中不大于,250mSv,同时满足眼晶体不大于,150mSv,，其它组织不大于,250mSv,四、其他人员的剂量限值,2,、,16,岁以下的任何人均不得接受职业性照射；,3,、年龄在,1618,岁之间的实习培训人员，,1,年中接受的辐射剂量不得超过,6mSv,；,4,、育龄妇女和孕妇的职业照射：,ICRP,规定只要妇女宣告怀孕，在孕期余下的时间对腹部表面（下躯干）的剂量不得超过,2mSv,。,5,、胚胎和胎儿,在孕期内胚胎和胎儿接受的剂量不得超过,1mSv,主要包括,X,、,、,射线和中子等,其根本方法是控制放射源对人体的照射,第三节 外照射的防护,1,、时间防护：缩短操作时间（在剂量率不变的情况下，照射剂量与时间成正比）,周密的计划、熟练的技术,对于剂量大而又操作复杂的实验，应先作预实验,对在短时间难以完成的任务，应由数人分别承担,除非工作需要，应避免在电离辐射场所中作不必要的逗留,外照射的防护措施,2,、距离防护：增大与辐射源的距离,对,点状源来说，剂量率与距离的平方成反比，也就是说，距离增大一倍，剂量率则减少到原来的四分之一,平方反比法则,可利用操作工具、遥控,3,、屏蔽防护：在操作者与辐射源之间设置屏障,在人体与放射源之间设置屏蔽，使射线逐步衰减和被吸收是安全而有效的措施,不同的射线应采取不同的屏蔽材料,屏蔽材料选择的一般原则,屏蔽方式,固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗,移动式：包装容器、手套箱、防护屏、铅砖、铅围裙、眼镜等,X,射线防护衣,牙科防护裙,射线,纸张,所以一般不采取屏蔽措施,放射性核素衰变时，高能,粒子穿过周围物质时易产生轫致辐射。,屏蔽,粒子应选用低原子序数的材料如有机玻璃、铝等以减少轫致辐射，外面再用高原子序数的材料屏蔽轫致辐射和其它光子。,射线,采用高原子序数材料如铅、水泥等，并且还要求有一定的厚度,在屏蔽防护时还要防止射线的漏射,射线,中子的屏蔽必须使用含氢较多的物质,常将硼和石蜡均匀混合作为中子屏蔽材料,混凝土内含有相当数量的氢，它对中子和,射线都有较好的防护能力,中子,铅当量,半价层,屏蔽材料厚度计算,内照射即使停止接触放射性物质后，已经进入人体的放射性核素仍将产生照射,体内清除慢，无特效清除方法,第五节 内照射的防护,呼吸道吸入,消化道食入,皮肤透皮吸收,伤口直接入血,一、放射性核素进入人体的途径,潜伏期长,选择性损伤,病程缓慢,损伤修复交替,二、内照射损伤特点,内照射的防护关键在预防,尽一切可能防止放射性核素进入体内,三、内照射防护的基本措施,1,、对放射性核素和开放型工作场所进行分组,根据我国政府颁布的,放射卫生防护标准,，根据放射性核素在环境中的最大允许浓度，将放射性核素分为极毒性、高毒组、中毒组、低毒组。,对开放型工作场所也根据等效日操作量分成三类,不同类别的操作场所和不同组别的放射性核素有严格的操作规程和管理制度,放射性工作必须在指定的区域进行，避免放射性向环境扩散,开放型工作场所必须采取严密而有效的围封隔离措施，包括在开放源周围设立一系列屏障，以限制可能被污染的体积和表面，防止放射性物质向环境扩散,2,、围封,严格遵守操作规程，尽量避免发生污染。一旦发生污染应及时清除,房间应保持通风，有条件者应从房间顶部排风口抽出空气并设置净化过滤装置,工作场所风向应从低活性工作室向高活性工作室方向流动,3,、保洁和去污,根据工作的性质穿戴相应的防护衣具，限制暴露与污染环境中的时间，遵守个人放射防护规则,个人应佩戴剂量仪，定期体检，建立工作人员健康档案、受照剂量和场所监测档案,4,、个人防护,放射防护学辐射监测,优选放射防护学辐射监测,常规监测,任务相关监测（操作监测）,特殊监测,分类,62,是为确定工作条件是否适合于继续进行操作、在预定场所按预定监测周期所进行的一类监测。,1,、常规监测,63,监测周期,一般为,1,个月，也可视具体情况延长或缩短，但最长不得超过,3,个月。,确定常规监测的周期应综合考虑放射工作人员的工作性质、所受剂量的大小、剂量变化程度及剂量计的性能等诸多因素。,64,监测目的：,是要指明包括个人剂量水平和场所逗留满意度在内的工作条件，同时也是为了满足审管要求。,65,为用于特定操作提供有关操作和管理方面即时决策支持数据的一类监测。,目的：为有关运行管理的当前决定提供数据资料，也可用于支持防护最优化。,2,、操作监测,66,是为阐明已经发生或怀疑将会发生异常照射的某一特殊问题而在一个有限期间所进行的一类监测。,监测目的：提供为阐明某一问题以及界定未来程序的详细资料，为控制照射但并无充分资料可用或可能存在潜在照射的场所监测。,3,、特殊监测,67,特殊监测本质上是一种调查，常适用于有关工作场所安全是否得以有效控制的资料缺乏的场合。,其特点是：目的明确，时间限定，达到预期目的立即结束监测，代之以常规监测或操作监测。,68,个人监测,工作场所监测,环境监测,辐射监测分类（按监测对象）,69,放射性检测仪器,放射检测的基本原理是基于射线与物质之间相互作用产生的各种效应。,电离型检测器 利用电离效应 气体,闪烁型检测器 利用光效应,半导体检测器 利用电离效应 固态半导体,70,辐射测量仪器的基本要求,有足够的灵敏度和相当宽的量程,；,必要的精确度和长期稳定性，与此相应的相对误差小于15%；,同类型仪器之间一致性好，各台仪器测量值的相对误差不大于15%；,仪器本底低；,能量响应好，能量响应相对误差小于30%；,能耗低，体积小，重量轻，携带方便；,角响应好，对,137,Cs,源，0,0,180,0,范围内角响应平均值不小刻度方向上响应值的80%；,能在恶劣的温湿度条件下正常使用。,71,X-,辐射剂量测量,在距地表上方一定高度(通常为1,m),处，用,剂量率仪测量周围环境中天然和人工放射性核素所产生的,辐射所致空气吸收剂量。,目的：测量和评价研究对象所产生的环境照射。,72,能谱测量,谱仪测量,辐射的能谱，可以确定土壤或岩石中所含,放射性核素的成份及相对浓度分布。,根据核素释出的,射线能量之间的显著差异，,能谱相应地设置了不同的能谱“窗口”测量道，测得各测量道中的计数率后，根据这几种能量的,射线在相应道中的刻度系数，即可求得土壤中相应核素的浓度。,分类：,航空,能谱测量、汽车,能谱测量和步行,能谱测量。,73,第一节 个人辐射监测,外照射累积剂量监测,内照射监测,放射污染的监测,74,参考标准,职业性外照射个人监测规范（GBZ128-2002）,职业性内照射个人监测规范（GBZ129-2002）,职业性皮肤放射性污染个人监测规范（GBZ166-2005）,75,概念,个人辐射监测是利用工作人员佩带个人剂量计进行的测量，或对体内或排泄物中放射性核素的种类和活度进行的测量,估算明显受到照射的器官或组织所接受的平均剂量当量或有效剂量当量,对及时查明放射防护工作的薄弱环节和事故隐患，采取切实有效的改进措施，为放射防护卫生学评价、放射诊疗工作人员医学监护和健康评价、放射性职业病诊断以及放射事故调查处理提供重要依据，也是保障放射诊疗工作人员权益的应尽义务,76,适用范围,进入控制区或大于,5mSv,a,-1,的人员必须做。,1mSv,a,-1,5mSv,a,-1,的人员尽可能做。,小于,1mSv,a,-1,的人员可放宽监测周期。,77,不需要进行外照射个人监测的情况,辐射体（其,辐射全被屏蔽）,50MBq,辐射体（伴有或没有,辐射）,E,max,0.3MeV 5 MBq,E,max,0.3MeV 50MBq,一、外照射个人累积剂量监测,所有从事或涉及放射工作的个人，都应接受职业外照射个人监测。,78,监测职业人员在一个给定周期内或在一次操作过程中受到的外照射累积剂量，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。,通过职业照射人员佩戴的个人剂量计可获得事故受照剂量，作为医学处理的剂量依据。,79,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。,测量方法,80,81,佩带要求,对于比较均匀的辐射场，当辐射主要来自前方时，剂量计应佩带在人体躯干前方中部位置，一般在左胸前；,当辐射主要来自人体背面时，剂量计应佩带在背部中间。,对于工作中穿戴铅围裙的场合（如医院放射科），通常应藉佩带在围裙里面躯干上的剂量计估算工作人员的实际有效剂量。,当受照剂量可能相当大时(如介入放射学操作)，则还需在围裙外面衣领上另外佩带一个剂量计，以估算人体未被屏蔽部分的剂量。,只有当受照剂量很小且个人监测仅是为了获得剂量上限估计值时，剂量计才可佩带在围裙外面胸前位置。,82,常用的个人计量计：,袖珍电离室,胶片计量计,热释光体,荧光玻璃,83,热释光剂量仪,电离射线与热释光物质,(,常用的是,lithium fluoride),晶体碰撞，热释光物质吸收射线能量使电子跃迁，由于晶体结构的影响，使一部分电子仍停留在中间能量状态。这部分电子的数量是吸收的射线能量的函数。在加热时这部分电子恢复到基态而释放出光子。定量释放出的光子就可进行剂量测定。常用可测的线性剂量范围约为,0.01mGy,10Gy,。,84,个人剂量监测结果的评价,依据职业外照射个人监测新规范（GBZ128-2002）规定,当放射工作人员的年受照剂量小于5mSv时，只需记录个人监测的剂量结果。,当放射工作人员的年受照剂量达到并超过5mSv时应进行调查。,当放射工作人员的年受照剂量大于年限值20mSv时，除应记录个人监测结果外，还应估算人员主要受照器官或组织的当量剂量，必要时尚需估算人员的有效剂量，以进行安全评价，并查明原因，改进防护措施。,85,年平均有效剂量，,E,（外照射年剂量与年待积剂量之和）,年集体有效剂量，,S,年个人剂量超过,E,（,mSv,）的集体有效剂量与总的集体剂量之比，即集体剂量分布比，,SR,测量结果评价,86,二、内照射个人监测,定义：,指通过对体内或排泄物中放射性核素种类及活度进行的监测，或利用工作人员所佩带的个人空气采样器或呼吸保护器对吸入放射性核素种类及活度进行的监测。,87,监测目的,估算待积有效剂量，,需要时估算严重受照组织的待积当量剂量，以验证是否符合审管要求；,有助于设施的设计和运行控制；,在事故照射情况下，为启动和支持任何适宜的健康监督和治疗提供有价值的资料。,88,需要接受内照射常规个人监测：,从事气态或易挥发性放射性物质的操作人员,从事钚和其他超铀核素处理的操作人员,从事处理钍矿石和钍核素及其化合物物料的操作人员,从事高品位铀矿的水冶和精炼物料的操作人员,从事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,从事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,131,I,的工作人员,，,89,监测方法的选择原则,放射性核素的辐射特性；,摄入途径、摄入核素的理化形态；,污染物的生物动力学行为；,生物学廓清及放射性衰变后污染物在体内的滞留特性；,所要求的测量频率；,所考虑测量设备的灵敏度、适用性和方便性等几个方面因素。,90,体外直接全身计数测定；,分析人员排泄物的方法；,采集外周血样进行分析测定；,测量方法,91,体外直接测定,是借助于全身计数测定人体内受到放射性核素意外污染的部位并鉴定核素种类。,92,分析人员排泄物,对其不能在体外检测的放射性核素，可用排泄物分析判定体内污染的情况。,尿液、鼻拭子等。,93,三、皮肤污染的个人监测,监测目的,证明是否遵守了适当的剂量限值,探测可能转移到控制区以外的污染,在事故过量照射情况下，为启动和支持适当的健康监护和治疗提供信息。,94,哇！,没有污染,95,污染监测仪,96,污染监测仪,常用于实验台、地板表面及衣服、体表污染的监测。,可以测定的射线有,、,X,射线和,射线等。,测定剂量率范围一般有高剂量和低剂量两种，即,0-50mGy/h,和,0-0.5Gy/h,。,可根据被测定的场所使用的放射性核素种类选择使用。,剂量超过预置限值后设有报警装置。,97,四、内外照射个人剂量的评价,外照射分别计算深部照射的有效剂量和皮肤的当量剂量,体内照射以摄入量转换为有效剂量,总剂量为内外照射量相加,比较总剂量与个人年有效剂量限值,98,第二节 工作场所的辐射监测（radiation monitoring of work-place）,是指在接触射线和操作放射性物质的区域内工作现场的监测,99,监测目的,在于通过一定的监测手段，确定工作场所辐射水平是否处在连续作业的安全水平，确认安全程度；,判断在场工作人员可能受到的照射，为工作场所安全评价提供基础资料；,监测到的数据资料可作为评价个人接受剂量水平的依据；,可作为判断事故、改善操作方法、改进防护设备及降低照射水平的依据。,100,分类,工作场所的外照射剂量率的监测,工作场所空气污染的监测,工作场所表面污染的监测,101,一、工作场所的外照射剂量率的监测,监测目的,旨在说明工作条件是否满意，是否符合法规要求,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,102,监测方法,便携式剂量率仪定期重复性巡测,固定的剂量率仪对异常或突发事件的报警测量,103,二、工作场所空气污染的监测,监测目的,有助于控制工作人员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，以便随后采取补救或防护行动,为工作人员体内污染监测计划的制定提供信息,104,监测方法,报警监测,区域采样监测,代表性采样监测,105,三、工作场所表面污染的监测,监测目的,支持防止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,106,监测方法,直接测量法,间接测量法,辅助测量法,107,直接测量法,辐射体：探头与表面距离0.5cm，探头移动速度15cm/s,辐射体：探头与表面距离2.5cm5cm，探头移动速度15cm/s,108,间接测量法,干擦拭法,湿擦拭法,胶带纸粘贴法,109,第三节 环境监测,环境放射性监测的目的,为了掌握环境中的天然、人工放射性核素的水平、动态变化、转移规律、污染特点以及对公众造成的辐射剂量情况,环境放射性监测是环境监测的重要内容,110,环境监测,111,112,环境中放射性的来源,环境放射性来源于天然的和人为的放射性,天然放射性,宇宙射线 包括初级宇宙射线和次级宇宙射线,天然系列放射性核素 与地球同寿，达到母体与子体的放射性平衡，并成为放射性核素系列：铀系(母体为,238,U)、锕系(母体为,235,U)和钍系(母体为,232,Th)，最终成为Pb核素,自然界独立存在的核素 半衰期极长的核素,113,人为放射性污染源,核试验与航天事故,核工业 核废弃物（核发电）,工农业、医学、科研,医学占人工污染源的,90,放射性矿物开采,114,环境放射性监测特点,外来放射性(包括本底放射性和干扰放射性)对监测方法的探测限和准确度影响很大,放射性测量的统计误差对分析结果影响较大，为了达到一定的测量精确度，常常要求测量较长的时间，为此对测量仪表的稳定性的要求更高,115,监测的环境介质有：,空气、地表水、地下水、陆生生物水生生物、食物、土壤、水体底质和沉降灰等；,116,放射性核素在环境中的分布,在土壤和岩石中的分布,在水体中的分布,在大气中的分布,在室内空气中的分布,在动植物组织中的分布,117,放射性核素在环境中的分布,在土壤和岩石中的分布。含量变动很大，主要取决于岩石层的性质和土壤的类型,在水体中的分布。海水中天然放射性核素主要是,40,K、,87,Rb和铀系元素，含量与区域地理、水体交换等有关；淡水中天然放射性核素含量与岩石、水文地质、大气交换等有关,一般地下水中含有的放射性高于地面水，而且铀、镭的含量变化较大,118,在大气中的分布：大多数核素可以出现在空气中，最主要的是氡的同位素,(,222,Rn),，氡是镭的衰变产物，从含泪的岩石、土壤、水体和建筑材料中逸散到空气中。氡在日出前浓度最高，中午较低，相差十倍以上,在动植物组织中的分布：任何动植物体内都含天然放射性核素，与土壤、水、肥料有关,在室内空气中的分布：主要来源于建筑材料,119,人体中的放射性核素及其危害,放射性核素进入人体的三个途径：呼吸道吸入、消化道摄入、皮肤或粘膜侵入,由呼吸道吸入的放射性物质，其吸收程度与放射性核素的性质、状态有关：易溶性的吸收较快，气溶胶吸收较慢；核素被肺泡粘膜吸收后，可直接进入血液,正常条件下，每年每人从环境中受到的放射性辐射总剂量不超过2毫希沃特，其中一半以上是天然放射性,120,放射性污染的危害,人体受到放射性射线照射后，常会引起肌体细胞分子、原子电离，使组织的的某些大分子结构被破坏，如使蛋白质及核糖核酸、脱氧核糖核酸分子链断裂，造成组织破坏,人体一次或在短期内接受大剂量照射，将引起急性辐射损伤,大剂量外照射会严重伤害人体的各组织、器官和系统,121,放射性污染的环境监测实施方法,取样和测量的频数应根据放射性核素的半衰期和环境介质的稳定性等因素来确定,当核素的半衰期长、环境介质较稳定的情况下，取样的频数可少一些；对于短半衰期的核素，取样频数应相应增加,当流出物的排放速率及其在环境介质中的浓度很不稳定时，一般应进行连续监测，或者进行长期间的累积采样,122,第四节 样品的采集及预处理,采样方案的统计学考虑,随机抽样方法,采样时间的确定,样品的采集,123,一、采样方案的统计学考虑,确定所需样本容量,n=(t,/2,S/L),2,最小采样量的确定,VL,D,(60Y,E,A,e,-t,),-1,124,单纯随机抽样法；,机械抽样；,分层抽样法；,混合样品法。,二、随机抽样方法,125,1、单纯随机抽样法,原理：首先把总体的全部抽样单位编号，然后用抽签的方法或利用随机数字表在编号范围内抽取一些数，相应于这些编号或数的抽样单位便组成一个随机样本。,例如：要从1000头家畜中抽取50头组成样本，测量肌肉样品的放射性含量。这时先将这些家畜编上从 000到999的编号。在随机数字表的任一行和列开始抄录三位数字，去掉重复出现的三位数，共取50个三位数。相应于这些编号的家畜便组成了所要的随机样本。同样，在地区范围内抽样时，将地区划分成等面积的抽样单位并编上号，用上述方法抽样。如果时间也是需要随机化的因素，亦可将时间分成相等的间隔，按类似的方法处理。,优点：此法合适于抽样单位之间的差异不太大。,缺点：对抽样单位进行编号十分费时，有时还很难做到。,126,2、机械抽样法,原理：将总体中的抽样单位按一定顺序排列起来，每隔若干单位抽取一个单位，这种抽样方法称为机械抽样或系统抽样。,例如：同样将家畜按收到的先后顺序从000到999编号，再从随机数字表中任意读一个二位数，这个数字要在00到19之间。遇到大于19时可弃去另读，或者将大于19的数减去20，取其余数。例如若读得的二位数或余数为09，则编号为09,29,49 69，989的家畜就组成了样本。,优点：容易实行，当被抽取的单位在总体中的分布比较均匀时，样品的代表性也较好。,缺点：对抽样对一些具有某种周期性(或间隔性)变化的现象进行机械抽样时，则可能出现大的偏差。,127,3、分层抽样法,原理：将总体按一些重要特征分成几个层，从各层中用单纯随机抽样或机械抽样方法各抽取适当数目的抽样单位合起来组成一个样本。,例如：根据大气扩散和地面沉降的知识，以企业为中心，按离中心不同的距离和方位将整个监测区域划分为若干层，以后在各层中随机采集样品，这就是分层抽样法。,优点：当总体由几个具有不同特征的部分组成时，用分层抽样方法组成的样本一般具有较好的代表性。,缺点：确定总体具有的特征比较难。,128,4、混合样品法,原理：把一些样品混合起来组成代表一些地区，一段时间或者两者都代表的混合样品进行分析。,例如：将不同位置上采集的土壤样品混合起来或不同牛的牛乳样品混合起来，又如空气监测时，如果将抽样单位定义为8小时内通过容积为3m,3,的空气，那么，用一个过滤装置连续采集空气样品一周，所得样品就是21个8小时的抽样单位所混合的样品。,优点：减轻实验室的负担。,缺点：无法获得抽样单位之间变异度的估计值。,129,三、采样时间的确定,1、监测项目不存在周期性变异,可直接按所需采集的样品总数，平均分配于整个监测期间,2、监测项目存在周期性变异,存在日变，采样时间不能固定在每天的某一时刻上，应使得在每天的不同时刻采集数目大致相同的样品,存在周变，采样时间不能固定在周的某一天里，而应在周的不同日子里采集大致相同数目的样品,这样分配采样的时间，才能使总体平均水平的估计值不致产生严重的偏差,130,1,、放射性沉降物的采集,沉降物包括干沉降物和湿沉降物，主要来源于大气层核爆炸所产生的放射性尘埃，小部分来源于人工放射性微粒,对于放射性干沉降物样品可用水盘法、粘纸法、高罐法采集,湿沉降物系指随雨,(,雪,),降落的沉降物，其采集方法除上述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器（离子交换树脂湿沉降物采集器）,四、样品的采集,131,附：粘纸法采样器,132,离子交换树脂湿沉降物采集器示意图,1.,漏斗盖；,2.,漏斗；,3.,离子交换柱；,4.,滤纸浆；,5.,阳离子交换树脂；,6.,阴离子交换树脂,133,2,、放射性气溶胶的采集,采集方法有过滤法、沉积法、粘着法、撞击法和向心法等,滤料阻留采样法简单，应用最广，其原理与大气中颗粒物的采集相同,采样设备包括过滤器、过滤材料、抽气动力和流量计等,采样时抽气流速约为,100-200,升,/,分，气溶胶被阻挡在滤布或特制微孔滤膜上,采样结束后，将过滤材料取下，进行样品源的制备与放射性测量,134,附：空气采样器,采样器都配有相应的抽气设备、流量指示和调节装置等,采样器类型有：空气过滤型、静电沉降型、重力沉降型、向心分离型、旋风型、模拟肺沉积型,空气采样装置的示意图,135,3,、放射性水样的采集：,放射性水样的布点，采样原则与水质污染监测基本相同,采集水样的工具可用普通清洁的、没有放射性污染的玻璃瓶采集样品,采集的水样应盛放于塑料瓶中，以减少放射性吸附；有时可加入烯酸或载体、络合剂等，以防止放射性核素的损失,采集的水样根据需要可供作各种放射性监测分析,136,4,、食品、生物样品,于收获季节在田地里布设的采样点位采集粮食的样品后混合,对已收获的粮食在存放处的上、中、下各层均匀采集后混合,蔬菜应采集不同类型品种的样品,在核爆炸期间主要以采集叶菜为主,鱼、虾类应根据在水中分布情况，可分别采集各类样品,样品采集后，去掉非食用部分，洗净，将表面水晾干，称鲜重。然后切碎置于蒸发皿中，加热让其炭化，转入马福炉中于,400,500,灰化，冷却后称重。供测量使用,137,5,、土壤：放射性沉降物及各类来源的放射性废物都可直接污染土壤,土壤采样点应选地势平坦的地方，在一定范围内布设的采样点位采集样品,采样时取出,1010,平方厘米方块上垂直,10,厘米深的土壤,采集的样品应置于无放射性污染的容器内,将样品晾干（或在,110,烘干），除去杂物，称重，将样品混合均匀，用四分法缩分，然后将土样在马福炉中于,500,灼烧两小时，冷却后，研碎、过筛，供各种测量使用,138,五、样品预处理,1、目的,浓集对象核素、去除干扰核素、将样品的物理形态转换成易于进行放射性检测的形态,2、方法,衰变法,共沉淀法,灰化法,电化学法,其它方法,（有机溶剂溶解法、萃取法、离子交换法等）,139,衰变法,样品放置一段时间，使寿命短的干扰放射性核素衰变后，再对样品进行放射性测量,在测定大气中放射性气溶胶的总、放射性时常用这种方法，在用过滤法采样后，放置4-5小时，以使短寿命的氡、钍子体蜕变殆尽,140,共沉淀法,加入共沉淀剂使待测核素得以沉淀析出,此法具有简便、实验条件易满足等优点，在某些情况下还能直接提供固态样品源，所以在微量放射性核素的分析中也是一种常用的分离浓集手段,居里夫妇发现一系列天然放射性元素便是运用这种技术,用一般化学沉淀法分离环境样品中的微量放射性核素时，有时达不到溶度积，因而不能达到分离要求。为此，可加入毫克数量级惰性载体,141,例如，对环境水样中,Pu,的预浓集，可采用新鲜沉淀出来的水合二氧化锰作共沉淀剂（在,pH=8-9,，用,NaHSO,4,还原,KMnO,4,溶液，并经均相沉淀而制得），最佳条件下，,100,升水样处理只需,40,分钟，在,pH=8-10,和室温条件下，对海水和淡水中,Pu,回收率可分别达,80%,和,90%,142,固态样品或蒸干的水样，可放入瓷坩埚内，置于,500,马福炉中灰化一定时间，冷却后称量灰重，并转入测量盘中，均匀铺样后检测其放射性,灰化法,143,电化学法,通过电解的方法将放射性核素（如Ag、Pb、Bi等）沉积在阴极、或以氧化物（如Pb、Co）的形式沉积在阳极上,该法的优点是分离纯度高,沉积在惰性金属片（或丝）电极上的沉积物可直接（或做成样品源）进行放射性测量,144,有机溶剂溶解法,用适宜的有机溶剂处理固态样品如飘尘、土壤、沉积物、生物样等，使其中所含待测核素得以溶解浸出，浸出液可转入测量盘中，用红外灯烘干后进行放射性测量,其它方法,有机溶剂溶解法,溶剂萃取法,离子交换法,145,溶剂萃取法,早期是应核武器制造需要而迅速发展起来的一门专用技术，对于环境样品来说，它也是分离极微量放射性核素的最常用方法之一。,该方法的特点是达到相平衡所需时间短、分离浓集效率高。,例如，对第一颗钚原子弹爆炸地 长崎地区周围土壤及太平洋海水样品中钚的测定，曾采用三辛胺-硝酸盐体系的溶剂萃取法作为分离手段。,146,离子交换法,是目前最重要和应用最广泛的放射化学分离法之一,可用于分离几乎所有的无机离子和许多结构复杂的有机化合物,还特别适用于同族元素分离和超微量组分的分离,147,例天然水中铀、钍分离：取,1,升天然水（或矿井水）水样，用柠檬酸酸化、过滤后，再加入一定数量柠檬酸钠和抗坏血酸使溶液,pH=3,，再将此水样通过阴离子交换柱,（柱内装载,4gDowexl8,柠檬酸型的树脂），水样中所含铀和钍与柠檬素络合而被树脂吸附，然后以,8mol/L HCL,洗脱钍,为了将洗脱液中对测定钍有干扰的杂质进一步除去，用,8mol/L HNO,3,处理该洗脱液将其转化为络阴离子后，再流过另一根阴离子交换柱,（柱内装载,2g Dowexl8,硝酸根型的树脂），柱,经用,8mol/L HNO,3,洗涤后，用,6mol/L HCl,作洗脱液，将吸附在柱上的钍洗脱下来。对已经洗脱钍之后的交换柱,，用体积比为,1,：,8,：,1,的甲基异丁基酮、丙酮和,1mol/l,盐酸洗脱铀。对经以上步骤所得的含铀洗脱液和含钍洗脱液作进一步化学处理后，用偶氮胂,分光光度法测定钍；用荧光法测定铀,148,六、环境中放射性监测,水样总放射性活度的测定,水样总放射性活度测量,大气、水体中氡的测定,空气中氚（,3,H）的放射性测定,各种形态的碘-131的测定,土壤中总、放射性活度的测量,个人外照射剂量的测定,铀的测定,钍的测定,镭的测定,钾-40的测定,放射性气溶胶的测量,149,1.水样总放射性活度的测定,水中常见辐射粒子的核素有Ra、Rn及其衰变产物等。一般情况下，水样总放射性浓度是0.1Bq/L，超过此值，即应进行总放射性活度的测量。,测定水样总放射性活度的作法如下：取一定量水样，过滤，滤液加硫酸酸化，蒸干，在低于350温度下灰化。灰分移入测量盘中，铺匀成薄层，用闪烁探测器测量。在测量样品之前，先测量空测量盘的本底值和已知活度的标准样品（标准源），以确定探测器的计数效率，计算样品源的相对放射性活度，即比放射性活度。,150,2.水样总放射性活度测量,水中的射线常来自K、Sr、I等核素的衰变，一般认为安全水平为1Bq/L,水样总放射性活度测量步骤基本与测量总放射性活度相同，但检测器用低本底的盖革计数管，且以含K的化合物作标准源,151,3大气、水体中氡的测定,氡是一种天然产生的放射性气体，来源于自然界中铀的放射性衰变，它本身会发生天然衰变并产生具有放射性的衰变产物,受到氡和氡衰变产物的照射会使患肺癌的危险性增加,氡与空气作用时，能使空气电离，因而可用电离型探测器通过测量电离电流测定其浓度，测量时可采用活性炭吸附法浓缩样品中的氡,水体中氡的测定也可用闪烁探测器通过测量由氡及其子体衰变时所放出的粒子测定其浓度,152,氡及其子体测量,环境辐射监测(特别是环境辐射本底水平调查)中，必须进行氡及其子体的测量,在正常本底辐射水平地区，吸入氡及其短寿命子体所致内照射剂量占成年公众年有效剂量的一半以上，在高本底地区，其剂量贡献份额更大,153,环境空气中氡浓度测量的标准方法有径迹蚀刻法、活性炭盒法、双滤膜法、气球法等,还有很多新出的测氡仪器,径迹刻蚀法采样器结构图,1、采样盒 2、压盖 3、滤膜 4、探测器,活性炭盒结构,1、密封盖 2、滤膜 3、活性炭 4、装炭盒,154,双滤膜法采样系统示意图,1、入口滤膜 2、衰变筒 3、出口滤膜 4、流量计 5、抽气泵,155,气球法采样系统示意图,1、入口滤膜 2、流量计 3、抽气泵 4、调节,5、套环 6、气球 7、出口滤膜,156,静电收集半导体法,157,NR-200A,氡子体连续测量仪静电滤膜法,158,北京地区大气氡的连续测量分析,测量结果分析（,03,年）,年均值,14.15.5 Bq/m,3,；,Max:40.4Bq/m,3,Min,：,2.7Bq/m,3,ERM,原理,(T.Iida,1996),测量系统实物,159,氡析出率,测量,环境中的氡来源于岩石、土壤、建筑材料、铀矿石及水冶厂尾矿，当其向空气中散发(析出)速率的大小与其本身的性质(铀、镭含量，射气系数，孔隙度，结构特征、含水率)及气象条件(温度、湿度、气压)等多种因素有关，对环境空气中氡及其子体的浓度有直接的影响,因此，测量物质表面氡析出率，可发现空气中氡及其子体浓度异常来源,160,氡析出率测量方法：静态法和动态法,静态法是在含氡物质表面设置一个封闭的积累空间，在没有通风的条件下，测量其中氡浓度随时间的积累增长，以计算其析出率,这种方法灵敏度高，适用范围广，但代表性较差,将以不透气材料制成的一个无盖箱子反扣在被测物质表面上，周边用不透气材料密封，构成一个氡积累空间,161,测量氡析出的积累箱示意图,162,4、空气中氚（,3,H）的放射性测定,3,H主要存在形态是H,T,O，也有少量以H,T,形态存在,可用硅胶吸附或冷凝的方法，将H,T,O以氚水形态分离出，再用液体闪烁技术测定其放射性活度,也可以将气样经过滤除去气溶胶粒子后，引入电流电离室或正比计数管测定,测定空气中的HT和以蒸气状态存在的有机氚化合物时，可将它们氧化成H,T,O后，再用上述方法测定,163,5各种形态的碘-131的测定,131,I是裂变产物之一，它的裂变产额较高，半衰期较短，可作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整状态的环境监测指标，也可以作为核爆炸后有无新鲜裂变产物的信号,大气沉降物、液态或固态动植物样品中的,131,I呈各种化学形态和状态，收集各种形态的含,131,I样品后，可用四氯化碳萃取法制得样品源，然后放于测量盘中测计数,对例行大气环境监测，可在低流速下连续采样一周或一周以上，然后用谱仪定量测定各种化学形态的,131,I,164,各种形态碘的采样器,165,6.土壤中总、放射性活度的测量,采集4-5份表土，除去杂物，晾干（或烘干），压碎，缩分，直至剩200-300g土样，再于500灼烧，冷却后研细、过筛备用,称取适量上述土样于测量盘中，铺匀，用相应的探测器分别测量和比放射性活度（测放射性的样品层