王喜宗，韓 龍，王東奎，侯大文，郭 光

（1.92337部隊，遼寧 大連116023；2.92538部隊，遼寧 大連116041）

1 引言

放射性物質(zhì)污染人或物的表面后，放射性工作人員及公眾會有被β輻射超限值照射的風(fēng)險。為了掌握β輻射的熱點分布情況，對于嵌入或活化產(chǎn)生的固定性污染以及彌散性的松散物污染，應(yīng)根據(jù)各自物理性質(zhì)的差異，采取不同的監(jiān)測方法。重點做好彌散性松散物污染的監(jiān)測工作，防止口、鼻、手、體表等部位被污染，既要有利于工作開展，又要盡可能減少放射性廢物的產(chǎn)生，以免給子孫后代及生態(tài)環(huán)境造成不必要的負(fù)擔(dān)。

2 β粒子的基本性質(zhì)

β粒子是放射性核素進(jìn)行β衰變時放出的一種帶電粒子，它通常是具有連續(xù)譜的負(fù)電子流。β粒子引發(fā)的電離反應(yīng)對人體極易造成傷害，并且這種傷害與粒子的能量大小是正相關(guān)的。β粒子的能量一般指其具有的最大能量，而β粒子的平均能量大致為最大能量的1/3。對于某些核技術(shù)應(yīng)用場景，例如85kr、88Rb、147Pm等遇到低Z屏蔽材料時，會產(chǎn)生輻射很強的韌致輻射，對工作人員的身體健康造成傷害，因此不能忽視，需要對β表面污染情況進(jìn)行監(jiān)測，以利于更好地做好防護(hù)工作。

3 幾種β粒子探測器的基本原理

3.1 蓋革型計數(shù)器

蓋革計數(shù)器是根據(jù)射線對氣體的電離性質(zhì)設(shè)計成的，通常由玻璃管內(nèi)置金屬絲電極，并由惰性氣體封裝而成。根據(jù)所選惰性氣體的性質(zhì)不同，選擇不同的工作坪電壓，當(dāng)有β粒子射入管內(nèi)時，會產(chǎn)生雪崩放電，猝滅氣體的抑制會限制擊穿電流的產(chǎn)生。甄別器根據(jù)閾值電壓的不同，對干擾粒子加以區(qū)分，并根據(jù)入射粒子能量與計數(shù)管電壓的線性關(guān)系，從而計算出β粒子的真實輻射場能量大小。這種探測器技術(shù)簡單，造價便宜，從1908年發(fā)明至今，仍然在持續(xù)不斷地改進(jìn)，并被廣泛使用在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、地質(zhì)等領(lǐng)域。

3.2 常見表面沾污儀

探測器由低本底型α/β閃爍體和低噪聲型光電倍增管組成。低本底型α/β閃爍體是將α閃爍物質(zhì)和β閃爍物質(zhì)噴涂在有機玻璃上，經(jīng)特殊工藝制成。α閃爍物質(zhì)在外，β閃爍物質(zhì)在內(nèi)。由于α粒子的射程小，當(dāng)α粒子進(jìn)入α閃爍物質(zhì)時，將全部能量損失在ZnS（Ag）材料上，閃爍發(fā)光，產(chǎn)生α信號。β粒子由于穿透力強，穿過ZnS（Ag）材料進(jìn)入β閃爍物質(zhì)，產(chǎn)生β光，進(jìn)入光電倍增管產(chǎn)生β信號，從而產(chǎn)生總β計數(shù)。

3.3 低本底計數(shù)器

探測器遵循符合-反符合原理，反符合探測器分別由200 mm×30 mm、300 mm×50 mm的ST-401型平行板塑料閃爍體和CR119型光電倍增管組成。CR119型光電倍增管由高壓電源提供正高壓，CR119產(chǎn)生的信號為反符合信號。T-401型塑料閃爍體除與CR119型光電倍增管有耦合面外，其余部分均涂有約0.5 mm厚的二氧化鈦作為反射層，以便提高反符合效率。反符合探測器可降低宇宙射線中μ介子產(chǎn)生的本底，也可部分減少環(huán)境輻射產(chǎn)生的本底。

3.4 β液閃譜儀

β譜的液閃分析測量是對分散在閃爍液中的放射性樣品進(jìn)行直接計數(shù)，樣品所發(fā)射的β粒子的能量絕大部分先被溶劑吸收，引起溶劑分子電離和激發(fā)。大部分受激分子不參與閃爍過程，以熱能的形式失去能量；部分激發(fā)的溶劑分子處于高能態(tài)，當(dāng)其迅速退激時，將能量傳遞給周圍的閃爍劑分子，使之受激發(fā)，受激發(fā)的高能態(tài)閃爍劑分子退激復(fù)原時，能量發(fā)生轉(zhuǎn)移，瞬間發(fā)射出光子。光子通過光電倍增管放大、陽極收集后得到β能譜并被記錄。由于大部分受激分子不能被探測到，再加上β樣品活度較低，超低本底液閃譜儀是解決這些問題的有效工具，采用符合相加原理的TDCR方法，實現(xiàn)指定核素0.8 Bq/L的探測下線。

4 CoMo170β表面沾污儀使用經(jīng)驗

通常β表面污染可分為松散污染和固定性污染兩種類型?？刹捎貌潦们逑吹确椒ㄞD(zhuǎn)移或去除松散污染，可根據(jù)多種原理進(jìn)行測量，主要區(qū)別是制樣過程不同。固定性污染是指經(jīng)過多次去污處理仍然不能消除的污染。一般而言，多采用便攜式β表面沾污儀進(jìn)行測量。CoMo170表面沾污儀是一臺可同時測量α、β表面沾污的儀器?？梢詼y量選定核素的活度值、計數(shù)值或者比活度，當(dāng)測量值超過預(yù)先設(shè)定的報警閾值時，會發(fā)出聲光報警。該儀器輕便，不易受干擾，計數(shù)穩(wěn)定，持續(xù)工作時間長，發(fā)生計數(shù)溢出后能快速斷電恢復(fù)，其工作原理與前文3.2所述一致。

4.1 人們處于有核場景中

β粒子會通過呼吸系統(tǒng)的肺部、消化系統(tǒng)的肝臟，以及通過皮膚或黏膜等進(jìn)入人體。了解了這些污染的途徑后，更應(yīng)該注意個人的健康防護(hù)，穿戴好防護(hù)服，佩戴好口罩，穿戴隔絕式呼吸器具。由于職業(yè)原因，人們?nèi)菀装演椛渌较鄬Φ偷膱鼍罢`認(rèn)為沒有輻射，因為“方便”而忽視對個人的防護(hù)。

4.2 輻射場不是只有一種射線

因為每個人進(jìn)行輻射監(jiān)測的目的不同，人們監(jiān)測β表面污染時通常只關(guān)注β射線。實際上在輻射場中還同時存在α或γ等射線，掌握這些射線的防護(hù)知識也是必要的。由于工作的正當(dāng)性原因，我們通常要權(quán)衡利弊，做好代價-利益分析，綜合選擇優(yōu)化后的防護(hù)方式，但絕不能不考慮其他射線的存在。

4.3 儀器的檢定并不是一蹴而就的

按照國標(biāo)要求，人們通常每年檢定一次儀器。但這些檢定并不能確保儀器的工作狀態(tài)一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，這種標(biāo)準(zhǔn)傳遞的過程，有時會因輻射場景突變。由于使用頻率過高以及儀器本身的原因，需要人們根據(jù)工作任務(wù)以及儀器的工作狀態(tài)提前進(jìn)行檢定。防止儀器在工作過程中出現(xiàn)計數(shù)不穩(wěn)情況，影響工作質(zhì)效。

4.4 熟練操作也是個人防護(hù)的一部分

人們經(jīng)常會誤以為儀器簡單，而忽視對該儀器適任能力的培訓(xùn)。加強人員的經(jīng)常性技能訓(xùn)練，特別是要有針對性地做好空白操作，杜絕在輻射場景過多停留。針對要完成的任務(wù)，妥善進(jìn)行預(yù)前訓(xùn)練，明確操作人員，密切配合，盡量減少準(zhǔn)備時間，這也是優(yōu)秀核安全文化的體現(xiàn)之一。

4.5 國外的月亮不一定比國內(nèi)圓

人們使用較多的CoMo170表面沾污儀并不比國內(nèi)的JFS-1A長桿劑量率儀優(yōu)秀多少。在多數(shù)場景中JFS-1A完全能夠勝任，甚至有更好的表現(xiàn)。國產(chǎn)的儀器也有部分使用起來不太理想，例如H/FFJ06型核輻射監(jiān)測儀使用起來干擾計數(shù)就比較大。

4.6 使用CoMo170要考慮響應(yīng)的靈敏程度

人們將CoMo170探測器表面按照矩形分布分成15個小格，分別使用90Sr-90Y和239Pu標(biāo)準(zhǔn)源進(jìn)行校對，可以看出，無論是α還是β，探測中央?yún)^(qū)域的效率相對較高，所以在測量擦拭樣品或者被測表面小于探測器表面積時，應(yīng)盡可能選擇CoMo170的中央?yún)^(qū)域進(jìn)行測量。90Sr-90Yβ源如表1所示。239Puα源如表2所示。

表1 90Sr-90Yβ源（顯示單位為：Bq/cm2）

表2 239Puα源（顯示單位為：Bq/cm2）

5 結(jié)束語

表面污染監(jiān)測是各種核與輻射應(yīng)用場景的指定監(jiān)測項目，相關(guān)儀器無論是國產(chǎn)還是國外同類產(chǎn)品，使用經(jīng)驗都比較多，筆者只是從自身使用經(jīng)驗出發(fā)，總結(jié)了幾點經(jīng)驗教訓(xùn)，希望能夠?qū)ψx者們有所幫助。