电离辐射监测ppt课件

1、电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB188712019辐射环境监测技术规范HJ/T 61-2019环境地表辐射剂量率测定规范GB/T14583-93表面污染测定第一部分：发射体和发射体GB/T14056.1-2019含密封源仪表的放射卫生防护要求GBZ 125-2021 密封放射源及密封放射源容器的放射卫生防护GBZ114-2019X射线衍射仪和荧光分析仪防护标准GBZ1152019X射线计算机断层摄影放射防护要求GBZ165-2019医用X射线诊断放射防护要求GBZ 130-2019 工业X射线探伤放射卫生防护标准GBZ117-2019工业射线探伤放射防护标准GBZ 132-2019辐射环境

2、监测可分为： 1.主动测量 2.被动测量 人们根据射线与物质相互作用后产生的各种效人们根据射线与物质相互作用后产生的各种效应，制成了许多不同类型探测器。放射性主动测量应，制成了许多不同类型探测器。放射性主动测量常用的探测器有三类：常用的探测器有三类：气体电离探测器利用射线在气体介质中产生的电离气体电离探测器利用射线在气体介质中产生的电离效应）、效应）、闪烁探测器利用射线在闪烁物质中产生的发光效应）闪烁探测器利用射线在闪烁物质中产生的发光效应）半导体探测器利用射线在半导体中产生的电子和空半导体探测器利用射线在半导体中产生的电子和空穴）。穴）。 电离室类监测仪 高气压电离室是测量环境剂量率的常用仪

3、表，这类仪器由一个高压电离室探测器和电子线路组成。前者为一个充高气压一般为25个大气压的氩气的不锈钢球壳组成，中间密封一个电极。电子线路主要为MOSFET静电计、二次放大电路、高低压变换器以及读出线路。这类仪表在环境监测中用得十分普遍，它的缺点为价格比较昂贵。 适用于低水平的环境剂量率的测量 所测范围为0.01Gy/h103Gy/h 能量响应50keV3MeV 闪烁剂量率仪表闪烁剂量率仪表 闪烁剂量率仪表由闪烁探测器和电子线路两部闪烁剂量率仪表由闪烁探测器和电子线路两部分组成。闪烁探测器包括闪烁体、光电倍增管、分组成。闪烁探测器包括闪烁体、光电倍增管、前置放大器以及磁屏蔽外壳几部分组成，它主前

4、置放大器以及磁屏蔽外壳几部分组成，它主要起到把要起到把辐射的能量转变为电信号的作用。辐射的能量转变为电信号的作用。 目前常用的闪烁探测器有用硫化锌补偿的塑料目前常用的闪烁探测器有用硫化锌补偿的塑料闪烁体、组织等效塑料闪烁体、闪烁体、组织等效塑料闪烁体、Nal(T1)Nal(T1)等。等。 所测范围为所测范围为0.001Gy/h0.001Gy/h102Gy/h102Gy/h 能量响应能量响应40keV40keV4MeV4MeV闪烁探测器能量响应特性闪烁探测器能量响应特性 计数管计数管 在气体电离探测器中，计数管具有相当在气体电离探测器中，计数管具有相当突出的优点：气体放大倍数极高，入射射线只突出

5、的优点：气体放大倍数极高，入射射线只要产生一个离子对就能引起放电而被记录，对要产生一个离子对就能引起放电而被记录，对带电粒子的本征效率接近带电粒子的本征效率接近100%100%，并且输出脉，并且输出脉冲的幅度很大，所需的测量仪器很简单。冲的幅度很大，所需的测量仪器很简单。 计数管的主要缺点是：分辨时间太长，计数管的主要缺点是：分辨时间太长，不能用于高计数率测量；对不能用于高计数率测量；对 射线的探测效率射线的探测效率较低。较低。 所测范围为所测范围为0.1Gy/h0.1Gy/h104Gy/h104Gy/h 能量响应能量响应30keV30keV2MeV2MeV长杆剂量率仪长杆剂量率仪被动测量被动

6、测量热释光剂量计热释光剂量计(TLD)的工作原理的工作原理(1) 晶体物质的电子能级分属两种能带：晶体物质的电子能级分属两种能带： 导带导带满带满带 处于基态已被电子占满的容许能带处于基态已被电子占满的容许能带导带导带 没有电子填入或尚未填满的容许能带没有电子填入或尚未填满的容许能带 电子陷阱电子陷阱禁带禁带 隔开满带和导带有一定宽度）隔开满带和导带有一定宽度）(2) 杂质原子及原子或离子的缺位和结构错位杂质原子及原子或离子的缺位和结构错位 禁带禁带电子陷阱电子陷阱近导带下面的局部能级，能吸附电子近导带下面的局部能级，能吸附电子激活能级激活能级近满带上面的局部能级，能吸附空穴近满带上面的局部能

7、级，能吸附空穴 激激活中心活中心没有辐照没有辐照电子陷阱是空着的，电子陷阱是空着的， 激活能级是填满电子的激活能级是填满电子的 满满带带(3) 发光机制：发光机制： 辐射晶体辐射晶体 电离激发电离激发 满带中电子进入导带，产生空穴过程满带中电子进入导带，产生空穴过程1） 低能态较高能态稳定低能态较高能态稳定 进入导带的电子落入电子陷阱进入导带的电子落入电子陷阱 形成形成F中心空穴移入激活中心形成中心空穴移入激活中心形成H中心中心)（过程（过程2） 辐射辐射能量贮存常温下可保持很久）能量贮存常温下可保持很久） 加热加热 温度达到一定值温度达到一定值 F F中心的电子又进入导带中心的电子又进入导带

8、 最终最终 与与H H中心的空穴复合过程中心的空穴复合过程3 3） 发出荧光热释光发出荧光热释光TL) TL) 剂量测量原理：发出的总光子数剂量测量原理：发出的总光子数释放的总电子数释放的总电子数所吸收所吸收的辐射能量的辐射能量 TLDTLD的种类和特性的种类和特性 热释光体热释光体 LiF Li2B4O7(Mn) CaF2( LiF Li2B4O7(Mn) CaF2(天然天然) CaF2(Mn) ) CaF2(Mn) BeO CaSO4(Mn) CaSO4(Dy) BeO CaSO4(Mn) CaSO4(Dy) LiF(Mg,Cu,P) LiF(Mg,Cu,P) 主峰加热温度主峰加热温度 1

9、10 110C260C260C C 监测仪器选择原则： （一射线性质：对于射线的种类及性质清楚的场所，应选用针对性较强的仪器。如果对于辐射场的性质不清楚的场所监测，应选用带有多用探头的监测仪或携带多种监测仪。 （二量程范围：一般要求测量仪器的量程下限值至少应在剂量限值的1/10以下，上限根据具体情况而定。有的数显式仪表会在量程下限也报出数据，而有的仪表会在超量程时数据为零，在实际使用前，必须了解仪器的性能。 （三能量响应：一台理想的辐射监测仪器应该是不（三能量响应：一台理想的辐射监测仪器应该是不论射线的能量大小，只要照射量相同，其仪器的响应论射线的能量大小，只要照射量相同，其仪器的响应就应相同

10、。然而，事实上仪器的响应总是随着射线能就应相同。然而，事实上仪器的响应总是随着射线能量的不同，产生一定的差异，响应对能量依赖性小，量的不同，产生一定的差异，响应对能量依赖性小，这种差异就小，即能量响就好。反之能量响应差。对这种差异就小，即能量响就好。反之能量响应差。对剂量率仪表一般要求与剂量率仪表一般要求与137Cs137Cs源相比，在源相比，在50keV50keV到到3MeV3MeV的能量范围内能量响应不应大于的能量范围内能量响应不应大于30%30%。 从几种探测器的能响来看，电离室型较好，闪烁型次从几种探测器的能响来看，电离室型较好，闪烁型次之，计数管差些。在防护监测中，对数百千电子伏以之

11、，计数管差些。在防护监测中，对数百千电子伏以上的光子来说，能量响应差别不大，但对上的光子来说，能量响应差别不大，但对100keV100keV以下以下的光子，就需要注意仪器的能量响应性能与被测光子的光子，就需要注意仪器的能量响应性能与被测光子的能量是否相适应。的能量是否相适应。 （四环境特性：对温度，在（四环境特性：对温度，在-10-40-10-40的温度范围的温度范围内，仪器读数变化在内，仪器读数变化在5%5%以内；对相对湿度，在以内；对相对湿度，在10%10%到到95%95%范围内，读数变化在范围内，读数变化在5%5%以内。此外，应考虑以内。此外，应考虑气压与电磁场的影响。气压与电磁场的影响

12、。 （五对其它辐射的响应：实际测量条件有时比较复（五对其它辐射的响应：实际测量条件有时比较复杂，如高能杂，如高能射线和射线和射线都能穿透电离室引起仪器响射线都能穿透电离室引起仪器响应，造成应，造成、射线测量相互干扰；在中子和伽玛混合射线测量相互干扰；在中子和伽玛混合场中，考虑探测器对两种射线的敏感程度。场中，考虑探测器对两种射线的敏感程度。 其它因素：仪器零点漂移要小；测量的方向性误差不其它因素：仪器零点漂移要小；测量的方向性误差不应大于应大于30%；重量较轻；体积小。另外，仪器的；重量较轻；体积小。另外，仪器的响应速度要快，特别是对于一些瞬时的辐射场的测量响应速度要快，特别是对于一些瞬时的辐射场的测量适用诊断适