放射性物质测定检测是核安全、环境保护和人类健康保障的关键技术手段。随着核能利用、医疗放射诊疗及工业同位素应用的普及,环境中放射性物质的潜在风险日益受到关注。该检测通过定量分析样品中放射性核素的种类、活度及分布,为辐射防护、污染治理和事故应急提供科学依据。其应用领域涵盖环境监测(如土壤、水体、空气)、食品与饮用水安全、核设施运行监控以及核医学废物处理等场景。
检测项目根据目标核素和场景可分为三大类:
1. α/β/γ射线总量检测:快速判断样品整体放射性水平,常用于环境本底调查和应急监测
2. 特定核素分析:包括铀-235、钚-239、铯-137、碘-131等关键核素,需结合核素半衰期和生物毒性评估风险
3. 表面污染检测:针对工作场所设备、防护服等物体表面残留放射性的测定
根据辐射类型和检测需求,主要采用以下方法:
1. 闪烁体探测器法:
- 适用:γ射线、X射线检测
- 原理:NaI(Tl)或BGO晶体将射线转化为可见光,通过光电倍增管转换为电信号
- 特点:灵敏度高,适合现场快速筛查
2. 半导体探测器法:
- 适用:高分辨率能谱分析
- 原理:HPGe探测器通过射线电离产生电荷,精确测定能量特征峰
- 特点:核素识别准确,常用于实验室精密分析
3. 液体闪烁计数法:
- 适用:α/β发射体检测
- 原理:样品与闪烁液混合,通过光子计数测量低能射线
- 特点:对低能辐射灵敏度高,需严格化学前处理
放射性检测需遵循严格的标准规范,主要包含:
国际标准:
- IAEA安全标准丛书(如GSR Part 3)
- ISO 18589系列(土壤中放射性测量)
- ASTM C998(表面污染检测方法)
中国国家标准:
- GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》
- GB/T 16145-2020《环境样品中γ核素测量方法》
- HJ 816-2016《水和废水放射性核素监测技术规范》
特殊行业还需执行专项标准,如核电站运行遵守NB/T 20133-2012《压水堆核电厂放射性废物处理系统技术条件》,医疗领域参考WS 533-2017《临床核医学放射防护要求》。
确保检测结果可靠性需重点控制:
1. 仪器校准:定期使用标准源进行能量刻度和效率校准
2. 本底扣除:设置铅屏蔽室降低环境本底干扰
3. 化学回收率:前处理过程添加示踪剂(如钋-209)监控回收效率
4. 不确定度评估:按照JJF 1059.1进行测量不确定度评定