環(huán)境土壤樣品放射性活度測量的研究

趙力軍

摘要：本次研究分析了土壤中天然放射性影響，研究儀器為高純鍺（H PG e）γ譜儀;研究的天然放射性核素有U -238、K-40、R a-226、Th-232等，希望能夠為對應的土壤檢測部門提供參考借鑒。

關鍵詞：環(huán)境;土壤樣品;放射性;活度測量

隨著工業(yè)化發(fā)展、原子能源技術的不斷延伸，越來越多的科學家將目光投向了環(huán)境污染治理。以土壤為研究的對象，環(huán)境放射性活度測量是分析放射性物質(zhì)的來源以及影響的關鍵。本文針對常見的天然、人工放射性導致的土壤放射性物質(zhì)含量進行分析，測定了U -238、K-40、R a-226、Th-232含量，希望能夠為對應的土壤環(huán)境檢測單位提供放射性活度研究、控制土壤環(huán)境污染提供參考借鑒。

一、實驗原理

放射性活度測量是借助γ 譜儀探測器進行探測。其中γ 譜儀探測器檢測的譜儀組成有探頭、液氮容器、高壓以及多通道分析儀等等。其中放大器可降低噪音，通過調(diào)節(jié)輸入級來減弱環(huán)境中的噪音場影響;經(jīng)過放大后其和探測器裝在液氮容器頂部真空室中，并對其進行冷卻。

γ 譜儀探測器工作原理在于記錄離子的靈敏性，當γ 光子和探測介質(zhì)原子發(fā)生反應后會產(chǎn)生刺激電子，而后產(chǎn)物在強電場作用下隨著正負電極飄移，進而形成輸出回路，發(fā)出新的信號。

在檢驗土壤環(huán)境樣品放射性活度時，其原理在于依賴放射性核的衰變影響下，形成子體放射性核發(fā)出一定含量的 γ 射線條，借助γ 譜儀探測器檢驗出其含量，就可判斷放射性核種類，實現(xiàn)檢驗任務。

二、實驗材料

（一）檢測儀器

一套HPGeγ 譜儀。

（二）檢驗樣本

（三）對比放射源

一個152Euγ 放射源。

三、檢驗結果

實驗觀察U -238、K-40、R a-226、Th-232 γ 射線能譜，采用差異篩選的方式，去除分值較大的特征能源，并去除十分接近的能源。最終得到的γ 射線能量下標準源活度如下表1所示：

四、研究結果

以上研究可知，土壤含量中 Ra-226 放射性活度較高，且運用高純鍺（HPGe）γ 譜檢驗土壤環(huán)境中的放射性物質(zhì)活性，對比文獻研究等，可知其誤差來源主要來自于以下幾個方面。首先，檢驗測樣和標準樣存在介質(zhì)目密度以及組分上的差異，局部密度差容易引起誤差。其次，當代測樣品和檢驗樣品若裝在體積固定但是高度不一致的環(huán)境中，也會導致高度不同引起平均立體角因子差異，因而出現(xiàn)平均吸收因子差異。最后待檢測的樣本和標準樣本檢驗中全能峰計數(shù)量，其樣品活度測量誤差主要來源于以下四個方面。①本底的干擾。在記錄待測 γ射線的全能峰內(nèi)，總會有其他 γ 射線的貢獻。②和待測 γ 射線的能量相差很小，即使是高分辨率的 HPGeγ 譜儀也不能完全把這兩個峰完全分開;③待測 γ 射線在全能峰內(nèi)的計數(shù)較小，使得統(tǒng)計誤差較大。④標準樣品的放射性活度的誤差引起待測樣活度測量的誤差。

五、結語

綜上所述，在人們?nèi)找骊P注環(huán)境中輻射污染的今天，環(huán)境中天然放射性核素的準確測量還是比較困難，我們應盡量減小測量誤差，精確監(jiān)測環(huán)境中輻射污染。

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基金項目：國家重點研發(fā)計劃重點專項（ZLJC1605—3，科技部課題編號2016YFF0200803）