β表面污染的测量因素研究

李玉芹　文章

【摘 要】本文利用CoMo170表面污染监测仪对90Sr-90Y平面源进行测量，研究吸收效应、γ射线干扰等因素对于β表面活度响应值的影响规律。结果发现遮挡塑料布对于β粒子的吸收衰减很显著，而且塑料布越厚，衰减越明显;γ射线的干扰也会对结果造成影响，铝板和有机玻璃板的组合能够有效屏蔽β射线。因此，在β表面污染的实际测量中，须严格按照规定操作测量，针对相关测量因素应引起足够的重视。

【关键词】β表面污染;测量因素影响;表面活度响应

中图分类号： TL81 文献标识码： A 文章编号： 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射线具有较大的电离作用，会在机体组织表面引起破坏作用，甚至是严重的内照射危害，其能量分布是连续的，能谱为连续能谱，测量起来比较困难。[1]在容易发生放射性表面污染的场所，应该要对地面及设备表面等进行相关常规监测，防止其扩散。本文采用CoMo170表面污染监测仪对90Sr-90Y平面源进行测量，主要考虑到的测量因素有吸收效应和γ射线干扰，得到了各个因素对于β表面污染测量中表面活度响应值的影响规律，从而对以后的常规测量、环境调查、核电站相关测量工作提供了理论依据。[2]

1 实验设备

1.1 CoMo170表面污染仪

实验所用的测量仪器是德国SEA公司生产的多功能便攜式放射性污染监测设备——CoMo170表面污染监测仪，其性能主要是选用了大面积薄层表面涂有ZnS的塑料闪烁探测器。[3]测量原理是放射性核素通过衰变释放出射线，被探测器测量并转换成电信号，进而被放大，最终传输到显示单元进行处理显示。

1.2 β标准平面源

实验选用的β标准平面源是90Sr-90Y源，90Sr及其子体90Y皆为纯β核素，90Sr发射最大能量为0.546MeV的β射线，其衰变子体90Y发射最大能量为2.284MeV的β射线。[4]所用平面源的直径为20mm，单位面积活度As≈41.4Bq·cm-2，仪器本底计数率Nb=16.02s-1，表面活度响应值R。

2 实验方法及结果

对于β表面污染的测量方法，主要包括两种测量方法，一种是直接测量法，另一种是间接测量法。在实际的测量过程中，由于受到环境等条件的限制，需要两种测量方法同时采用、相互结合，才可以更好的使测量结果满足监测目的。[5]

2.1 吸收效应

在一些从事放射性相关工作的场所，为了防止探测器探头被污染，工作人员可能会用塑料布盖住仪器探测窗表面，这样会影响仪器的效率，改变仪器能量响应特性。[6]

本实验采用不同厚度塑料布遮盖探测窗的方法进行测量，将β源放置于金属板上，调节与探测窗距离为10mm，分别测量无塑料布遮盖、一层塑料布遮盖以及两层塑料布遮盖条件下的计数率（s-1），各测量20个计数，并进行相关计算，得到三种条件下其表面活度响应值（s-1·Bq-1·cm2）分别为0.840， 0.741及0.682。

由该实验数据可以看到，塑料布遮盖对于β射线的吸收衰减是十分显著的，而且遮盖的塑料布越厚，衰减会变得更加明显，所以在现场的使用中，如果探测器被蒙了塑料布，则会影响仪器的效率，应当尽量避免。

2.2 γ射线干扰

很多的放射性工作场所中，有可能会同时存在β粒子和γ粒子，在进行表面测量时，两种粒子会互相干扰，造成β表面污染测量仪器的“假计数”，可以采用遮挡法扣除γ射线干扰。[7]

本实验中利用铝板和有机玻璃板两种材料分别遮盖90Sr-90Y源进行屏蔽，然后分别测量无屏蔽材料和五种不同组合（1mm铝板、2mm铝板、2mm铝板+1mm玻璃、2mm铝板+2mm玻璃以及2mm铝板+3mm玻璃）屏蔽条件下的计数率（s-1），各测量20个计数，计算得到六种条件下的表面活度响应值（s-1·Bq-1·cm2）分别为0.893，0.082，0.034，0.023，0.016以及0.002。

从上述实验结果可以看到，使用1mm铝板遮盖后，90Sr-90Y源的表面活度响应值降为原来的9.18%;使用2mm铝板，其值降为原来的3.81%;使用2mm铝板+1mm有机玻璃板，约为原来的2.58%;使用2mm铝板+2mm有机玻璃板，约为原来的1.79%;使用2mm铝板+3mm有机玻璃板，只有原来的0.22%，说明了2mm铝板+3mm有机玻璃板可以有效屏蔽β射线。

3 结论

根据实验测量结果分析，我们看到吸收效应中采用的塑料布遮盖对β粒子的吸收衰减十分显著，而且塑料布越厚，衰减越明显;γ射线干扰也会对其结果造成影响，可以采用遮挡法扣除γ计数实现β表面污染的测量。

【参考文献】

[1]李复增.β射线的安全防护及FH-73型β射线厚度计的辐射剂量[J].化工自动化及仪表，1978（3）：58-63.

[2]韋应靖，崔伟，黄亚雯，等.核电站β表面污染监测仪校准源的选取[J].原子能科学技术，2016，50（9）：1713-1716.

[3]刘树亮，王百荣，鲁建英，等.CoMo170污染监测仪放射性表面活度检测方法[C].全国核电子学与核探测技术学术年会.2012.

[4]刘运祚.常用放射性核素衰变纲图[M].原子能出版社，1982.

[5]GB/T 14056.1-2008，表面污染测定 第1部分：β发射体（Eβmax>0.15MeV）和α发射体[S].北京：中国标准出版社，2008.

[6]陈子根，李星垣，帅小平.关于表面污染仪刻度的几个问题[J].核动力工程，1984，5（5）：64-67.

[7]周琪.放射性表面污染测定应注意的几个问题[J].干旱环境监测，2002，16（3）：188-189.