放射性货包外表面放射性物质污染水平的监测方法

脚丝遍丝卫里与坯鱼- 二丝旦处遴旦丛鲤鲤 穴 穴 介 穴 穴 穴 》鲤拱寡 49 吠(((( 放射性货包外面放射性物质 污染水平的监测方法 南京铁道医学院 卫生 系 韩开春 摘要 : 在新的 “ 放射性物质安全运输规定” 中, 对货包表面放射性污染的控制 , 主要强调非固 定污染的限值。 根据我国运输的实际情况 , 本文介 绍非固定污染的监测方法 ( 即擦试法 ) 和正确使用 表面污染仪进行监测的方法 ; 同时还讨论利用吸收 法测量结果评价货包污染水平的方法 。 根据国际原子能机构关于放射性物质安全运输 ( 我国也将采用此标准 ) , 货包外表面最大容 许放射性物质污染水平是以 t’4 详固定污染限值” 来 限制的 , 如表 i 所 vJl 。 〔 1 〕 放射性货包外表面 (或集装箱内 、 外表面 )的非固定污染限值 . 表 1 一 、 擦 拭 法 用擦拭法监测货包表面非固定污染 , 首先是用 棉块 、 纱布或滤纸从被污染表面擦下放射性物质 . 实验证明 , 从光滑表面擦下放射性物质的数量同表 面的材料种类关系不大 , 主要决定于擦拭方式和擦 〔 , ) _ _ . 、 _ _ _ 、 _ 二 、 ~ . ` 二二 ~ 一 _ ` _ . , 一试质 量 “ J . 不同擦拭方式的擦拭效果可以 从表 2 中看出 。 表 2 中的平均擦取系数表示在不锈钢 、 油漆布和铝等不同材料表面 , 使用某种方法擦取下 来的放射性物质的活度与该表面污染的放射性物质 总活度的平均比值的百分数 。 若千擦拭方法的擦取系教 袭 2 辐射类型 i /。 m Z * * ) 民 y和低毒性 “ 发射体 * * * 所有其它 a 发射体 4 ( 1 x 1D一 ` ) 0 。 4 ( 1 x 1 0一 5 ) 擦 拭 方 法 1 。 用千滤纸擦 } .2 用浸水的纱布块擦 { 3 。 用浸过 1 ~ 1 。 S N 硝酸 , S % 的柠檬酸成草酸的纱布块擦 4 。连续用两块浸过 i ~ 1。 S N 硝酸 的纱布块擦 , 然后用干的纱布块擦 平均擦取系数 (% ) 2 0 { 6 0 * 表中所列限值是按货包任位门o oc nz 球的平均值 ; 小于30 o c m :者 , 按实际污染面权计算, 份 朴 B q c/ 功 朴 即 ` 贝可匣米护 , 1 贝 可是指每 秒钟发生一次核衰变的活度 , 里居 里 ( c i ) 二 3 . 7义DI 10 贝可 ( B q ) ; * * * 低毒性 。发射体系指 t 天然铀 、贫化铀 、天然 牡 、 铀一 35, 铀一38 , 针 - 2韶和矿石中成物理 , 化学浓缩 物中的仕一 28 和让一 30 以及半衰期 小于10 天 的 a 发 射 体。 为了监测货包表面非固定放射性物质的量 , 必须采用 。擦拭 法” 〔 ` 〕 , 如 果 考虑到货包表面 那 些被称为固定污染的放射性物质有可能在运输过程 中受各种碰撞 、 震动以及风化作用等因素而变为非 固定放射性污染 , 刃片么对于固定污染也应该给予重 视。 对于这种污染的监测可采用各种表面污染监测 仪直接测定 。 ( 一 ) 擦拭的准备工作 擦拭操作中要特别注意清洁工作, 避免放射性 物质的扩散 。 为了利用擦拭法确定货包表面非固定 的放射性物质的污染量 , 可使用干 的 或浸 水 、 硝 酸 、 草酸或柠檬酸的棉块 、 纱布块或滤纸, 而在确 定污染水平时 , 必须采用相应的擦取系数 。 假如采 用前湿材料擦拭 , 那么必须做下列准备工作 : 将棉 块或纱布块做成长 5 “ m , 宽 4 c m , 厚度 为 1 一 1 . sc m 的小块 , 选用一定的溶液将擦拭材料浸湿并 挤干 。 对于擦拭材料块 , 应该检查其本底计数 , 一 般做法是在浸湿以前抽取 2 ~ 8 %的擦拭材料块 , 在本擦拭工作中应用的放射性活度测量装置中Jffil 量 本底计数率 , 设其结果为N 。 ( 计数 / 分 ) . 5 0 (二 )擦拭方法 采用擦拭法测定货包表面非固定放射性污染时 必须在 3。。“ 垃 1的表面上进行 。 如果污染表面 不 足 3 0 0c m气 则按实际污染面积擦取, 但任 何 情 况 下 , 确定污染量时 , 都必须以每平方厘米的放射性 活度 ( B q / c m 么或 协C i / c m 名 ) 表示 。 擦 拭时 , 将擦拭材料贴在拟行擦拭的平面一个角上 , 然后沿 着与一边平行的方向进行擦拭 , 在整个平面不漏地 用同一块材料沿同一个方 全部擦拭一遍 , 然后将 擦拭材料贴放在第一次擦拭开始的那个起点上, 沿 着与第一次擦拭方向成垂直的方向重复擦拭一遍。 将那块在擦拭表面经两次擦拭的材料妥善放置于容 易去污的玻璃器皿里准备直接测量或进一步制作测 量样品 。 ( 三 ) 测量擦取下来的放射性物质的活度 经过擦拭 , 被污染表面有一部分放射性物质沾 附在擦拭材料上 , 可以将该材料块 ( 干的或湿的 ) 直接置于样品碟内, 在准备好的测量装置 ( 例如由 F H 一 4 08 自动定标器和 F J 一 3 6 5计数管探头组成 ) 中 测量 , 也可以将擦拭材料烘干或灰化后 再 铺 样 测 量。 整套测量装置必须按拟定的测量方式校正测量 装置的刻度系数 。 经过测量便可以计算出擦取下来 的放射性物质的活度 Q m 。 Q 二二 粉( N 一 N 。 .) “ · · · · ” ” ~ · 一 · · ~ · · · · · ·一 ( 1 ) 式中 Q 二一从污染表面擦取下来的放射性物质的 活度 , ( 微居里 ) ; 粉一所使用的测 量 装置的刻度系数 , ( 微 居里 · 分 · 计数一 1 ) , N一 在测量装置中测量到的样品计数率 , ( 计 数 · 分一 i ) ; N 。一测量装置和空白擦拭材料的本底计数 率 , ( 计数 · 分一 1 ) 。 根据 ( 1 ) 式就可以推算出所监测的表面非固 会有差异 。 因此 , 方法本身仍有待于不断改进。 在 许多情况下 , 表面放射性污染的监测主要还是借助 于表面污染监测仪 , 甚至擦拭法中擦取系数的求法 也可以用表面污染监测仪 。 定放射性污染水平Dt D 一妙毕擎0 11 1 . r 、 ( 2 ) 式中 D 一监测表面的非固定污 染 水 平 ( 卜C i/ c皿 , ) , Q ` 一同 ( i ) 式表示 , K一所采用擦拭方法的擦取系数 , s 二 一实际擦拭面积 , ( “ 二 , ) 。 监测非固定污染 , 只能采用捺拭法。 但此方法 只能用于光滑表面 , 且误差较大 , 这是因为擦拭质 量的稳定性无法保证 , 不同操作者擦拭效果肯定不 同 , 即使同一个操作者 , 在不同时间里擦拭质量也 二 、 利 用表面污染监测仪测量表面污染 用表面污染监测仪监测各种表面的放射性污染 是最常用的方法 , 它的最大缺陷是无法区分固定污 染和非固定污染, 但该方法操作简单 、 快速 , 所以 在运输的安全监侧中更显其长处 。 在放射性货包的 监测中 , 可先用表面污染监测仪测量 , 如果监测结 果 , 污染水平超过非固定污染限值 , 为了进一步分 析 , 再采用擦拭法 。 ( 一 ) 表面污染仪探头的防污染措施 由于直接用仪器在被污染的表面上进行监测 , 仪器的探头极容易被放射性物质 沾染, 因此 , 必须 采取防污染措施 。 最简易的做法是在探头外面罩上 一个用有机玻璃做成的框架 , 使监测时 , 探头外表面 不与污染表面接触。 有机玻璃的厚度以 2 血 nI 左右 为宜 , 因为厚度过大使探测效率明显降低 , 特别是 在 “ 探测时尤为突出。 在刻度探头效率时必须保持 与实际监测时一样的几何条件 . 每次监测结束后 , 要取下框架 , 认真清洗。 ( 二 ) 口、 y 计数的相互干扰问 目前使用的表面污染监测仪中 , 一般 吞探头同 时对 了射线也有一定的灵 敏度 , 例 如 F J 一 2 2 01 型 a 、 口表面污染监测仪的 吞探头中 , 探测器是塑料 闪烁体 , 对 了射线有一定的灵敏度 , 所以在用 吞探 头监测货包表面 岁发射体的污染水平时 , 货包内容 物发射至货包表面的 了射线也能引起计数 , 干扰 夕 的定量测定 。 有些表面污染监测仪 利 用 -o M 计 数 管作探测器 , 它也对 下射线灵敏 。 所以在进行 夕监 测时 , 必须首先了解 吞探头的特性 , 若对 了射线灵 敏 , 就必须采取有效的措施 , 排除干扰 。 最简单的 是采用吸收法。 具体做法是 , 选一块厚度均匀的铝 板 , 其质量厚度为 9 00 垃。 /灯m .左 右 ( 相 当 于 3 . 3 恤 m厚 ) , 将其裁成一块大小刚好能套在上述探头 附加框架里的吸收板。 在进行 岁监测时 , 第一次侧 量不加吸收板。 若测得计数率为反: ( 计数 / 分 ) ; 在相应位置上进行第二次测量 , 这时将吸收板置于 附加框架里 , 若测得计数率为又d ( 计数 / 分 ) 。 至 此 , 吸收法的测量就完成了 。 吸收法测量中, 选取 9 00 m g z` c 。 ` , 这样的厚相 当于平均能量为 Z M “ v 的 吞粒子的最大射程 , 而在 常甲的 夕放射性核素中 , 平均能量超过 Z M ” v 的 夕 发射休是极少的 。 ( 三 ) 监测结果的评价 1 . a 发射体的污染水平 设 a 探头的有效探测面积为 s 。 。 m Z , 探测 。射 线的 2 才方向的探测效率 为 刀a , 则对 4 万方向的 效率仅为 1 / 2 仃。 , 因为 “ 发射体有一半 你粒子 是向下发射的 。 刀。 的单位是 : 计 数 / 1 次 a 衰 龙 ; a探头的本 底计数 率 为 N 口 。 ( 计 数 / 秒 ) , 如果 。探头仅对 “ 射线灵敏 ( 一般表面污染仪都能 满足此条件 , 其 “ 探头大多数都以 z n s ( A g ) 闪 烁体探测器 , 对 爵口储巧不灵敏 ) , 若在货包表面 3。。“ m , 的面积里 , 测得平均计数率为N J ( 计数 / 秒 ) 。 那么 , 所监测的货包表而 a发射体的污染水 平 D 。 可以用下式计算 : 2 ( ( N I一 N 公 1 . 2 5 刀日 o卜 (N 「1一 N 日 d ) , 5 0 ( B q / e m , ) ( 4 ) ( 2 ) N 。 = N ; d 且 N i一 N尽 。 ) 0 这样的测量结果表明该货包外表面有 夕发射体 污染 , 也表明货包放射性内容物没有发射 下射线至 货包表面 , 是纯 夕发射体污染 。 这 时 夕污 染水平 D 臼可用下式计算 : D , 一嘿镖愧。 厂 B q / c m . ) ( 5 ) N D ” 了 - 。 一 N , 。 = 2 ( N 几 一N * . ) / 刀: · S 。 ( B q / e m Z ) 2 . 夕发射体的污染水平 ( 3 ) 如果 月呆头对 下射线不灵敏 , 那么测量后的计 算与评价和 。射线情况基本相同 。 这里仅讨论 夕探 头对 了射线有一定灵敏度的情况 。 设 刀探头有效探 测面积为另。 。 m l ; 2 军探测效率为 加 , 4 万的探 测效率为 1 / 2 如 , 刀刀的 单位 是 : 计数 / 1次 夕衰变 , 由于 口射线测量中必须考虑货包表面材料 的反散射影响 , 一般取该校正系数为1 . 2 5。 在 夕监 侧中采用吸收法 , 监测结果记录在表 3 中。 采 用吸收法进行 口监侧记录裹 夹 钡钡d 里 内 容容 测里结果 (计数 /秒 ))) 未未未加吸收板板 加吸收板板 探探测仪器本底计数数 N 什 。。 N日 ddd 货货包表面 300 C m 2中测得的的 反 111 面ddd平平均计数率率率率 ( 3 ) ( N一 N 口。 ) / ( N 一 N 。 【, ) , 且 N d一 N 剧) O 这种监测结果是经常碰到的 , 如果没有使用吸 收法 , 则有可能将第一次测量数据 ( 凡1一 N , . ) 归结 为 夕发射休的污染 , 而实际上这个测量结果表明货 包外表面没有 口污染 , 第一次测量到的计数是由于 货包中内容物发射至货包表面的 丫射线引起的 , 也 可能是货包表面 “发射体发出的 了射线引起的 。 3 . 丫发射体的污染水平 从表 1 可以看到 了发射体污染限值与 夕和低毒 性 a 发射体相同。 从放射性核素的特性可知 , 了射 线是不稳定性原子核在产生 a 或 夕衰变后 , 由于子 核素原子核仍处于不稳定状态 ( 或称亚稳态 ) , 它以 发射 y射线的方式释放出多余能量而回 到稳 定 状 态 。 所以 犷发射体实际上也就是 a 或 夕发射体 。 一 般情况下, 只要经可靠的监测 , 确定 .a 夕的污染 、 都没有超过容许限值 , 那么 了的污染水平也在限值 之内, 但对于 60 c 。这类放射性核素 , 它 们 每 次 夕 衰变就有两个 ? 光子发射 , 那么就应多考虑 下污染 的附加因素。 参 考 文 献 对于表 3 中测量结果 , 分三种情况进行评价 : ( i ) (反i一 N 声。 )> ( N d一N o d ) , 且 ( 反护 N 声d ) ) 0 这种测量结果表明第一次测量中 冬 丫都引起 计数 , 在加了吸收板后 , 夕射线被吸收 , 也表明货包 表面有 夕污染 : 货包内容物发射至货包表面的 7射 线或货包 表面的 丫射线使计数增大。这时 , 如果粗 略地认为 3 . 3恤 nI 侣板对 下射线引起的减弱忽略不 计, 贝叨货包外表面的 夕亏染水平D 、 可以友示 为 : 1 . I A E A . R e g u l a t i o n 日 f o r t h e s a f e t r a n 日p o r t o f r a d i o a c t i v e m a t e r i a l . 1 9 5弓 E d i t i o n v i e n n a 1 98弓* 34~ 3 6 . 2 . I A 甘 A . A d v i 日 o r y 爪 a t e r i a l f o r 七h e I A E A r e g u l a 七i o n s f o r t h 。 日 a f e t r a n 日 )I o r t o f r a d i o a c t i v e m a t e r i a 飞 1 9 8弓 E d i t i o n v i e n n a 1 9 85 : 18 9~ 1 9 0 。 3 . 铁路合作组织〔铁组 ) , 放射性物质运输规则(国 际货协附件第 4 号第Dl 表 ) , 第 i 版 , 北京 : 中国铁道出 版社 , 1 98 3 * 6 7~ 6 9 .