关于某型放射性表面沾污仪的使用经验

王喜宗，韩 龙，王东奎，侯大文，郭 光

（1.92337部队，辽宁 大连116023；2.92538部队，辽宁 大连116041）

1 引言

放射性物质污染人或物的表面后，放射性工作人员及公众会有被β辐射超限值照射的风险。为了掌握β辐射的热点分布情况，对于嵌入或活化产生的固定性污染以及弥散性的松散物污染，应根据各自物理性质的差异，采取不同的监测方法。重点做好弥散性松散物污染的监测工作，防止口、鼻、手、体表等部位被污染，既要有利于工作开展，又要尽可能减少放射性废物的产生，以免给子孙后代及生态环境造成不必要的负担。

2 β粒子的基本性质

β粒子是放射性核素进行β衰变时放出的一种带电粒子，它通常是具有连续谱的负电子流。β粒子引发的电离反应对人体极易造成伤害，并且这种伤害与粒子的能量大小是正相关的。β粒子的能量一般指其具有的最大能量，而β粒子的平均能量大致为最大能量的1/3。对于某些核技术应用场景，例如85kr、88Rb、147Pm等遇到低Z屏蔽材料时，会产生辐射很强的韧致辐射，对工作人员的身体健康造成伤害，因此不能忽视，需要对β表面污染情况进行监测，以利于更好地做好防护工作。

3 几种β粒子探测器的基本原理

3.1 盖革型计数器

盖革计数器是根据射线对气体的电离性质设计成的，通常由玻璃管内置金属丝电极，并由惰性气体封装而成。根据所选惰性气体的性质不同，选择不同的工作坪电压，当有β粒子射入管内时，会产生雪崩放电，猝灭气体的抑制会限制击穿电流的产生。甄别器根据阈值电压的不同，对干扰粒子加以区分，并根据入射粒子能量与计数管电压的线性关系，从而计算出β粒子的真实辐射场能量大小。这种探测器技术简单，造价便宜，从1908年发明至今，仍然在持续不断地改进，并被广泛使用在医学、工业、地质等领域。

3.2 常见表面沾污仪

探测器由低本底型α/β闪烁体和低噪声型光电倍增管组成。低本底型α/β闪烁体是将α闪烁物质和β闪烁物质喷涂在有机玻璃上，经特殊工艺制成。α闪烁物质在外，β闪烁物质在内。由于α粒子的射程小，当α粒子进入α闪烁物质时，将全部能量损失在ZnS（Ag）材料上，闪烁发光，产生α信号。β粒子由于穿透力强，穿过ZnS（Ag）材料进入β闪烁物质，产生β光，进入光电倍增管产生β信号，从而产生总β计数。

3.3 低本底计数器

探测器遵循符合-反符合原理，反符合探测器分别由200 mm×30 mm、300 mm×50 mm的ST-401型平行板塑料闪烁体和CR119型光电倍增管组成。CR119型光电倍增管由高压电源提供正高压，CR119产生的信号为反符合信号。T-401型塑料闪烁体除与CR119型光电倍增管有耦合面外，其余部分均涂有约0.5 mm厚的二氧化钛作为反射层，以便提高反符合效率。反符合探测器可降低宇宙射线中μ介子产生的本底，也可部分减少环境辐射产生的本底。

3.4 β液闪谱仪

β谱的液闪分析测量是对分散在闪烁液中的放射性样品进行直接计数，样品所发射的β粒子的能量绝大部分先被溶剂吸收，引起溶剂分子电离和激发。大部分受激分子不参与闪烁过程，以热能的形式失去能量；部分激发的溶剂分子处于高能态，当其迅速退激时，将能量传递给周围的闪烁剂分子，使之受激发，受激发的高能态闪烁剂分子退激复原时，能量发生转移，瞬间发射出光子。光子通过光电倍增管放大、阳极收集后得到β能谱并被记录。由于大部分受激分子不能被探测到，再加上β样品活度较低，超低本底液闪谱仪是解决这些问题的有效工具，采用符合相加原理的TDCR方法，实现指定核素0.8 Bq/L的探测下线。

4 CoMo170β表面沾污仪使用经验

通常β表面污染可分为松散污染和固定性污染两种类型。可采用擦拭清洗等方法转移或去除松散污染，可根据多种原理进行测量，主要区别是制样过程不同。固定性污染是指经过多次去污处理仍然不能消除的污染。一般而言，多采用便携式β表面沾污仪进行测量。CoMo170表面沾污仪是一台可同时测量α、β表面沾污的仪器。可以测量选定核素的活度值、计数值或者比活度，当测量值超过预先设定的报警阈值时，会发出声光报警。该仪器轻便，不易受干扰，计数稳定，持续工作时间长，发生计数溢出后能快速断电恢复，其工作原理与前文3.2所述一致。

4.1 人们处于有核场景中

β粒子会通过呼吸系统的肺部、消化系统的肝脏，以及通过皮肤或黏膜等进入人体。了解了这些污染的途径后，更应该注意个人的健康防护，穿戴好防护服，佩戴好口罩，穿戴隔绝式呼吸器具。由于职业原因，人们容易把辐射水平相对低的场景误认为没有辐射，因为“方便”而忽视对个人的防护。

4.2 辐射场不是只有一种射线

因为每个人进行辐射监测的目的不同，人们监测β表面污染时通常只关注β射线。实际上在辐射场中还同时存在α或γ等射线，掌握这些射线的防护知识也是必要的。由于工作的正当性原因，我们通常要权衡利弊，做好代价-利益分析，综合选择优化后的防护方式，但绝不能不考虑其他射线的存在。

4.3 仪器的检定并不是一蹴而就的

按照国标要求，人们通常每年检定一次仪器。但这些检定并不能确保仪器的工作状态一直处于稳定状态，这种标准传递的过程，有时会因辐射场景突变。由于使用频率过高以及仪器本身的原因，需要人们根据工作任务以及仪器的工作状态提前进行检定。防止仪器在工作过程中出现计数不稳情况，影响工作质效。

4.4 熟练操作也是个人防护的一部分

人们经常会误以为仪器简单，而忽视对该仪器适任能力的培训。加强人员的经常性技能训练，特别是要有针对性地做好空白操作，杜绝在辐射场景过多停留。针对要完成的任务，妥善进行预前训练，明确操作人员，密切配合，尽量减少准备时间，这也是优秀核安全文化的体现之一。

4.5 国外的月亮不一定比国内圆

人们使用较多的CoMo170表面沾污仪并不比国内的JFS-1A长杆剂量率仪优秀多少。在多数场景中JFS-1A完全能够胜任，甚至有更好的表现。国产的仪器也有部分使用起来不太理想，例如H/FFJ06型核辐射监测仪使用起来干扰计数就比较大。

4.6 使用CoMo170要考虑响应的灵敏程度

人们将CoMo170探测器表面按照矩形分布分成15个小格，分别使用90Sr-90Y和239Pu标准源进行校对，可以看出，无论是α还是β，探测中央区域的效率相对较高，所以在测量擦拭样品或者被测表面小于探测器表面积时，应尽可能选择CoMo170的中央区域进行测量。90Sr-90Yβ源如表1所示。239Puα源如表2所示。

表1 90Sr-90Yβ源（显示单位为：Bq/cm2）

表2 239Puα源（显示单位为：Bq/cm2）

5 结束语

表面污染监测是各种核与辐射应用场景的指定监测项目，相关仪器无论是国产还是国外同类产品，使用经验都比较多，笔者只是从自身使用经验出发，总结了几点经验教训，希望能够对读者们有所帮助。