核放射检测仪

中新网3月28日电 据环境保护部网站消息，继3月26、27日在黑龙江省东北部监测点的气溶胶样品中检测到了极微量的人工放射性核素碘-131之后，28日，中国东南沿海江苏省、上海市、浙江省、安徽省、广东省、广西壮族自治区部分地区的监测点气溶胶样品中也检测到了极微量的人工放射性核素碘-131。　　3月28日，环境保护部(国家核安全局)有关负责人就环境辐射监测情况表示，环保部门继3月26、27日在黑龙江省东北部监测点的气溶胶样品中检测到了极微量的人工放射性核素碘-131之后，今天又在东南沿海江苏省、上海市、浙江省、安徽省、广东省、广西壮族自治区部分地区的监测点气溶胶样品中检测到了极微量的人工放射性核素碘-131，其浓度均在10-4贝克/立方米的量级及以下。　　该负责人称，结合近年来当地辐射环境监测数据分析，初步确认所检测到的碘-131来自日本福岛核事故。由于检测出的人工放射性核素所带来的附加辐射剂量极其微弱，小于天然本底辐射剂量的十万分之一，仍在当地本底辐射水平涨落范围之内，因此不需要采取任何防护行动。　　目前环保部门设在全国其他地区的气溶胶取样监测点尚未确认检测到来自日本福岛核事故的人工放射性核素。　　环境保护部(国家核安全局)3月28日18时继续发布全国省会城市和部分地级市辐射环境自动监测站实时连续空气吸收剂量率监测值。监测结果表明，目前中国环境辐射水平仍在本底范围内，日本核电事故未对中国环境及境内公众健康产生影响。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/03/201103291501_285853_1617423_3.jpg美国研发出新型辐射监测仪及检测仪器 美国俄亥俄州立大学工程学院日前研发出一种新型的辐射监测及检测仪器，该仪器能更精确地检测出核环境下的放射性污染程度。同时，它的造价将低于以往的产品，并且拥有卓越的检测速度。 目前，这种新型的辐射分光仪已获得专利，第一批产品也将于不久面世。而新技术也为阿维森纳设备公司带来了新业务，这个位于俄亥俄州的公司将依托俄亥俄州立大学的研究技术生产相关部件。相关研究人员表示，这种辐射分光仪将最终向全球推广，全球相关行业都能运用这种新技术。俄亥俄州立大学有害辐射防护学教授戴维&S226;汉拜表示，相比以往的检测仪，新型分光仪的工作效率将更高，它能同时检测并定量伽马射线和贝他射线，而在此之前，要想同时检测这两种射线，必须有两台不同的检测仪器和其他的化学测试，这是一个相当耗时的过程。 俄亥俄州立大学工程学院目前已与德克萨斯州的Ludlum设备公司签订合同，用以生产第一批设备，俄亥俄州立大学技术转让办公室也希望能获得许可证以用于商业开发目的。另外，分光仪的电子系统将由阿维森纳公司生产。讨论：如果辐射在你身边，你是否也会去购买这种新型辐射监测及检测仪器？在仪器市场竞争激烈的今天，为什么国产仪器总是败于进口仪器？为什么国外的仪器商就能先嗅到商机呢？而中国仪器商总是滞后呢？

[font=宋体] 2023[/font][font=宋体]年8月24日，日本向大海排放福岛核电站事故核废水，引发周边国家人民对海产品是否受到污染的担心。用一个家用核辐射检测仪测量一下，会让人感到更放心一些。[/font][font=宋体] 盖格米勒核辐射检测仪的[/font][font=宋体][color=#444444][back=white]优点是便宜，网上200元左右就能买到一台。体积小携带方便，使用简单，很适合家用。刚买到的[/back][/color][/font][font=宋体]检测仪，如何知道好坏、准不准呢，可以用以下简单的方法。[/font][b][font=宋体]一、实验仪器[/font][/b][font=宋体] 网上买的盖格米勒核辐射检测仪XR1型（又标示BR-9B型）见下图，说明书有英、法、德、俄、意、日、韩、西班牙八国语言，唯独没有中文，标示Made In China，没有生产厂家落款等信息，网售130元左右。开机画面用了盖格画像，英文菜单，看样子是外贸产品转内销：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011047459117_6777_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]检测仪使用3节AAA、1.2V镍氢充电电池，仪器有充电插口：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011048083927_2904_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]拆开检测仪，看见内部结构。射线离子检测器采用J305βγ型玻璃盖格米勒管，主控芯片是一片STC公司（[/font][font=宋体][color=#333333][back=white]宏晶科技[/back][/color][/font][font=宋体]）的8A8K64D4型MCU：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011048337985_2923_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]二、大自然本底辐射[/font][/b][font=宋体] 大自然本底辐射强度一般在0.10～0.30μSv/h左右。主要来源于宇宙射线、以及空气、水、土壤、岩石和建筑材料中的放射性核素。一般认为，[/font][font=宋体][color=black]人接受[/color][/font][font=宋体][color=black]5[/color][/font][font=宋体]mSv/[/font][font=宋体][color=black]年[/color][/font][font=宋体][color=black]辐射量以内是安全的，换算为[/color][/font][font=宋体][color=black]5[/color][/font][font=宋体][color=black]÷365÷24×1000=0.57（[/color][/font][font=宋体]μSv/h[color=black]）。[/color][/font][img=,690,433]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011049011490_1399_1807987_3.png!w690x433.jpg[/img][font=宋体][color=black] 我国环境保护部（国家核安全局）曾在2011年发布过全国主要城市环境辐射水平。[/color][/font][font=宋体][color=black]监测结果汇总图中绿色曲线代表监测值，蓝色柱体代表天然本底水平，绿色曲线均在蓝色柱体范围内。监测结果表明当年日本核电事故未对我国环境及境内公众健康产生影响。见下图：[/color][/font][img=,690,405]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011049356801_7407_1807987_3.jpg!w690x405.jpg[/img][b][font=宋体]三、常见的实验物品[/font][/b][font=宋体] 我们新买到手的核辐射检测仪，可以按照以上[/font][font=宋体][color=black]全国主要城市环境辐射水平[/color][/font][font=宋体]图表的本底辐射值进行自测。当地辐射值在[/font][font=宋体][color=black]蓝色柱体范围内，可以认为[/color][/font][font=宋体]检测仪基本正常。如果检测数值相差太大，检测仪存在较大误差，需要校准。[/font][font=宋体] 另外，可以利用一些常见的有辐射的物品，检验买到手的核辐射检测仪的功能。例如：消防离子烟雾报警器，老式汽灯纱罩，氩弧焊钍钨电极等。[/font][align=left][font=宋体] 消防离子烟雾报警器的电离子仓中，有离子式烟雾检测传感器，它的放射源是一小块含微量放射性同位素镅Am-241的金属小圆片，[/font][font=宋体][color=#333333]为α辐射体。在衰变过程中，除释放出三组α粒子外，还能释放一定能量的γ射线和X射线。[/color][/font][/align][align=left][font=宋体] 老式汽灯纱罩，1884年奥地利化学家Carl Auer von Welsbach发明。旧工艺将织物浸入硝酸钍溶液中，有时会出于各种原因将其它金属Ce、Be添加到溶液中。灼烧时，硝酸钍变成二氧化钍。[/font][font=宋体][color=#333333]二氧化钍在高温时会发出耀眼白光且热稳定性强，熔沸点高，也不能被空气氧化，是较为理想的焰色载体。[/color][/font][font=宋体]二氧化[color=#333333]钍[/color]衰变链中有氡等其它高放射性元素。[color=#333333][back=white]现在生产的汽灯纱罩材质是[/back][/color][back=white]蓖麻[color=#333333]纤维或石棉，用硝酸[/color]稀土元素[color=#333333]溶液如硝酸钆、硝酸钇、硝酸镱溶液替代硝酸钍溶液来浸泡纱罩，没有放射性，呈黄光。用[/color][/back]汽灯纱罩来判断核辐射检测仪好坏，应使用老工艺汽灯纱罩（网售的含钍汽灯纱罩，均是库存老货）。[/font][/align][font=宋体] 工业用氩弧焊钍钨电极，含有1～2%二氧化钍，尾部涂有红色。二氧化钍放射性较弱，但进入人体内产生内照射危害较大，其衰变链中的氡等其它高放射性元素尤其需要注意。从事焊接施工操作后，注意妥善保管，接触后洗手。[/font][b][font=宋体]四、实验情况[/font][/b][font=宋体] 下面以消防离子烟雾报警器的Am-241放射源为例，看看如何使用它来判断盖格米勒核辐射检测仪的好坏。[/font][font=宋体] 在室外（成都市），离地面8.5cm处，大自然本底平均辐射（不间断测量5分钟以上，下同）0.11μsv/h，符合成都地区[/font][font=宋体][color=black]环境辐射水平范围[/color][/font][font=宋体][color=black][back=white]0.0734[/back][/color][/font][font=宋体][color=black][back=white]μGy/h～0.156μGy/h[/back][/color][/font][font=宋体]（注：在空气中[/font][font=宋体][color=#333333]粗略估算，1[/color][/font][font=宋体][color=black][back=white]μGy/h[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333]对应[/color][/font][font=宋体]1[/font][font=宋体]μsv/h[/font][font=宋体][color=black]）：[/color][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011051094869_4150_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]在室内（5楼），距离实木地板8.5cm处，本底平均辐射0.10μsv/h，比室外地面略低一点：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011052004949_2091_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]一款消防离子烟雾报警器：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011052225999_7556_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]取下离子烟雾报警器塑料帽后，有金属罩：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011052464973_7472_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]将辐射仪放在离子烟雾报警器金属罩上，平均辐射0.30μsv/h：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011053109119_7226_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]去掉离子烟雾报警器金属罩，看见小圆孔中的镅Am-241离子源：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011053377959_7092_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]将辐射仪放在移去金属罩的离子烟雾报警器上，图形上，瞬时最高值超过1.0μsv/h（观察到为1.2μsv/h），被削波了。平均辐射值上升为0.90μsv/h，超过仪器设定的0.50μsv/h报警值，蜂鸣器“嘀嘀嘀”响个不停，可见金属罩对Am-241屏蔽作用较强：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011054022687_4830_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]客厅（23楼）地砖，平均辐射0.15μsv/h[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011054438162_7615_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]厨房（23楼）水磨石台面，平均辐射0.14μsv/h：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011055090036_5335_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]小区道路铺地红砖，辐射值0.18μsv/h：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011055383556_4706_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]小区花岗石狮子，辐射值0.18μsv/h：[/font][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011056104626_4657_1807987_3.jpg!w690x920.jpg[/img][font=宋体]公园凳子，花岗石支座，平均辐射0.18μsv/h：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011056378298_8114_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011057095686_2365_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]五、注意事项[/font][/b][align=left][font=宋体][color=#333333] 根据《含密封源仪表的放射卫生防护要求》（GBZ125—2009）及《离子感烟火灾探测器用镅-241α放射源》（GB12951—2009）规定，消防离子感烟探测器、测厚仪、温度计、料位仪等仪器使用的[/color][/font][font=宋体]Am-241[/font][font=宋体][color=#333333]放射源基本为IV～V类源。根据2005年[/color][/font][font=宋体][color=black]国家环境保护总局发布[/color][/font][font=宋体][color=#333333]的《放射源分类办法》规定，IV类放射源为低危险源，基本不会对人造成永久性损伤，只有长时间、近距离接触才可对人体造成可恢复的临时性损伤，V类放射源为极低危险源，不会对人造成永久性损伤。正常情况下，[/color][/font][font=宋体]Am-241[/font][font=宋体][color=#333333]放射源对人体健康影响较小。[/color][/font][/align][font=宋体] 离子烟雾报警器放射源的α粒子由两个中子和两个质子构成（氦-4），质量为氢原子的4倍，带两个正电荷，很容易就可以电离其他物质。因此，它的能量亦散失得较快，穿透能力在众多电离辐射中是最弱的，人的皮肤或一张纸就能隔阻α粒子。但释放α粒子的物质进入人体内，在α射线内照射下，人长期也是受不了的。使用应带手套口罩，用后洗手，妥善保管，防止小孩玩耍。[/font][font=宋体] 本实验采用的XR1型核辐射检测仪，内部主要元件是J305βγ型玻璃盖格米勒管，对βγ射线敏感，寿命为：最大本底计数率[color=#333333][back=white]＞[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]1[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]×[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]10[/back][/color][/font][font='Trebuchet MS','sans-serif'][color=#333333][back=white]?[/back][/color][/font][font=宋体][color=#333333][back=white]脉冲[/back][/color][/font][font=宋体]。本文测量离子烟感报警器Am-241时，最大值才1.2μsv/h左右（实质是检测到α衰变后[/font][font=宋体][color=#333333]γ[/color][/font][font=宋体]）。不同品牌的离子烟感报警器Am-241辐射强度会有一些差别。如果使用专业α辐射检测仪来进行测量，对烟感报警器Am-241的α辐射检测值会高达540μsv/h左右。对要求高的检测或需要测量单一辐射离子，建议使用专业核辐射检测仪。[/font][b][font=宋体]结语：[/font][/b][font=宋体]家用核辐射检测仪完全可以用一些常见的含辐射物质（例如：消防离子烟雾报警器，老式汽灯纱罩，氩弧焊钍钨电极）来进行判断好坏。通过对家用建筑材料的的检测，看到辐射值都很小，符合国家安全标准。没有出现曾经有些瓷砖、大理石、花岗石制品辐射超标的问题。这是多年来建材行业加强管理的结果，大家可以安心使用。当然，用来测量一下海外商品也是没有任何问题的。[/font]

关于ICP-MS检测中放射性元素的一些问题说明 ICP-MS测量质量范围很宽，至少可以测量2~250amu范围的元素，而且检测灵敏度很高。鉴于这些特性，ICP-MS也被用来检测一些放射性核素，如铀、钍等。所以，论坛里也会有一些网友来讨论这些放射性核素的标准品是否会产生危害，同时也有一些其它放射性相关的问题。在这篇短文里，我会尽己所知，来和大家一些讨论这些问题。1 放射性基本知识为了能比较好地进行讨论，首先需要了解一些放射性常识和一些基本概念。自然界所有物质都是由各种元素组成的。组成元素的基本单位是原子。原子由原子核和外层电子所构成。具有特定质量数、原子序数和核能态，而且其平均寿命长得足以被观察到的一类原子，称为核素。具有相同原子序数但质量数不同的核素称为同位素。一种元素可以有很多种同位素。如http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108250754_312062_1604317_3.jpg ，它的同位素就有30种，比如http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108250754_312063_1604317_3.jpg 、http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108250754_312064_1604317_3.jpg 等。这些概念对于搞ICP-MS这类无机质谱的人员来说，无疑是基本知识。下面介绍由此展开的放射性基本知识。有些核素的原子核是不稳定的，它能自发地改变核结构转变成另一种核，并在核转变过程中放射出各种射线。这种现象称为核衰变或放射性衰变。这种具有放出射线的性质称为放射性。具有放射性的核素称为放射性核素，比如http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108250755_312065_1604317_3.jpg 、http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108250755_312066_1604317_3.jpg就是放射性核素，也可称为是Cs的放射性同位素。放射性核素的放射性强度是用放射性活度A来表示，其意义是单位时间内发生衰变数。放射性活度A的SI单位是秒-1（s-1），SI单位专名是贝克勒尔，符号为Bq。单位质量物质的放射性活度称为放射性比活度，也称为活度浓度，单位是Bq/kg。放射性核素有一个重要的特征指标，就是半衰期。放射性核素衰变后，原来的核素会越来越少。这种少减遵循指数规律。假如某种放射性核素最初由N0个原子和，经过时间t的衰变，变为N个原子核，那么有下式成立： http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108251303_312173_1604317_3.jpgλ表示一个放射性核素在单位时间内进行自发衰变的概率，称为衰变常数，其单位是时间的倒数（s-1）。衰变常数并不直观，所以我们一般都使用半衰期来表示放射性核素衰变快慢。所谓半衰期就是指放射性原子核因衰变而减少到原来的一半时所需要的时间，用T1/2来表示。由于半衰期物理意义比较容易理解，一般都采用半衰期来表征放射性核素的寿命。不同的放射性核素半衰期不同，短的只有几个微秒，长的有几百亿年。由于放射性核素衰变和环境的温度、压力、湿度等外界条件无关，而是由核内部的物理状态决定的，而不同放射性核素的衰变方式和速度都不同。所以每个放射性核素都有一个半衰期，这个半衰期也不会因外界条件的改变而改变。半衰期和衰变常数的关系为http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108250758_312068_1604317_3.jpg所以衰变公式也可以写成：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108250758_312069_1604317_3.jpg2 常见的放射性核素放射性核素分天然的和人工的两种。自然界中天然存在称为天然放射性核素，人工制造的放射性核素称为人工放射性核素。天然放射性核素又分两类。由宇宙射线与大气中的某些元素的原子核相互作用所产生的放射性核素称为宇生天然放射性核素，如14C、3H、7Be和22Na等。另一类称为原生放射性核素，是指地球本身自然存在的放射性核素，主要有铀系（238U）、钍系（232Th）、锕铀系（235U）等放射性核素系和其它一些放射性核素，如40K、87Rb等。人工放射性核素是人类利用核反应制造的。人工放射性核素已达1000多种，其射线种类、能量、半衰期各不相同。人工放射性核素的活度可以做得非常大。人工放射性核素已广泛地用于辐照、探伤、医疗等各种领域。常见的人工放射性核素有137Cs、60Co、125I等。铯Cs-137和钴Co-60是应用最广泛的两个人工放射性核素，这两个都是β衰变的放射性核素，并且都放射出γ射线，半衰期也较长。这两个核素在辐照、探伤、医疗等方面都有广泛的应用。铯Cs-137和钴Co-60具体数据见表1。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108251304_312174_1604317_3.jpg天然放射性核素简介如下：ü镭－226，Ra－226。半衰期1602年。放射性比活度3.8×107Bq/mg。属于铀系衰变链一个产物，衰变方式为α衰变。在铀、钍矿里含量较高。属于极毒组。ü钍－232，Th－232。半衰期1.4×1010年。放射性比活度4.1Bq/mg。属于钍系衰变链一个产物，衰变方式为α衰变。主要矿物是独居石、方钍石、钍石和铀钍矿。属于中毒组。ü钾－40，K－40。半衰期1.27×109年。放射性比活度260Bq/mg，占天然钾元素0.012％。独立衰变，衰变方式为β衰变

路面太阳辐射反射系数检测仪太阳辐射反射系数检测仪是在水平表面上从2π球面度立体角中接收到的太阳直接辐射和太阳散射辐射之和（短波），即太阳直接辐射的垂直分量和水平面上接受到的散射辐射总量，业务上通常用太阳辐射反射系数检测仪来进行观测。根据安装状态不同，太阳辐射反射系数检测仪可分别测量太阳总辐射、反射辐射，或借助遮光装置测量散射辐射。对于太阳辐射反射系数检测仪传感器的选择主要有以下三点：一、能否达到既定的太阳辐射测量精度要求；二、在满足测量精度的情况下，太阳辐射反射系数检测仪尽量使用低功耗的传感器，这是由于系统的设计电源是采用电池供电；三、太阳辐射反射系数检测仪传感器要能满足被测介质和使用环境的特殊要求，例如在高温、低温下的工作情况以及防腐等。[img=太阳辐射反射系数检测仪,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210170914044180_4640_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]用于测量太阳和天空辐射，适应很宽的波长范围。太阳辐射反射系数检测仪为可以借助不同牌号的有色光学玻璃制作的半球形外进行不同宽波段太阳辐射的测量。太阳辐射反射系数检测仪由一个组合热电堆电路组成，可以很好的抵抗机械震动和打击。太阳辐射反射系数检测仪的接收器上有一层黑漆，底部为一个半球形玻璃项罩。玻璃半球使用的是测量用玻璃，其对于0.305pm-2.8pm的波长具有非常好的透光性，而且能量传输非常的均一。太阳辐射反射系数检测仪根据黑色涂料吸收太阳辐射产生热效应的温升值来确定辐射强度。温升值采用热电堆测得。[img=太阳辐射反射系数检测仪,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210170914391157_1723_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]