β表面污染的測量因素研究

李玉芹　文章

【摘 要】本文利用CoMo170表面污染監測儀對90Sr-90Y平面源進行測量，研究吸收效應、γ射線干擾等因素對于β表面活度響應值的影響規律。結果發現遮擋塑料布對于β粒子的吸收衰減很顯著，而且塑料布越厚，衰減越明顯;γ射線的干擾也會對結果造成影響，鋁板和有機玻璃板的組合能夠有效屏蔽β射線。因此，在β表面污染的實際測量中，須嚴格按照規定操作測量，針對相關測量因素應引起足夠的重視。

【關鍵詞】β表面污染;測量因素影響;表面活度響應

中圖分類號： TL81 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）10-0088-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.036

The Study on Measurement Factors of Beta Surface Contamination

LI Yu-qin WEN Zhang

（China Institute of Atomic Energy， Beijing 102413， China）

【Abstract】This paper uses CoMo170 surface contamination monitor to measure the 90Sr-90Y plane source， and studies absorption effect and gamma rays interference on the surface activity response. It was found that the absorption attenuation of beta particles by the shielding plastic cloth is significant， and the thicker the plastic cloth is， the more obvious the attenuation is; The interference of gamma rays also has influence on the results， and the combination of aluminum plate and organic glass plate can effectively shield beta rays. Therefore， in the actual measurement of beta surface contamination， the measurement must be carried out in strict accordance with the regulations.

【Key words】Beta surface contamination; Measurement factors impact; Surface activity response

β射線具有較大的電離作用，會在機體組織表面引起破壞作用，甚至是嚴重的內照射危害，其能量分布是連續的，能譜為連續能譜，測量起來比較困難。[1]在容易發生放射性表面污染的場所，應該要對地面及設備表面等進行相關常規監測，防止其擴散。本文采用CoMo170表面污染監測儀對90Sr-90Y平面源進行測量，主要考慮到的測量因素有吸收效應和γ射線干擾，得到了各個因素對于β表面污染測量中表面活度響應值的影響規律，從而對以后的常規測量、環境調查、核電站相關測量工作提供了理論依據。[2]

1 實驗設備

1.1 CoMo170表面污染儀

實驗所用的測量儀器是德國SEA公司生產的多功能便攜式放射性污染監測設備——CoMo170表面污染監測儀，其性能主要是選用了大面積薄層表面涂有ZnS的塑料閃爍探測器。[3]測量原理是放射性核素通過衰變釋放出射線，被探測器測量并轉換成電信號，進而被放大，最終傳輸到顯示單元進行處理顯示。

1.2 β標準平面源

實驗選用的β標準平面源是90Sr-90Y源，90Sr及其子體90Y皆為純β核素，90Sr發射最大能量為0.546MeV的β射線，其衰變子體90Y發射最大能量為2.284MeV的β射線。[4]所用平面源的直徑為20mm，單位面積活度As≈41.4Bq·cm-2，儀器本底計數率Nb=16.02s-1，表面活度響應值R。

2 實驗方法及結果

對于β表面污染的測量方法，主要包括兩種測量方法，一種是直接測量法，另一種是間接測量法。在實際的測量過程中，由于受到環境等條件的限制，需要兩種測量方法同時采用、相互結合，才可以更好的使測量結果滿足監測目的。[5]

2.1 吸收效應

在一些從事放射性相關工作的場所，為了防止探測器探頭被污染，工作人員可能會用塑料布蓋住儀器探測窗表面，這樣會影響儀器的效率，改變儀器能量響應特性。[6]

本實驗采用不同厚度塑料布遮蓋探測窗的方法進行測量，將β源放置于金屬板上，調節與探測窗距離為10mm，分別測量無塑料布遮蓋、一層塑料布遮蓋以及兩層塑料布遮蓋條件下的計數率（s-1），各測量20個計數，并進行相關計算，得到三種條件下其表面活度響應值（s-1·Bq-1·cm2）分別為0.840， 0.741及0.682。

由該實驗數據可以看到，塑料布遮蓋對于β射線的吸收衰減是十分顯著的，而且遮蓋的塑料布越厚，衰減會變得更加明顯，所以在現場的使用中，如果探測器被蒙了塑料布，則會影響儀器的效率，應當盡量避免。

2.2 γ射線干擾

很多的放射性工作場所中，有可能會同時存在β粒子和γ粒子，在進行表面測量時，兩種粒子會互相干擾，造成β表面污染測量儀器的“假計數”，可以采用遮擋法扣除γ射線干擾。[7]

本實驗中利用鋁板和有機玻璃板兩種材料分別遮蓋90Sr-90Y源進行屏蔽，然后分別測量無屏蔽材料和五種不同組合（1mm鋁板、2mm鋁板、2mm鋁板+1mm玻璃、2mm鋁板+2mm玻璃以及2mm鋁板+3mm玻璃）屏蔽條件下的計數率（s-1），各測量20個計數，計算得到六種條件下的表面活度響應值（s-1·Bq-1·cm2）分別為0.893，0.082，0.034，0.023，0.016以及0.002。

從上述實驗結果可以看到，使用1mm鋁板遮蓋后，90Sr-90Y源的表面活度響應值降為原來的9.18%;使用2mm鋁板，其值降為原來的3.81%;使用2mm鋁板+1mm有機玻璃板，約為原來的2.58%;使用2mm鋁板+2mm有機玻璃板，約為原來的1.79%;使用2mm鋁板+3mm有機玻璃板，只有原來的0.22%，說明了2mm鋁板+3mm有機玻璃板可以有效屏蔽β射線。

3 結論

根據實驗測量結果分析，我們看到吸收效應中采用的塑料布遮蓋對β粒子的吸收衰減十分顯著，而且塑料布越厚，衰減越明顯;γ射線干擾也會對其結果造成影響，可以采用遮擋法扣除γ計數實現β表面污染的測量。

【參考文獻】

[1]李復增.β射線的安全防護及FH-73型β射線厚度計的輻射劑量[J].化工自動化及儀表，1978（3）：58-63.

[2]韋應靖，崔偉，黃亞雯，等.核電站β表面污染監測儀校準源的選取[J].原子能科學技術，2016，50（9）：1713-1716.

[3]劉樹亮，王百榮，魯建英，等.CoMo170污染監測儀放射性表面活度檢測方法[C].全國核電子學與核探測技術學術年會.2012.

[4]劉運祚.常用放射性核素衰變綱圖[M].原子能出版社，1982.

[5]GB/T 14056.1-2008，表面污染測定 第1部分：β發射體（Eβmax>0.15MeV）和α發射體[S].北京：中國標準出版社，2008.

[6]陳子根，李星垣，帥小平.關于表面污染儀刻度的幾個問題[J].核動力工程，1984，5（5）：64-67.

[7]周琪.放射性表面污染測定應注意的幾個問題[J].干旱環境監測，2002，16（3）：188-189.