(一)监测对象及内容

放射性监测按照监测对象可分为：①现场监测，即对放射性物质生产或应用单位内部工作区域所作的监测；②个体剂量监测，即对放射性专业工作人员或公众作内照射和外照射的剂量监测；③环境监测，即对放射性生产和应用单位外部环境，包括空气、水体、土壤、生物、固体废物等所作的监测。

在环境监测中，主要测定的放射性核素为：①α放射性核素，即²³⁹Pu、²²⁶Ra、²²⁴Ra、²²²Rn、²¹⁰po、²²²Th、²³⁴U和²³⁵U；β放射性核素，即³H、⁹⁰Sr、⁸⁹Sr、¹³⁴CS、¹³⁷CS、¹³¹I和⁶⁰Co。这些核素在环境中出现的可能性较大，其毒性也较大。

对放射性核素具体测量的内容有：①放射源强度、半衰期、射线种类及能量；②环境和人体中放射性物质含量、放射性强度、空间照射量或电离辐射剂量。

(二)放射性监测方法

环境放射性监测方法有定期监测和连续监测。定期监测的一般步骤是采样、样品预处理、样品总放射性或放射性核素的测定；连续监测是在现场安装放射性自动监测仪器，实现采样、预处理和测定自动化。

对环境样品进行放射性测定和对非放射性环境样品的监测过程相同，也是经过样品采集、样品预处理、选择适宜方法与仪器进行测定三个过程。

1.样品采集

(1)放射性沉降物的采集。

放射性沉降物包括干沉降物和湿沉降物，主要来源于大气层核爆炸所产生的放射性尘埃，小部分来源于人工放射性颗粒物。

对于放射性干沉降物样品可用水盘法、黏纸法、高罐法采集。水盘法是用不锈钢或聚乙烯塑料制成的圆形水盘采集沉降物，盘内装有适量稀酸，沉降物过少的地区再酌情加数毫克硝酸锶或氯化锶载体。将水盘置于采样点暴露24 h，应始终保持盘底有水。采集的样品经浓缩、灰化等处理后，作总β放射性测量。黏纸法系将涂一层β性油(松香加蓖麻油等)的滤纸贴在圆形盘底部(涂油面向外)，放在采样点暴露24 h，然后再将黏纸灰化，进行总β放射性测量。也可以用沾有三氯甲烷等有机溶剂的滤纸擦拭落有沉降物的刚性固体表面(如道路、门窗、地板等)，以采集沉降物。高罐法系用一不锈钢或聚乙烯圆柱形罐暴露于空气中采集沉降物。因罐壁高，故不必放水，可用于长时间收集沉降物。

放射性湿沉降物系指随雨(雪)降落的放射性沉降物。其采集方法除上述方法外，常用一种能同时对雨水中核素进行浓集的采样器，如图7-17所示。这种采样器由一个承接漏斗和一根离子交换柱组成。离子交换柱上、下层分别装有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，欲采集核素被离子交换树脂吸附浓集后，再进行洗脱，收集洗脱液进一步作放射性核素分离。也可以将离子交换树脂从离子交换柱中取出，经烘干、灰化后制成干样品作总β放射性测量。

图-17离子交换树脂

湿沉降物采集器

1.承接漏斗盖；2.承接漏斗；3.离子交换柱；;4.滤纸浆；5.阳离子交换树脂；6.阴离子交换树脂

(2)放射性气溶胶的采集。

放射性气溶胶包括核爆炸产生的裂变产物、各种人工放射性物质，以及氡、钍的衰变子体等天然放射性物质。这种样品的采集常用滤料阻留法，其原理与大气中颗粒物的采集相同。

对于被³H(T)污染的空气，因其在空气中主要存在形态是HTO，所以除吸附法外，还常用冷阱法收集空气中的水蒸气作为样品。

(3)其他类型样品的采集。

对于水体、土壤、生物样品的采集、制备和保存方法与非放射性样品所用的方法没有大的差异，在此不再重述。

2．样品预处理

对样品进行预处理的目的是将样品处理成适于测量的状态，将样品的欲测核素转变成适于测量的形态并进行浓集，以及去除干扰核素。

常用的样品预处理方法有衰变法、共沉淀法、灰化法、电化学法、有机溶剂溶解法、蒸馏法、溶剂萃取法、离子交换法等。

(1)衰变法。

采样后，将其放置一段时间，让样品中一些短寿命的非欲测核素衰变除去，然后再进行放射性测量。例如：测量大气中气溶胶的总α和总β放射性时常用这种方法，即用滤料阻留法采样后，放置4～5h，使短寿命的氡、钍子体衰变除去。

(2)共沉淀法。

用一般化学沉淀法分离环境样品中放射性核素，因放射性核素含量很低，达不到溶度积，故不能达到分离目的，但如果加入一定质量(毫克数量级)与欲分离放射性核素性质相近的非放射性元素载体，则由于二者发生同晶共沉淀或吸附共沉淀作用，载体将放射性核素载带下来，达到分离和富集的目的。例如：用⁵⁹Co作载体共沉淀⁶⁰Co，则发生同晶共沉淀；用新沉淀出来的水合二氧化锰作载体沉淀水样中的钚，则二者发生吸附共沉淀。这种分离富集方法具有简便、实验条件容易满足等优点。

(3)灰化法。

对蒸干的水样或固体样品，可在瓷坩埚内于500℃马弗炉中灰化，冷却后称量，再转入测量盘中铺成薄层检测其放射性。

(4)电化学法。

该方法是通过电解将放射性核素沉积在阴极上，或以氧化物形式沉积在阳极上。如Ag⁺、Bi²⁺、Pb²⁺等可以金属形式沉积在阴极上，Pb²⁺、Co²⁺可以氧化物的形式沉积在阳极上。其优点是分离核素的纯度高。

如果使放射性核素沉积在惰性金属片电极上，可直接进行放射性测量；如将其沉积在惰性金属丝电极上，可先将沉积物溶出，再制成样品源。

(5)其他预处理方法。

有机溶剂溶解法、蒸馏法、溶剂萃取法、离子交换法的原理和操作与非放射性物质没有本质差别，在此不再介绍。

环境样品经用上述方法分解和对欲测放射性核素分离、浓集、纯化后，有的已成为可供放射性测量的样品源，有的尚需用蒸发、悬浮、过滤等方法将其制备成适于测量要求状态(液态、气态、固态)的样品源。蒸发法系指将样品溶液移入测量盘或承托片上，在红外灯下缓慢蒸干，制成固态薄层样品源；悬浮法系将沉淀形式的样品用水或适当有机溶剂进行混悬，再移入测量盘用红外灯缓慢蒸干；过滤法是将待测沉淀抽滤到已称量的滤纸上，用有机溶剂洗涤后，将沉淀连同滤纸一起移入测量盘中，置于干燥器内干燥后进行测量。还可以用电解法制备无载体的α或β辐射体的样品源；用活性炭等吸附剂浓集放射性惰性气体，再进行热解吸并将其导入电流电离室或正比计数管等检测器内测量；将低能β辐射体的液体样品与液体闪烁体混合制成液体样品源，置于闪烁检测器中测量等。

3．环境中放射性监测

(1)水样的总。放射性比活度的测量。

水体中常见放射a粒子的核素有²²⁶ a、²²²Rn及其衰变产物等。目前公认的水样总。放射性比活度是0.1Bq/L，当大于此值时，就应对放射。粒子的核素进行鉴定和测量，确定主要的放射性核素，判断水质污染情况。

测量水样总α放射性比活度的方法是：取一定体积水样，过滤除去固体物质，滤液加硫酸酸化，蒸发至干，在不超过350℃的温度下灰化。将灰化后的样品移入测量盘中并铺成均匀薄层，用闪烁检测器测量。在测量样品源之前，先测量空测量盘的本底值和已知放射性活度的标准样品(标准源)。测量标准源的目的是确定检测器的计数率，以计算样品源的放射性比活度。标准源最好是欲测核素，并且二者强度相差不大。如果没有相同核素的标准源，可选用放射同一种粒子而能量相近的其他核素。测量总。放射性比活度的标准源常选择硝酸铀酰。水样的总。放射性比活度(aα)用下式计算：

式中：a_α—水样的总α放射性比活度，Bq(铀)/L;

n_c—用闪烁检测器测量水样得到的计数率，次/min;

n_b—空测量盘的本底计数率，次/min ;

n_s—根据标准源的放射性活度计数率计算出的闪烁检测器的计数率，次/(Bq·min)；

V—所取水样体积，L。

(2)水样的总β放射性比活度的测量。

水样总β放射性比活度测量步骤基本上与总α放射性比活度测量相同，但检测器用低本底的盖革计数管，且以含40K的化合物作标准源。

水样中的β射线常来自⁴⁰K、⁹⁰Sr、¹²⁹I等核素的衰变，其目前公认的安全水平为1 Bq/L。⁴⁰ K标准源可用天然钾的化合物(如氯化钾或碳酸钾)制备。天然钾化合物中含质量分数为0.011 9％的40K，放射性比活度约为1×10⁷Bq/g。用KCl制备标准源的方法是：取经研细过筛的分析纯KCl试剂干120～130℃烘干2h，置于干燥器内冷却。准确称取与样品源同样质量的KC1标准源，在测量盘中铺成中等厚度层，用盖革计数管测量。

(3)土壤中总α、β放射性比活度的测量。

土壤中总α、β放射性比活度的测量方法是：在采样点选定的范围内，沿直线每隔一定距离采集一份土壤样品，共采集4～5份。采样时用取土器或小刀取10 cm×10 cm,深1 cm的表土。除去土壤中的石块、草类等杂物，在实验室内晾干或烘干，移至干净的平板上压碎，铺成1～2 cm厚方块，用四分法反复缩分，直到剩余200～300 g土样，再于500℃灼烧，待冷却后研细、过筛备用。称取适量制备好的土样放于测量盘中，铺成均匀的样品层，用相应的检测器分别测量总α、β放射性比活度(测量总β放射性比活度的样品层应厚于测量总α放射性比活度的样品层)。总α放射性比活度(a_α)和总β放射性比活度(a_β)分别用以下两式计算：

式中：a_α—总α放射性比活度，Bq/[kg(干土)];

a_β—总β放射性比活度，Bq/[kg(干土)]；

n_c—样品源总a放射性计数率，次/min;

n_b—本底计数率，次/min;

n—检测器计数率，次/(Bq·min)；

A—样品源面积，cm² ;

p_A一样品源面密度，mg/cm² ;

b—自吸收校正因子，对较厚的样品一般取0.5 ;

n_β—样品源总R放射性计数率，次/min;

nKCI—氯化钾标准源的计数率，次/min ;

1.48×10⁴— 1kg氯化钾所含⁴⁰K的β放射性活度，Bq/kg。

(4)空气中氡的测定。

²²²Rn是²²⁶Ra的衰变产物，为一种放射性惰性气体。它与空气作用时，能使之电离，因而可用电离型检测器通过测量电离电流测定其放射性比活度；也可用闪烁检测器记录由氡衰变时所放出的。粒子计算其放射性比活度。

前一种方法要点是：用由干燥管、活性炭吸附管及采样动力组成的采样器以一定流量采集空气样品，则气样中的²²²Rn被活性炭吸附浓集。将吸附氡的活性炭吸附管置于解吸炉中，于350℃进行解吸，并将解吸出来的氡导入电流电离室，因²²²Rn与空气分子作用而使其电离，用经过²²⁶Ra标准源校准的静电计测量产生的电离电流(格/min)，按下式计算空气中²²²Rn的放射性比活度(aRn)：

式中：a_Rn—空气中²²²Rn的放射性比活度，Bq/L;

J_b—电流电离室本底电离电流，格/min;

J_c—引入²²²Rn后的总电离电流，格/min;

V—采气体积，L;

J—检测器电离电流，Bq·min／格；

f—换算系数，据²²²Rn导入电流电离室后静置时间而定，可查表得知。

4．大气中各种形态¹³¹I的测定

碘的同位素很多，除¹²⁷I是天然存在的稳定同位素外，其余都是放射性同位素。¹³¹I是裂变产物之一，它的裂变产率较高，半衰期较短，可作为反应堆中核燃料元件包壳是否保持完整的环境监测指标，也可以作为核爆炸后有无新鲜裂变产物的信号。

大气中的¹³¹I呈单质、化合物等各种化学形态和蒸气、气溶胶等不同状态，因此采样方法各不相同。图7-18为一种能收集各种形态¹³¹I的采样器的示意图。该采样器由粒子过滤器、单质碘吸附器、次碘酸吸附器、甲基碘吸附器和炭辅助吸附床组成。对例行监测，可在低流量下连续采样一周或一周以上，然后用，谱仪定量测定各种化学形态的¹¹³I。

图7-18能收集各种形态¹³¹I的采样器

5．个体外照射剂量

个体外照射剂量用佩戴在身体适当部位的个体剂量计测量，这是一种能监测放射性辐射累积剂量的小型、轻便、容易使用的仪器。常用的个体剂量计有袖珍电流电离室、胶片剂量计、热释光体和荧光玻璃。