射线简易检测仪

近日，随着日本福岛核辐射的蔓延，越来越多的民众对核污染产生恐惧。 相关国家的海关、机场、码头以及食品环境监测部门开始加大对核污染监测力度。　　平时需求不多的辐射测量仪，一下子进入了我们的视野。近日，接到询问辐射测量仪逐渐增多，其中以Digilert 100最受欢迎，详细信息如下：　　 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/04/201104031519_286997_2193245_3.jpg　　货号81910-03　　Radiation Alert® Digilert 100同位素辐射测量仪　　1. 可同时测量 α，β，γ，X 种射线　　2. LCD 4位数字显示器和红色发光二极管报警器　　3. 使用温度范围 -10-50℃　　4. 检测器类型: M型, 安装ICA窗片的GM盖革计数器.　　5. 灵敏度: 1000cpm(mR/hr) 使用Cs-137放射源测定　　6. 测定精确度: ±10%以内　　7. 定时辐射剂量测定范围0.001 to 100 mR/hr; 0 to 100,000 CPM　　8. 辐射累计定标计数范围 0-120,000　　9. 支持声光报警及数据导出　　10. 9V电池，可使用2000小时　　注：可用于海关、机场、码头以及食品环境领域的核辐射监测

[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]

中华人民共和国 国家质量监督检验检疫总局公告2011年第15号关于发布《JJG-2011高度卡尺计量检定规程》等8个国家计量技术法规的公告 根据根据《中华人民共和国计量法》有关规定，现批准《JJG583-2010杯突试验机计量检定规程》等8个国家计量技术法规发布实施。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/04/201104220935_290286_2090336_3.jpg特此公告。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/04/201104220936_290287_2090336_3.jpg由中国测试技术研究院、福建省计量院及上海计量测试技术研究院联合起草的《X射线安全检查仪校准规范》国家校准规范，1月21日通过国家质检总局计量司批准（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局公告【2011年第15号】），于今年4月21日起正式实施。 X射线安全检查仪广泛应用于海关、通商口岸对违禁危险物品的检查，对保障旅客人身安全起到重要作用。X射线安全检查仪校准规范的编写以及X射线安全检查设备校准设备的研制，对我国行包安全检测仪项目的校准工作提供了技术依据和标准设备，填补了我国行包安全检测仪校准的空白，有利于提升我国海关、通商口岸、机场等安检服务的质量。

[font=宋体] 从2023年8月24日以来，许多人购买了家用核辐射检测仪。这类核辐射检测仪，通常采用玻璃盖格米勒计数管，校准比较难。初次使用时，建议首先认真阅读使用说明书，熟悉仪器基本操作。其次，按照下面几个方面的事项进行操作，会使你的仪器在很长一段时间正常、可靠地使用，发挥出良好的作用。[/font][font=宋体][b]一、测量环境自然本底与国家发布过的数据对比[/b][/font][font=宋体] 这样做，是为了判断新仪器的大致误差范围。玻璃盖格米勒计数管仪器的误差较大，通常会有10%～20%。到手的仪器精度怎么样，可以通过实测数据与国家核安全局发布的当地环境监测数据①对比来查看。如果仪器超过自己说明书规定的误差，应要求商家换货。测量时，应避免环境周围有电离辐射源、辐射超标矿场、X射线探伤室、CT室等，以免对仪器测量造成干扰。[/font][font=宋体]下图是2011年日本福岛核电站事故后，国家核安全局发布的全国部分城市环境监测数据，可以作为参考。[/font][img=,690,405]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011210551059_9745_1807987_3.jpg!w690x405.jpg[/img][font=宋体]例如:成都地区约[/font][font=宋体][color=black][back=white]为0.0734μGy/h～0.156μGy/h。[/back][/color][/font][font=宋体]国家核安全局[/font][font=宋体][color=black][back=white]2023-08-29[/back][/color][/font][font=宋体]发布的[/font][font=宋体][color=black][back=white]成都熊猫基地站[/back][/color][/font][font=宋体]监测即时数据[/font][font=宋体][color=black][back=white]80nGy/h[/back][/color][/font][font=宋体][color=black][back=white]。在范围的下限边缘。用新购的[/back][/color][/font][font=宋体]仪器测量环境自然本底值，见下图，一台RX1型核辐射检测仪测量室外地面（成都市金牛区）：平均辐射值为0.11[/font][font=宋体][color=black][back=white]μSv/h, 在0.0734μGy/h～0.156μGy/h范围内。[/back][/color][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011211200178_7178_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][color=#333333]这里，Gy 是吸收剂量，Sv 是有效剂量。一个主要针对物体，一个主要针对人体。这和具体的光子能量有关。在空气中，这两个单位粗略估算都是取 1，即 1Gy 对应 1Sv。[/color][font=宋体]用纸笔记下测量本底数据的地点位置及辐射值，放在仪器盒内。便于以后核查仪器误差使用。[/font][font=宋体][b]二、用含辐射物质样品测量并保留数据[/b][/font][font=宋体] 这样做，是为了测量一下新仪器的检测范围和灵敏度。因为盖格米勒计数管的使用寿命、灵敏度都会随使用时间发生下降变化。将新机器测量的数据记录下来，使用一段时间后，再进行测量。可以对比看出仪器盖格米勒计数管的灵敏度下降了多少，以后测量时，将仪器显示屏数值加上相应减少的灵敏度数值即可。[/font][font=宋体]用常见离子烟感报警器中的镅Am-241离子源进行检测，见下图：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011211576330_6784_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]将核辐射检测仪直接放在离子烟感报警器顶部，开机测量：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011212391262_269_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]观察到瞬时最大值0.35[/font][font=宋体][color=black][back=white]μSv/h，平均值0.23μSv/h：[/back][/color][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011213183147_7986_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]取下离子烟感报警器的塑料外壳，露出金属罩，进行测量。[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011213540543_4031_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]观察到瞬时最大值0.45[/font][font=宋体][color=black][back=white]μSv/h，平均值0.26μSv/h，比未取下塑料外壳测量值稍大，说明塑料外壳有一定的遮挡作用：[/back][/color][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011214217712_6701_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]再取下离子烟感报警器的金属罩，露出镅Am-241离子源，进行测量：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011214538967_3140_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]将核辐射检测仪安放在离子烟感报警器的Am-241离子源上方，测量工作5分钟后，观察到瞬时最大值0.9[/font][font=宋体][color=black][back=white]μSv/h，平均值0.68μSv/h，测量值超过设定的预警值[/back][/color][/font][font=宋体]0.5[/font][font=宋体][color=black][back=white]μSv/h，蜂鸣器“嘀嘀嘀”响个不停。可见金属罩对射线的遮挡作用更强：[/back][/color][/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011215272543_2537_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]下面要进行的实验，不建议动手能力弱的人操作！避免损坏仪器。由于离子烟感报警器的镅Am-241[/font][font=宋体][color=#333333]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][font=宋体]α粒子穿透力最弱，一张纸都能挡住。为了进一步实验仪器更高量程测量情况，将核辐射检测仪的底盖去掉，露出盖格米勒计数管，直接放在镅Am-241离子源上方进行测量：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011215588271_7059_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]开机后，观察到辐射曲线迅速冲向高位，瞬时值1.75[/font][font=宋体][color=black][back=white]μSv/h，[/back][/color][/font][font=宋体] 报警声响连续不断：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011216445809_4948_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]开机5分钟后，观察到瞬时最大值2.06[/font][font=宋体][color=black][back=white]μSv/h，平均值1.54μSv/h，辐射比较强烈，曲线图形冲顶削波、红成一遍。不用担心，这个测量值换算成年度值：1.54(μSv/h)×365÷1000=0.56(mSv/年)，小于人接受辐射安全值5 mSv/年。所以，使用[/back][/color][/font][font=宋体]离子烟感报警器的镅Am-241来检测仪器，辐射值在可控范围内，是安全的，可以放心使用。但还是要妥善保管，不要长期放在身边，禁止小孩玩耍！[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309011217084337_4847_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]在测量过程中，用纸笔记下测量的地点位置及辐射值数据，放在仪器盒内。便于多年后，核查仪器灵敏度使用。妥善保存好实验用的离子烟感报警器，以备以后使用。[/font][font=宋体][b]三、测量操作程序[/b][/font][font=宋体]检查电池有无充足电量，保证检测期间不会断电。测量物质的核辐射时，先确定样品测量位置，用仪器测量此处的本底辐射值（应有平均值），然后再用仪器测量被测物质的核辐射值（应有平均值）。纸笔记录或拍照记录，对比本底，分析样品核辐射值。[/font][font=宋体][b]四、电池使用[/b][/font][font=宋体]如果检测量不大，建议使用5号碱性电池。如果需要经常检测，建议使用5号镍氢充电电池。由于许多核辐射检测仪采用轻触键软开关电源，关机后，仍有一定的候机电流。有的机器候机电流较大，有的机器电流很小。长期不使用仪器，强烈建议取出电池存放，避免电池过放电漏液，损坏仪器。[/font][font=宋体][b]五、平时轻拿轻放，禁止丢甩[/b][/font][font=宋体]核辐射检测仪内部的玻璃盖格米勒计数管比较娇气，经不起丢甩。使用时，要注意轻拿轻放。平时存放在干燥阴凉、无腐蚀性气体环境的地方。非有一定电子技术能力人员，不要拆开仪器捣鼓。[/font][font=宋体] [/font]