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环境土壤样品放射性活度测量的研究

2020-06-29赵力军

大众科学·上旬 2020年8期
关键词:放射性环境

赵力军

摘 要:本次研究分析了土壤中天然放射性影响,研究仪器为高纯锗(H PG e)γ谱仪;研究的天然放射性核素有U -238、K-40、R a-226、Th-232等,希望能够为对应的土壤检测部门提供参考借鉴。

关键词:环境;土壤样品;放射性;活度测量

随着工业化发展、原子能源技术的不断延伸,越来越多的科学家将目光投向了环境污染治理。以土壤为研究的对象,环境放射性活度测量是分析放射性物质的来源以及影响的关键。本文针对常见的天然、人工放射性导致的土壤放射性物质含量进行分析,测定了U -238、K-40、R a-226、Th-232含量,希望能够为对应的土壤环境检测单位提供放射性活度研究、控制土壤环境污染提供参考借鉴。

1.实验原理

放射性活度测量是借助γ 谱仪探测器进行探测。其中γ 谱仪探测器检测的谱仪组成有探头、液氮容器、高压以及多通道分析仪等等。其中放大器可降低噪音,通过调节输入级来减弱环境中的噪音场影响;经过放大后其和探测器装在液氮容器顶部真空室中,并对其进行冷却。

γ 谱仪探测器工作原理在于记录离子的灵敏性,当γ 光子和探测介质原子发生反应后会产生刺激电子,而后产物在强电场作用下随着正负电极飘移,进而形成输出回路,发出新的信号。

在检验土壤环境样品放射性活度时,其原理在于依赖放射性核的衰变影响下,形成子体放射性核发出一定含量的 γ 射线条,借助γ 谱仪探测器检验出其含量,就可判断放射性核种类,实现检验任务。

2.实验材料

2.1检测仪器

一套HPGeγ 谱仪。

2.2检验样本

2.3对比放射源

一个152Euγ 放射源。

3.检验结果

实验观察U -238、K-40、R a-226、Th-232 γ 射线能谱,采用差异筛选的方式,去除分值较大的特征能源,并去除十分接近的能源。最终得到的γ 射线能量下标准源活度如下表1所示:

此外,采用 gamavision 软件计量处对应的研究数据。

土壤环境中放射性核素的放射性活度差异对比见表3

4.研究结果

以上研究可知,土壤含量中 Ra-226 放射性活度较高,且运用高纯锗(HPGe)γ 谱检验土壤环境中的放射性物质活性,对比文献研究等,可知其误差来源主要来自于以下几个方面。首先,检验测样和标准样存在介质目密度以及组分上的差异,局部密度差容易引起误差。其次,当代测样品和检验样品若装在体积固定但是高度不一致的环境中,也会导致高度不同引起平均立体角因子差异,因而出现平均吸收因子差异。最后待检测的样本和标准样本检验中全能峰计数量,其样品活度测量误差主要来源于以下四个方面。①本底的干扰。在记录待测 γ射线的全能峰内,总会有其他 γ 射线的贡献。②和待测 γ 射线的能量相差很小,即使是高分辨率的 HPGeγ 谱仪也不能完全把这两个峰完全分开;③待测 γ 射线在全能峰内的计数较小,使得统计误差较大。④标准样品的放射性活度的误差引起待测样活度测量的误差。

5.结语

综上所述,在人们日益关注环境中辐射污染的今天,环境中天然放射性核素的准确测量还是比较困难,我们应尽量减小测量误差,,精确监测环境中辐射污染。

参考文献

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[2]陈秀莲,王永生,张洁,白立新. HPGe环境放射性测量中样品盒形状选择与样品质量的关系[J]. 核电子学与探测技术,2013,33(01):53-56+73.

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[4]隗莲,沈明启,刘春雨. 环境样品低水平γ放射性的活度测量[J]. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2014,30(01):80-84+113.

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