大氣放射性監(jiān)測(cè)的方式和方法
重要性
大氣中放射性核素的監(jiān)測(cè)，是常規(guī)監(jiān)測(cè)以及核事故情況下放射性監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要手段，在大氣放射性核素監(jiān)測(cè)中，獲得連續(xù)性具有代表意義的樣品，是取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和可靠結(jié)論的前提與基礎(chǔ)。我國(guó)在以往的空氣放射性核素監(jiān)測(cè)工作中多針對(duì)特定場(chǎng)所、設(shè)施，環(huán)境大氣放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)工作開(kāi)展較少，連續(xù)不間斷監(jiān)測(cè)更未見(jiàn)報(bào)道，所用采樣器的流量(指單位時(shí)間內(nèi)采樣體積)一般不超過(guò)100m3?/h。
采樣式監(jiān)測(cè)方法
環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)由分布在不同位置處的大量輻射監(jiān)測(cè)站組成，輻射監(jiān)測(cè)站的性能指標(biāo)直接決定了監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的探測(cè)性能。由于大氣放射性分布范圍很廣，而且濃度很低，為了實(shí)現(xiàn)低本底測(cè)量，輻射監(jiān)測(cè)站所使用的探測(cè)系統(tǒng)往往采用抽樣富集測(cè)量方式，如放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)中的濾紙過(guò)濾方式和裂變氣體監(jiān)測(cè)中的變壓吸附方式。
大氣放射性核素監(jiān)測(cè)的兩種重要設(shè)備，分別是用過(guò)濾法捕集大氣氣溶膠的超大流量氣溶膠采樣器，和用吸附法富集大氣中氙的大氣氙取樣器。我所研制的超大流量氣溶膠采樣器，采樣流量為500～800m3/h，濾材收集效率>80%（0.2μm），采樣器總效率>60%（10μm），對(duì)134Cs的最小可探測(cè)濃度（MDC）m3；大氣氙取樣器[6]的取樣流量>9 m3/h，氙獲取量>5ml/24h，對(duì)133Xe的MDC<0.25mBq/m3，性能指標(biāo)不低于禁核試條約組織（CTBTO）的國(guó)際監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（IMS）的技術(shù)要求。福島核事故后，我們?cè)谖靼策M(jìn)行了為期3個(gè)月的大氣取樣分析，監(jiān)測(cè)到了131I、134Cs、137Cs、133Xe等核素的濃度變化情況，發(fā)現(xiàn)其濃度異常偏高，初步判斷來(lái)自于福島核事故的泄漏。
非采樣式監(jiān)測(cè)方法
與富集測(cè)量方式不同，研究者利用蒙特卡羅( MC) 方法和理論模型建立一種非采樣式大氣放射性測(cè)量方法，將未屏蔽的閃爍體探測(cè)器豎立在空氣中直接朝向空氣進(jìn)行測(cè)量，并評(píng)估了這種測(cè)量方法的可行性與探測(cè)下限。
通過(guò)研究結(jié)合MC 方法和理論模型，計(jì)算了LaBr3閃爍體探測(cè)器豎立在放射性空氣中時(shí)的響應(yīng)情況，并最終給出了探測(cè)器的測(cè)量能譜和放射性濃度探測(cè)下限。
將探測(cè)器直接對(duì)著空氣測(cè)量是可以鑒別核素的，而且這種探測(cè)方式相比抽樣富集測(cè)量方式具有一定優(yōu)勢(shì); 由于探測(cè)器所測(cè)量的空氣范圍非常大，這種測(cè)量方式實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到了富集的目的，所以探測(cè)器的探測(cè)下限可以很低。但該測(cè)量方式存在兩個(gè)不足:由于沒(méi)有鉛屏蔽，探測(cè)下限易受環(huán)境本底變化的影響; 在封閉空間中該測(cè)量方式的探測(cè)下限會(huì)相應(yīng)增加。計(jì)算過(guò)程表明，探測(cè)器的本底計(jì)數(shù)直接決定了探測(cè)器的探測(cè)下限，因此NaI 閃爍體更加適合于低本底測(cè)量，而LaBr3閃爍體更加適合于多核素識(shí)別。
