影響輻射環(huán)境自動監(jiān)測站γ劑量率變化的幾種因素

摘 要：γ輻射空氣吸收劑量率是反映環(huán)境輻射水平一種最直觀的方式。一般情況下，輻射環(huán)境自動監(jiān)測站測量γ劑量率浮動不大，處于平穩(wěn)狀態(tài)，但也有一些情況會引起γ劑量率數值的變化，文章總結了幾種引起γ劑量率變化的因素。

關鍵詞：輻射環(huán)境自動監(jiān)測站；γ空氣吸收劑量率；變化因素

前言

核能作為一種清潔能源現已經被大力提倡，隨著核技術的發(fā)展和運用，越來越多的公眾開始關注輻射環(huán)境。γ輻射空氣吸收劑量率是輻射環(huán)境監(jiān)測中的一個重要參數，能夠直觀反映當前環(huán)境中輻射本底水平和分布情況，以及由人類實踐活動帶來的劑量率變化，更能為運行核設施或核事故狀態(tài)下輻射環(huán)境情況提供數據支持。環(huán)境γ劑量率主要來自天然輻射和人工輻射，天然輻射包括原生放射性核素、宇生放射性核素及宇宙射線等；人工輻射主要包括核技術、核燃料及核爆炸等方面。環(huán)境地表γ劑量率監(jiān)測按照監(jiān)測方法可分為：瞬時監(jiān)測、累積監(jiān)測（TLD）、自動監(jiān)測站連續(xù)監(jiān)測等，這三種方法互為補充，其中連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)可實現自動監(jiān)測、實時反饋數據，是近年環(huán)境監(jiān)測發(fā)展重點[1]。

1 劑量率數據數值影響因素分析

在自動監(jiān)測站實際運行過程中，通常保持在平均水平上，但有時由于種種原因，會造成數值發(fā)生變化，例如降雨、周圍環(huán)境發(fā)生變化、核技術實踐活動、儀器故障、核試驗或核事故等。

1.1 降雨

自動監(jiān)測站所在地區(qū)發(fā)生降雨時，所測量到的γ劑量率相比降雨前會出現明顯升高趨勢，待雨停后，數值又會慢慢降低至降雨前的輻射環(huán)境水平。在此期間，排除有人工源的影響后，引起γ劑量率升高的主要原因主要就是大氣中的放射性核素通過降雨由高空帶至地表，導致地表環(huán)境γ劑量率瞬時變大。氡子體就是這些被沖刷下來的核素中最主要的。氡的衰變子體主要包括Rn-222衰變子體、Rn-220衰變子體、Rn-219衰變子體，由于Rn-220、Rn-219衰變時間較短，其衰變子體從高空將至地面，一般的遷移路徑不會太遠，所以降雨主要將Rn-222衰變子體沖刷下來，其衰變子體主要包括Po-218、Pb-214、Bi-214。氡子體以氣溶膠或者微塵形式存在。當降雨時，隨著雨水降落的氡子體發(fā)生放射性衰變，發(fā)出γ射線，從而引起環(huán)境監(jiān)測自動監(jiān)測站γ劑量率數值變大。同時這種變化的大小與雨量大小也有密切相關。對降雨量和γ劑量率上升的定量分析后顯示，降雨量和γ劑量率呈正相關，但由于降雨對空氣中的放射性核素的沖洗不均勻，以及沖洗因子的差異及其它氣象的差異，使得降雨量和γ劑量率的上升在定量關系上存在一定的差異[2]。

1.2 周圍環(huán)境變化

自動監(jiān)測站在建成后，無特殊原因，周圍環(huán)境一般不發(fā)生變化。本次文章提到自動監(jiān)測站周圍環(huán)境變化指的是長期性變化，主要包括兩種：第一，自動監(jiān)測站建成后，隨著周邊地帶的發(fā)展，周圍環(huán)境變化，例如在自動監(jiān)測站旁邊新建、改建一些建筑，影響自動監(jiān)測站周圍的輻射水平發(fā)生變化，測量的γ劑量率相比環(huán)境變化前就會有所改變。第二，當自動監(jiān)測站搬遷至另一地點后，由于新地點與原址輻射水平不可能完全相同，之后所測量的γ劑量率照比搬遷前，數值有一定的變化，例如搬遷至輻射環(huán)境本底較高或較低地區(qū)，會令劑量率數值變化。

1.3 人類實踐活動

自動監(jiān)測站分布在全國各個地區(qū)，有些自動監(jiān)測站建設在受人類實踐活動影響較大的地方，這些核技術應用的同時，會對自動監(jiān)測站γ劑量率造成影響。例如，自動監(jiān)測站建立在廢物庫或鈾礦區(qū)附近，當運源車攜源經過自動監(jiān)測站，或運礦車有礦石灑落時，會造成自動監(jiān)測站測量的劑量率瞬時升高。當自動監(jiān)測站附近有核技術利用項目開展，例如野外探傷等，在運行工況下會另自動監(jiān)測站γ劑量率瞬時升高幾倍。由于這些令自動監(jiān)測站γ劑量率數值升高的因素多是人為的，可盡量在自動監(jiān)測站選址初盡量避免，保持γ劑量率處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.4 設備故障

自動監(jiān)測站測量γ劑量率的設備多為高壓電離室，由于高壓電離室的輸出信號在10-13A的量級，非常微弱，因此接頭接觸不良、電纜線受潮、電離室靜電計受潮等微小故障都會對測量造成影響。例如靜電計輸出端接觸不良，調零偏離高壓大時，γ劑量率數值會瞬時升高；電纜線接頭接觸不良，收集棒未能飽和收集，γ劑量率數值降低；靜電計調零偏離，而造成劑量率數值基線上升。在自動監(jiān)測站日常運行期間，要定期檢查，做好運維工作，保證自動監(jiān)測站的正常運行。

1.5 核與輻射事故

當有核與輻射事故發(fā)生時，自動監(jiān)測站作為自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，對γ劑量率實時監(jiān)測，已測量數值為依據，第一時間發(fā)現異常情況，為核與輻射事故研判提供有力的技術支持。

2 結束語

根據空氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測站的建設要點，目前在全國已建立了100 個空氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測站對輻射環(huán)境空氣質量進行監(jiān)測，初步發(fā)揮了良好的效益[3]。γ劑量率是自動監(jiān)測站的重要監(jiān)測項目，數值的變化越來越受到人們關注。通常情況，異常值判斷標準為歷年小時均值±3倍標準差。異常值出現時，要根據各影響因素對其進行分析后謹慎取舍判斷，實時了解輻射環(huán)境水平的真實情況。我國目前的自動監(jiān)測站建設處于初步階段，對影響自動監(jiān)測站γ劑量率數值變化的因素了解還不夠全面，在今后運行中還可以進一步深入研究，為輻射環(huán)境質量監(jiān)測及應急監(jiān)測提供可靠的數據支撐。

參考文獻

[1]王亮.輻射環(huán)境自動監(jiān)測站的簡介與運維經驗淺談[J].四川環(huán)境，2013，8.

[2]許哲.大氣降雨對環(huán)境地表γ空氣比釋動能率測量影響規(guī)律的研究[D].蘇州：蘇州大學，2009.

[3]章昕欲，等.空氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測站建設技術初探[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2013，3：48-51.

作者簡介：王溪睿（1988-），女，現職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：輻射環(huán)境監(jiān)測。