【簡(jiǎn)介：】本篇文章給大家談?wù)劇逗娇辗派湫詼y(cè)量》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、航空γ能譜測(cè)量的原理


2、在飛機(jī)場(chǎng)安檢會(huì)不會(huì)有輻射？


3、放射性污染的監(jiān)測(cè)方法

本篇文章給大家談?wù)劇逗娇辗派湫詼y(cè)量》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、航空γ能譜測(cè)量的原理
• 2、在飛機(jī)場(chǎng)安檢會(huì)不會(huì)有輻射？
• 3、放射性污染的監(jiān)測(cè)方法
• 4、坐飛機(jī)時(shí)高空輻射,空氣干燥,起飛落地氣壓變化大會(huì)對(duì)人造成多大的傷害?需要怎樣保護(hù)自己呢?

航空γ能譜測(cè)量的原理

一次γ射線的理論計(jì)算(5-1-6)式和半無(wú)限介質(zhì)散射γ射線譜〔式(5-2-1)〕研究，說(shuō)明了航空γ能譜測(cè)量的依據(jù)和干擾。天然放射性核素鈾系、釷系和40K發(fā)射有特征能量的γ射線，如圖5-3-1所示。圖(a)為鈾、釷、鉀礦石混合模型上120m高空測(cè)得的散射和一次 γ 射線譜，圖(b)為花崗巖(含 U 3.5×10-6；Th 25×10-6；K3.0%)上空飛行不同高度測(cè)得的γ射線譜。2.62MeVγ射線是釷系中

(ThC″)發(fā)射的γ射線；1.76MeV是鈾系中

(RaC)發(fā)射的γ射線；1.46MeV是鉀-40發(fā)射的γ射線。這些能量γ射線受干擾比較少，是測(cè)量鈾、釷、鉀含量的首選γ射線組。在花崗巖中天然放射性核素基本屬于放射性背景值，但這三個(gè)能量譜峰也是清晰可見(jiàn)的。

圖5-3-1 高空γ射線能譜測(cè)量圖

(a)加拿大地調(diào)局鈾、釷、鉀礦石混合模型上空γ射線譜；(b)花崗巖體上空γ射線譜

為了將γ能譜測(cè)量的計(jì)數(shù)率(cps)換算得到巖(礦)石中鈾、釷、鉀的含量，常用的是選擇以這三個(gè)能量峰為中心，分別選擇三個(gè)譜段。通常是：

鉀道(K)道寬：1.37～1.57MeV，計(jì)數(shù)率I1；

鈾道(U)道寬：1.66～1.87MeV，計(jì)數(shù)率I2；

釷道(Th)道寬：2.41～2.81MeV，計(jì)數(shù)率I3；

總道(Tc)道寬：0.4～3.0MeV，計(jì)數(shù)率I4。

由圖5-3-1可見(jiàn)，雖然這三個(gè)能量峰是清晰可見(jiàn)，但互有干擾。為了利用各道計(jì)數(shù)率換算出巖(礦)石中鉀、鈾、釷含量，需要消除相互影響。所以根據(jù)各道計(jì)數(shù)率列出三元一次聯(lián)立方程組：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

式中：I1、I2、I3為 K、U、Th 道減去本底(I機(jī)+I宇)后的計(jì)數(shù)率；CK、CU、CTh為巖(礦)石中K、U、Th的含量；a11…a13等9個(gè)系數(shù)，稱換算系數(shù)，即飽和礦層厚度條件下，巖(礦)層中單位含量所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)率，如a11為鉀道計(jì)數(shù)率對(duì)應(yīng)的巖(礦)層中鉀含量；a12為鈾道計(jì)數(shù)率對(duì)應(yīng)的鈾含量，余此類推。

方程組(5-3-1)寫(xiě)成矩陣表示式：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

可簡(jiǎn)寫(xiě)為

I=AC或C=A-1I (5-3-3)

確定換算系數(shù)最好的方法是在標(biāo)準(zhǔn)模型上實(shí)際測(cè)定。我國(guó)有航空放射性基準(zhǔn)模型五個(gè)，用礦粉加混凝土制成，分別是鉀(K)模型和平衡鈾(U)模型、釷(Th)模型、本底模型(B)以及鈾、釷、鉀混合模型。模型規(guī)格為邊長(zhǎng)7m，厚0.5m的正六邊形短柱體。模型密度大于2.1g/cm3，有效原子序數(shù)Zeq=13～16，一字排列于石家莊機(jī)場(chǎng)、呈跑道形式，模型間隔25m，相互影響不大于2%。

裝載航空γ譜儀的飛機(jī)分別停在每個(gè)模型上，進(jìn)行測(cè)量。得到IKK、IKU、IKT，分別為γ譜儀鉀道、在鉀模型、平衡鈾和釷模型上測(cè)得的減去本底的計(jì)數(shù)率。同樣IUU、IUT為鈾道、在平衡鈾和釷模型的計(jì)數(shù)率；ITU、ITT為釷道在平衡鈾和釷模型上的計(jì)數(shù)率。因?yàn)殁?40的γ射線1.46MeV低于鈾道和釷道的能量，對(duì)后兩者沒(méi)有影響。鈾道對(duì)釷同樣沒(méi)有影響。因此，系數(shù)a21=a31=a32=0。于是可以計(jì)算各換算系數(shù)：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

式中：CK、CU、CT分別為鉀、鈾、釷模型的平均K，U，Th含量。

將測(cè)得的換算系數(shù)代入(5-3-3)式即可計(jì)算鈾、釷、鉀的含量。

航空γ能譜測(cè)量是在高空進(jìn)行測(cè)量，受到的影響因素較多，采集的數(shù)據(jù)需要作相應(yīng)的校正，主要如下。

(一)飛機(jī)和宇宙射線產(chǎn)生的本底

制造飛機(jī)和儀表所用的金屬材料中含有天然放射性核素造成的各道計(jì)數(shù)，稱為飛機(jī)本底(I機(jī))；另一方面是宇宙射線造成的本底(I宇)，應(yīng)當(dāng)在各道計(jì)數(shù)中扣除。

相同機(jī)型的飛機(jī)本底，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是不變的；宇宙射線的影響是隨高度和緯度的不同而變化。一般采用實(shí)測(cè)方法求得。為了避免地面和大氣氡的影響，選擇在水面上空飛行測(cè)量，一般在離岸15～20km，水深不小于2m的近?；蚝孢M(jìn)行。測(cè)得的各道計(jì)數(shù)：

Ii=Ii機(jī)+Ii宇 (5-3-5)

式中：i表示相應(yīng)的測(cè)量道。

為了避免天然放射性核素的影響，把道寬調(diào)到3～6MeV 范圍測(cè)量宇宙射線本底(cps)；并采用兩種飛行高度進(jìn)行測(cè)量，得到兩次測(cè)量結(jié)果：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

式中：Ii1、Ii2是兩種不同高度飛行測(cè)得的總本底計(jì)數(shù)率；飛機(jī)的本底是不變的，所以Ii機(jī)1=Ii機(jī)2。航測(cè)γ譜儀設(shè)有專道(在3～6M e V道寬)測(cè)量的宇宙射線計(jì)數(shù)率

，應(yīng)當(dāng)換算到測(cè)鈾、釷、鉀和總道范圍來(lái)，在相同高度兩者的關(guān)系應(yīng)為

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

式中：Ci為比例系數(shù)。代入(5-3-6)式，并使兩式相減，得到：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

當(dāng)以選定高度h進(jìn)行γ能譜測(cè)量時(shí)，各道本底中的宇宙射線本底為

Ii宇=CiIi宇3(5-3-9)

飛機(jī)本底計(jì)數(shù)為

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

(二)康普頓散射的影響

根據(jù)第五章第二節(jié)γ射線的散射理論，可知高能峰經(jīng)過(guò)介質(zhì)散射而進(jìn)入低能道，使低能道計(jì)數(shù)率增大。釷的2.62MeV，散射對(duì)相鄰的1.76MeV和1.46MeV都有影響(見(jiàn)圖5-3-1)，影響最大的是1.76MeV，需要進(jìn)行校正。

借助(5-3-3)式的逆矩陣A-1的各項(xiàng)展開(kāi)得到：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

或?qū)懗桑?/p>

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

式中：CK、CU、CT和I1、I2、I3分別為鉀、鈾、釷模型的K、U、Th含量以及鉀道、鈾道和釷道的計(jì)數(shù)率。

將(5-3-12)式改寫(xiě)為

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

式中：

；

；

為康普頓散射影響系數(shù)(又稱剝離系數(shù))，SKU為鈾道散射對(duì)鉀道影響；SKT為釷道對(duì)鉀道的影響；SUT為釷道對(duì)鈾道的影響?？梢哉J(rèn)為SKU=SKT=SUT=0(即沒(méi)有影響)。此外在放射性礦產(chǎn)中只是鈾釷是有用的，因此康普頓散射影響校正，只考慮釷道對(duì)鈾道(SUT)影響。具體做法是在鈾、釷、鉀混合模型上測(cè)量得到，一般SUT=0.00025m-1。

(三)大氣氡的影響

土壤析出氡形成大氣中氡及其衰變子體，都是鈾系中的主要γ輻射體，是航空γ能譜測(cè)量的主要影響因素，一般都應(yīng)在測(cè)量中扣除。

GR-820型航空γ能譜儀的探測(cè)器(NaI(Tl))長(zhǎng)方形晶體分裝為上下兩部分，上面的稱上測(cè)晶體。上測(cè)晶體主要用來(lái)測(cè)量大氣氡及衰變子體的γ輻射，下測(cè)晶體主要用來(lái)測(cè)量大地的γ輻射。下測(cè)晶體為上測(cè)晶體的屏蔽層。

一般選擇類似測(cè)量本底的水面和平坦陸地飛行測(cè)量，求得大氣氡的影響值。在陸地飛行測(cè)量時(shí)，下測(cè)晶體測(cè)得的計(jì)數(shù)率(I下)，為地面(Ig)和大氣(Ia)輻射之和；上測(cè)晶體也能測(cè)量到這兩項(xiàng)，地面輻射受到屏蔽。對(duì)大氣輻射，因上測(cè)晶體體積小于下測(cè)晶體。所以可寫(xiě)為

I下=Ig+Ia(5-3-14)

I上=lIg+mIa(5-3-15)

式中：l稱為屏蔽系數(shù)；m稱為幾何系數(shù)；I上、I下是上下測(cè)晶體減去本底后的計(jì)數(shù)率。在水面上飛行測(cè)量，由于地面輻射被水體屏蔽所以上測(cè)晶體和下測(cè)晶體測(cè)得：

I′下=Ia；I′上=mIa(5-3-16)

根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果，取I下-I′下=Ig；I上-I′上=lIg。兩者相除，得屏蔽系數(shù)：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

將(5-3-16)式中兩式相除，得幾何系數(shù)：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

因此可得大氣輻射計(jì)數(shù)率：

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

Ig=I下-Ia(5-3-20)

式中：m、l與飛行測(cè)量高度成線性關(guān)系，隨飛行高度可以方便計(jì)算。

大氣輻射的散射影響比較微弱，不再考慮校正問(wèn)題。對(duì)于核爆炸或核事故造成大氣核污染，它會(huì)干擾航空γ能譜測(cè)量的正常進(jìn)行。

(四)飛行高度變化的影響

由圖5-3-1(b)可見(jiàn)飛行高度變化對(duì)輻射測(cè)量影響較大。飛行高度用氣壓計(jì)自動(dòng)記錄，通過(guò)校正，使測(cè)量資料規(guī)一化到同一高度。γ射線在空氣中衰減是呈指數(shù)規(guī)律的。所謂高度衰減系數(shù)，實(shí)際就是空氣吸收系數(shù)。如所有資料歸一化到高度為100m。設(shè)100m高處輻射計(jì)數(shù)為I100，則

I100=Ih·e-μ(h-100)

核輻射場(chǎng)與放射性勘查

理論上講，對(duì)鉀、鈾、釷道的衰減數(shù)是：μK＞μU＞μTh。

在飛機(jī)場(chǎng)安檢會(huì)不會(huì)有輻射？

安檢使用的設(shè)備是一個(gè)大型X光機(jī)，X光這個(gè)東西很容易防范的，金屬鉛就是很好的防輻射物質(zhì)，在機(jī)器的相關(guān)部位都有。所以X射線基本上不會(huì)泄露到外面的。

安檢的機(jī)器確實(shí)有輻射，但對(duì)人體的傷害非常小，否則就。。。。

放射性污染的監(jiān)測(cè)方法

9.3.2.1 核事故污染的監(jiān)測(cè)

核事故往往造成的污染范圍很大，而且給人民生命和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失，引起全世界的關(guān)注。針對(duì)核事故的地球物理監(jiān)測(cè)工作大體上可分為兩大部分:一是在核事故發(fā)生后開(kāi)始的大區(qū)域快速監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)了解逐日的污染擴(kuò)散范圍和方向并采取相應(yīng)的防范對(duì)策;二是對(duì)所有核設(shè)施的長(zhǎng)年監(jiān)測(cè)工作，以便一旦發(fā)生事故時(shí)，能夠了解原有的放射性背景以及追蹤事故后污染逐步消除的過(guò)程。

(1)切爾諾貝利核事故監(jiān)測(cè)

早在核電站建成之前，蘇聯(lián)的烏克蘭科學(xué)院從20世紀(jì)60年代初期就通過(guò)在基輔的監(jiān)測(cè)站對(duì)基輔周圍地區(qū)(包括切爾諾貝利地區(qū))進(jìn)行長(zhǎng)期放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)的參數(shù)包括γ輻射背景值(用輻射儀測(cè)量)、散落物的放射性活度測(cè)量(用面積40cm×40cm的平底盤采集，盤底鋪一張浸泡過(guò)甘油的濾紙，采集持續(xù)兩周，采集的樣品放在瓷坩堝內(nèi)在電熱爐中加溫到500℃灰化，然后測(cè)定其β輻射強(qiáng)度)、土壤放射性污染檢測(cè)(在地表下5cm深處用正方形取樣器10cm×10cm取樣，樣品風(fēng)干、磨碎、過(guò)篩后，測(cè)定其β輻射強(qiáng)度)。

事故發(fā)生前，γ輻射劑量率為10～12μR/h(背景值)，1986年4月26日發(fā)生事故后，4月30日升高到5mR/h，比背景值高約500倍。在隨后幾天內(nèi)γ輻射值變化強(qiáng)烈，與放射性物質(zhì)的繼續(xù)泄漏和天氣變化有關(guān)。5月9日在反應(yīng)堆再次爆炸后，γ輻射也再次出現(xiàn)高峰。1986年底，γ輻射降低到50μR/h，1992年(監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)公布前)再次降低為16～18μR/h，接近事故前的背景值。

土壤中的β放射性活度(按土壤質(zhì)量計(jì))在事故前為550～740Bq/kg，事故后升高到29600Bq/kg。事故前放射性90Sr的質(zhì)量活度為3.7～22.2Bq/kg，事故后升高了10倍。

為了了解污染的區(qū)域分布，瑞典地質(zhì)調(diào)查所動(dòng)用了兩架地球物理專用飛機(jī)，在150m的高度上進(jìn)行了航空γ能譜測(cè)量，1986年5月1～6日的測(cè)量結(jié)果如圖9.12所示。在Gavle附近發(fā)現(xiàn)明顯的高值。后幾天的調(diào)查重點(diǎn)移向瑞典南部，以了解是否可以允許奶牛吃該地春天新生的牧草。5月5～8日在瑞典其他地區(qū)用100km線距的東西向測(cè)線覆蓋，發(fā)現(xiàn)污染區(qū)不斷向瑞典－挪威邊界的方向擴(kuò)大。從5月9日～6月9日整個(gè)瑞典用50km線距的航空測(cè)量覆蓋，在一些異常區(qū)測(cè)線加密到2km。蘇聯(lián)在1986年4月28日以后，在國(guó)內(nèi)面積為527400km的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行過(guò)比例尺為1∶10萬(wàn)、1∶20萬(wàn)、1∶50萬(wàn)的航空γ能譜測(cè)量，以監(jiān)測(cè)放射性污染彌散的區(qū)域。

圖9.12瑞典航空γ射線照射量率等值線圖 (照射量率單位為μR/h)

(2)追蹤核動(dòng)力衛(wèi)星

由于衛(wèi)星在進(jìn)入大氣層后解體成多個(gè)碎片，因此監(jiān)測(cè)工作要在降落軌道周圍廣闊地區(qū)內(nèi)進(jìn)行，主要依靠航空γ能譜測(cè)量，發(fā)現(xiàn)異常后再進(jìn)行地面檢查。

蘇聯(lián)的用核反應(yīng)堆作動(dòng)力的宇宙－954衛(wèi)星1977年底～1978年初在加拿大西北部隕落。1978年初加拿大國(guó)防部和美國(guó)能源部合作，追蹤衛(wèi)星隕落的碎片在加拿大的散落位置。首先根據(jù)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)的衛(wèi)星隕落軌道，劃出一條長(zhǎng)800km、寬50km隕落區(qū)域，由大奴湖東端至哈德遜灣附近的貝克爾湖，并將其分為14段。用4架C－130Heracles(大力神)飛機(jī)，以1.853km的線距、500m的離地高度作了航空γ能譜測(cè)量。加拿大地質(zhì)調(diào)查所的能譜系統(tǒng)首先在大奴湖東端冰上的一號(hào)地段探測(cè)到放射源，到1月31日對(duì)全區(qū)作了普查，發(fā)現(xiàn)所有放射性碎片落在一個(gè)10km寬的帶內(nèi)，在該帶內(nèi)又以500m線距和250m離地高度作了詳查。鑒于大力神飛機(jī)的飛行高度不可能再進(jìn)一步降低，還采用了一套直升機(jī)探測(cè)系統(tǒng)，在9號(hào)地段的冰上發(fā)現(xiàn)許多弱的放射源，它們都是在大力神的飛行高度上所不能發(fā)現(xiàn)的，后來(lái)對(duì)這些小片的分析表明它們是反應(yīng)堆芯的一部分。此后，直升機(jī)系統(tǒng)又在沿大奴湖南岸一帶發(fā)現(xiàn)了更多的放射性碎片(圖9.13)，這些碎片隨北風(fēng)飄向預(yù)訂軌道的南側(cè)。到3月底又在大奴湖的冰上作了一次系統(tǒng)的直升機(jī)γ能譜測(cè)量，數(shù)據(jù)分析進(jìn)一步證明反應(yīng)堆芯在進(jìn)入大氣層后已全部解體。同年夏天，加拿大原子能監(jiān)控管理局做了進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)和清理工作，以保證清除所有的有害物質(zhì)，共回收約3500枚碎片，最遠(yuǎn)的在衛(wèi)星軌道以南480km。

9.3.2.2礦山探采和選冶污染的監(jiān)測(cè)

除了鈾礦床外，許多有色金屬、貴金屬、稀有金屬、稀土元素和磷礦床等也都伴生有大量放射性元素，對(duì)這些礦床的勘探、開(kāi)采、選礦和冶煉都會(huì)導(dǎo)致放射性污染。為了清除這些污染，了解清除的效果，都需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(1)尾礦場(chǎng)地的污染與監(jiān)測(cè)

在地質(zhì)勘探階段，礦床雖未交給工業(yè)部門開(kāi)采，但是在勘探過(guò)程中使用了水平巷道、豎井和淺井等工程，使礦區(qū)受到天然放射性元素的污染。在礦床開(kāi)采過(guò)程中，礦石和廢石的堆放與運(yùn)輸造成更大面積的污染，選冶過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦和爐渣也是不可忽視的污染源。

圖9.13大奴湖地區(qū)由宇宙－954衛(wèi)星放射性碎片引起的γ射線總計(jì)數(shù)的分布

1979～1980年美國(guó)能源部在鹽湖谷作了航空放射性測(cè)量，以便劃定尾礦場(chǎng)地范圍，并指導(dǎo)地面調(diào)查。測(cè)量系統(tǒng)安裝在直升機(jī)上，探測(cè)器由20個(gè)NaI晶體組成，每個(gè)體積645.7cm3，航高46m，線距76m。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪出了照射量率等值線圖，如圖9.14(a)所示和高于背景值的226Ra含量分布范圍圖，如圖9.14(b)所示。背景照射量率變化于430～645fA/kg(1μR/h=71.667fA/kg)之間。尾礦堆的照射量率最高超過(guò)1×105fA/kg。在尾礦堆以北有兩個(gè)照射量率偏高的突出部分，西面的一個(gè)據(jù)認(rèn)為是由尾礦受風(fēng)吹動(dòng)造成的，東面的一個(gè)沿鐵路分布，可能由測(cè)量時(shí)正在運(yùn)輸?shù)姆派湫晕镔|(zhì)或由沿鐵路運(yùn)輸散落的礦石或尾礦引起。沿鐵路的其他輻射異常據(jù)推測(cè)也是由散落物引起的。

利用此次航空放射性測(cè)量數(shù)據(jù)，鹽湖城衛(wèi)生局和猶他州衛(wèi)生廳劃定出14個(gè)此前未知的放射性異常區(qū)，地面檢查發(fā)現(xiàn)9個(gè)地點(diǎn)屬于鈾選礦廠的尾礦、1個(gè)是鈾礦石、3個(gè)是放射性爐渣，還有1個(gè)是儲(chǔ)存的選礦設(shè)備。在20世紀(jì)80年代初查出的這些污染地段都得到了清理。

(2)采煤和燃煤的污染及監(jiān)測(cè)

許多重要的采煤區(qū)在采煤過(guò)程中形成大面積的放射性污染。例如，德國(guó)的魯爾礦區(qū)發(fā)現(xiàn)，由煤礦抽向地面的水中226Ra含量所導(dǎo)致的活度濃度達(dá)13kBq/m3，流入地下坑道中的水達(dá)63kBq/m3。魯爾區(qū)所有煤礦每年抽出的水含226Ra導(dǎo)致的總活度共37GBq。在地面上放射性污染的分布在很大程度上與水的化學(xué)成分有關(guān)，共有兩類含鐳的水，A類含硫酸鹽甚少或不含硫酸鹽，但含Ba2+離子;B類水含大量硫酸鹽，但不含Ba2+離子。在B類水中鐳不沉淀，而A類水中的鐳，當(dāng)其與硫酸鹽混合后，鐳與鋇同時(shí)沉淀，形成放射性沉積物。很多煤礦已采煤百年以上，在礦山廢水流經(jīng)之處形成很厚的沉積層，質(zhì)量活度達(dá)150kBq/kg，并導(dǎo)致土壤和植物的污染，土壤質(zhì)量活度由0.2～31kBq/kg，在水道兩側(cè)的新鮮植物中含226Ra，其質(zhì)量活度達(dá)1kBq/kg。

目前世界上許多發(fā)展中國(guó)家都以煤作為主要能源，因此粉煤灰成為一種量大面積的放射性污染源。據(jù)聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR)的統(tǒng)計(jì)，一個(gè)每天燒煤10t的熱電廠，向大氣釋放的238U放射性活度達(dá)1850kBq，一個(gè)1000MW的熱電廠每年排放粉煤灰5×105t，其中1.4×105t排入大氣。調(diào)查表明，在熱電廠周圍由于粉煤灰放射性引起的癌癥死亡率比在核電站周圍高30倍。

圖9.14鹽湖谷航空放射性測(cè)量

(3)石油開(kāi)采及運(yùn)輸中的放射性污染和監(jiān)測(cè)

石油開(kāi)發(fā)過(guò)程中的放射性污染主要來(lái)自放射性測(cè)井。在測(cè)井中使用的放射性物質(zhì)主要有中子源、同位素等，如镅鈹(241Am－Be)中子源，137Cs，226Ra，131Ba，131I，113Sn，113In伽馬源等。測(cè)井過(guò)程中的放射性污染主要是因操作不當(dāng)造成的，如:由于操作不慎，配置的活化液濺入外環(huán)境;在開(kāi)瓶分裝、稀釋及攪拌過(guò)程中，有131I氣溶膠逸出，造成空氣污染;在向注水井注入131I活化液時(shí)，由于操作不當(dāng)，造成井場(chǎng)周圍的表面污染;測(cè)井過(guò)程中玷污井管和井下工具等。

在石油化工生產(chǎn)中，承壓設(shè)備(如鍋爐爐管、液化氣球罐、液化氣槽車、承壓容器、管線等)的探傷、液位控制、液位測(cè)量、密度測(cè)定、物料劑量、化學(xué)成分分析及醫(yī)療中的透視、拍片、疾病治療等，廣泛地采用了放射技術(shù)。在料位、液面、密度、物料劑量、化學(xué)成分分析方面的放射性同位素源的劑量、活度一般是幾個(gè)毫居里(mCi)，很少超過(guò)1000mCi。不過(guò)，在正常工作情況下，不論是從事工業(yè)探傷的人員還是同位素儀表操作人員，身體健康均不會(huì)受到放射性損傷。

油田上放射性污染面積大的地方，甚至可以在1∶50萬(wàn)的航空γ能譜測(cè)量中反映出來(lái)，污染物以鐳及其衰變產(chǎn)物為主，鈾、釷含量不超過(guò)土壤的背景值。該企業(yè)用路線汽車能譜測(cè)量在斯塔夫羅波爾邊區(qū)測(cè)過(guò)的40個(gè)油氣田，其地表全被放射性廢料污染，發(fā)現(xiàn)300多個(gè)污染地段，γ射線照射量率為60～3000μR/h，其中大部分在100～1000μR/h范圍內(nèi)。

(4)磷肥的放射性污染及監(jiān)測(cè)

在天然環(huán)境中磷和鈾之間有著穩(wěn)定的共生關(guān)系，磷肥的原料———磷礦石含有偏高的鈾，磷肥的副產(chǎn)品中則含有較多的鈾衰變產(chǎn)物，這些都會(huì)給磷肥廠周圍的環(huán)境造成放射性污染。

在西班牙西南部奧迭爾河和廷托河匯合入海處附近有一個(gè)大型磷酸廠，用于制造磷酸鹽肥料，其原料為磷灰?guī)r，含有大量鈾系放射性核素。在西班牙生產(chǎn)磷酸的方法是用硫酸來(lái)處理原巖，在此過(guò)程中形成硫酸鈣沉淀(CaSO4·2H2O)，稱為磷石膏，這種副產(chǎn)物或者直接排入奧迭爾河，或者堆在廠房周圍。因此，需要估算該廠每年排入周圍環(huán)境的核素?cái)?shù)量。此外，還測(cè)定了西班牙西南部幾種商品肥料的放射性元素含量，以估計(jì)其對(duì)農(nóng)田的放射生態(tài)影響。

所有的調(diào)查工作均基于測(cè)定固體和液體樣的U同位素、226Ra和210Po及40K的含量。知道每年產(chǎn)出的磷石膏量及其中U，226Ra，210Po的質(zhì)量活度平均值，得出工廠附近每年排出的U同位素總活度約0.6TBq，210Po總活度為1.8TBq，226Ra總活度為1.8TBq，各種放射性核素總量的80%存留在磷石膏堆中，其他直接排入奧迭爾河，存放的磷石膏也逐漸被水溶解流入河中。到達(dá)廷托河的水238U活度濃度為40Bq/L，226Ra為0.9Bq/L，210Po為9Bq/L。為研究河流的污染，還取了水系沉積物樣，樣品濕重?cái)?shù)千克，烘干、磨碎、混合后在高純鍺探測(cè)器上測(cè)量，探測(cè)器覆蓋10cm厚的鉛屏，內(nèi)有2mm的銅襯，以便測(cè)得較低的質(zhì)量活度。

磷肥廠的環(huán)境放射性污染在我國(guó)亦有發(fā)現(xiàn)。核工業(yè)總公司在上海市郊進(jìn)行航空γ能譜測(cè)量時(shí)，曾發(fā)現(xiàn)10×10－6的鈾異常，是背景值的45倍，經(jīng)查是由化肥廠的磷礦粉引起的。

9.3.2.3建筑材料的放射性污染及監(jiān)測(cè)

除了房屋地基的巖石、土壤會(huì)逸出氡外，建筑材料中也可能含有某些放射性元素，因此也可能成為放射性污染源。當(dāng)建筑材料中鐳的質(zhì)量活度高于37Bq/kg時(shí)，會(huì)成為室內(nèi)空氣中氡的重要來(lái)源。有些地方用工業(yè)廢料作為制造建筑材料的原料，可能將工業(yè)廢料中的放射性污染物帶入室內(nèi)。例如利用粉煤灰或煤渣制造建筑材料曾被認(rèn)為是廢物利用的好辦法，但是當(dāng)煤的放射性元素含量偏高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。我國(guó)核工業(yè)總公司曾經(jīng)對(duì)石煤渣所建房屋的室內(nèi)吸收劑量率做過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)石煤渣磚房屋的γ輻射吸收劑量率比對(duì)照組的房屋高出3～9倍。我國(guó)用白云鄂博尾礦、礦渣做原料制造水泥的工廠，用其生產(chǎn)的水泥建造的房屋時(shí)室內(nèi)氡的濃度比對(duì)照組高出4～6倍。而美國(guó)對(duì)常用建筑材料放射性的調(diào)查結(jié)果表明，木材輻射出的氡最少，混凝土最多。

我國(guó)居民住宅多用磚作建筑材料，其中放射性40K質(zhì)量活度最高為148Bq/kg，Ra為37～185Bq/kg，釷為37～185Bq/kg。對(duì)于天然建筑材料，建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JC518－93)將其分三類，見(jiàn)表9.4。

表9.4我國(guó)天然建筑材料核輻射分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

俄羅斯勘探地球物理研究所提出用以下參數(shù)對(duì)建筑材料的輻射室內(nèi)居民輻射劑量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

9.3.2.4 核廢料處理場(chǎng)地的選址和勘察

各國(guó)根據(jù)自己的條件來(lái)選擇適于儲(chǔ)存核廢料的地質(zhì)體，但迄今研究得最多的是兩種:鹽體和深成結(jié)晶巖體。鹽體被認(rèn)為是儲(chǔ)存核廢料得最好地質(zhì)介質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是未經(jīng)破壞的鹽層干燥，鹽體中產(chǎn)生的裂隙易于愈合，鹽比其他巖石更易吸收核廢料釋放的熱，鹽屏蔽射線的能力強(qiáng)，鹽的抗壓強(qiáng)度大，而且一般位于地震活動(dòng)少的地區(qū)。而另外一些國(guó)家，因?yàn)楦髯缘牡刭|(zhì)條件，主要研究利用深成結(jié)晶巖儲(chǔ)存核廢料。如加拿大和瑞典等國(guó)家，大部分領(lǐng)土屬于前寒武紀(jì)地質(zhì)，它們研究的對(duì)象包括片麻巖、花崗巖、輝長(zhǎng)巖等。這些巖體能否儲(chǔ)存核廢料主要取決于其中地下水的活動(dòng)情況。由于結(jié)晶巖中地下水的唯一通道是裂隙，所以圈定裂隙帶并研究其含水性是重要的任務(wù)。在具體選擇儲(chǔ)存場(chǎng)地時(shí)考慮以下幾個(gè)條件:地勢(shì)平坦、因而水力梯度小，主要裂隙帶不要穿過(guò)場(chǎng)地，小裂隙帶應(yīng)盡可能少，要避開(kāi)可能有礦的地點(diǎn)。

其他研究的地質(zhì)體還有粘土、玄武巖、凝灰?guī)r、頁(yè)巖、砂巖、石膏，碳酸鹽也是可以考慮的目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，碳酸鹽巖是不適合的，但由不透水巖石包圍的碳酸鹽巖透鏡體是值得研究的。除了陸地上的地質(zhì)體外，對(duì)海底巖石的研究也已經(jīng)開(kāi)始。

(1)鹽體選址勘察中的地球物理工作

A.鹽體普查

為了儲(chǔ)存核廢料，首先要了解鹽層的深度、厚度和構(gòu)造，圈出適合儲(chǔ)存的鹽體，一般傾向于把核廢料儲(chǔ)存在鹽丘里。

重力測(cè)量。重力法對(duì)鹽丘能進(jìn)行有效的勘察。鹽的密度穩(wěn)定，為2.1×103kg/m3，往往低于圍巖(2.2×103～2.4×103kg/m3)，在鹽丘上可測(cè)到n×10～n×100g.u.的重力低。當(dāng)鹽丘上部有厚層石膏時(shí)，由于石膏密度大，結(jié)果形成弱重力低背景上的重力高。當(dāng)鹽丘為致密火成巖環(huán)繞(火成巖在鹽丘形成過(guò)程中侵入)時(shí)，則在重力低的邊緣出現(xiàn)環(huán)狀重力高。鹽丘表面起伏可用高精度重力和地震測(cè)量綜合研究。當(dāng)鹽丘地區(qū)的重力場(chǎng)非常復(fù)雜時(shí)(重力場(chǎng)為鹽上、鹽下層位、鹽層和基底的綜合反映)，采用最小化法進(jìn)行解釋:首先根據(jù)地質(zhì)－地球物理資料提出模型，然后自動(dòng)選擇與觀測(cè)重力異常最吻合的模型曲線，使兩者偏差的平方和等于最小值。

電法測(cè)量。鹽比圍巖電阻率高，是電性基準(zhǔn)層，以往鹽層構(gòu)造用直流電測(cè)深研究，近年來(lái)則愈來(lái)愈多地采用大地電流法和磁大地電流法。采用大地電流法確定鹽體埋藏深度時(shí)，利用大地電流平均場(chǎng)強(qiáng)與鹽層深度之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，因此要掌握少量鉆探和地震資料。平均場(chǎng)強(qiáng)的高值區(qū)對(duì)應(yīng)于鹽丘和鹽垣，這樣圈出的局部構(gòu)造很多已被地震或鉆探所證實(shí)。

地震測(cè)量。在構(gòu)造比較簡(jiǎn)單的沉積巖區(qū)地震反射和折射法探測(cè)鹽層起伏是很有效的。例如丹麥為儲(chǔ)存核廢料選擇的莫爾斯鹽丘，其位置和形態(tài)就是根據(jù)反射面的分布確定的。在某些情況下地面地震法只能確定鹽丘頂部平緩部分的位置。而側(cè)壁的形態(tài)和位置難以確定，這可以采用井中地震。

總之，在選址時(shí)，為了研究鹽層構(gòu)造，一般先利用重力和電法，兩者結(jié)合起來(lái)能更詳細(xì)地確定鹽層構(gòu)造在平面上的大小和形態(tài)。根據(jù)重力和電法結(jié)果布置地震測(cè)網(wǎng)，通過(guò)地震法可準(zhǔn)確確定鹽體深度，而利用井中地震則可準(zhǔn)確確定鹽體側(cè)壁的位置和形態(tài)。

B.研究鹽體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

為了確定鹽體是否適應(yīng)于儲(chǔ)存核廢料，必須研究鹽體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即其所含雜質(zhì)(夾層)數(shù)量、含水性和裂隙發(fā)育程度。

確定雜質(zhì)(夾層)的數(shù)量。鹽的相對(duì)純度是影響其能否儲(chǔ)存核廢料的一個(gè)重要因素，雜質(zhì)的出現(xiàn)會(huì)使鹽層的抗壓強(qiáng)度減小，屏蔽射線的能力降低。鹽體所含雜質(zhì)包括泥質(zhì)組分、石膏等，泥質(zhì)組分有的形成單獨(dú)的夾層，有的與鹽混在一起，形成泥鹽。美國(guó)得克薩斯州的帕洛杜羅盆地用天然γ測(cè)井和密度γ－γ測(cè)井評(píng)價(jià)了中上二疊系鹽層的純度。γ射線強(qiáng)度與泥質(zhì)含量有關(guān)，因?yàn)槟噘|(zhì)組分中的釷量較高。γ－γ測(cè)井求得的密度則與石膏的百分含量之間存在著線性相關(guān)關(guān)系。計(jì)算了每個(gè)鉆孔每個(gè)鹽層的γ強(qiáng)度平均值。不到30ft的夾層，其γ強(qiáng)度與鹽層一起平均，當(dāng)夾層厚于30ft時(shí)，就把鹽層作為兩個(gè)單獨(dú)的層處理，據(jù)此編制了不同旋回的γ射線強(qiáng)度的等值線圖，它實(shí)質(zhì)上就是泥質(zhì)含量分布圖，從中可以選擇泥質(zhì)含量最低的地區(qū)作為儲(chǔ)存核廢料的地點(diǎn)。

在美國(guó)鹽谷地區(qū)還曾利用垂直地震剖面法，根據(jù)波速的不同劃分鹽中的夾層。而在丹麥的莫爾斯鹽丘則用井中重力研究了鹽內(nèi)的夾層。

研究含水性。鹽體含水對(duì)建立核廢料是一個(gè)潛在的危險(xiǎn)，它使部分鹽溶解成為鹵水，減小鹽的機(jī)械強(qiáng)度并腐蝕廢料容器。測(cè)量鹽體的含水量可以采用中子測(cè)井，以255Cf為中子源。試驗(yàn)表明，在釋放的γ射線譜線上氫本身的峰很弱，不能用作評(píng)價(jià)含水量的尺度，但可利用快中子與Na和Cl原子核的相互作用，以下列參數(shù)衡量含水量:Na中子非彈性散射峰與Cl中子俘獲峰的比值。非彈性散射是指Na的原子核吸收一個(gè)中子并放出一個(gè)中子和γ射線，γ射線峰的位置在138keV;中子俘獲是指Cl的原子核俘獲一個(gè)中子并放出γ射線，其峰的位置在789keV。上述比值與水的含量呈正比。美國(guó)曾利用瞬變電磁法來(lái)確定鹵水的位置，在實(shí)際探測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，鹵水的位置與瞬變電磁法一維反演的低阻層位置相當(dāng)吻合。

了解裂隙發(fā)育程度。為了保證核廢料庫(kù)的安全，必須了解鹽層的裂隙發(fā)育程度。主要方法為井中電法(特別是無(wú)線電波法)和聲波測(cè)井。鹽的電阻率高，電磁波傳播的損耗小，無(wú)線電波法的探測(cè)距離大，夾層或裂隙的電阻率或介電常數(shù)與鹽不同，這些都是應(yīng)用無(wú)線電波法的有利條件。無(wú)線電波法包括透視和反射法，透視法測(cè)孔間信號(hào)的衰減，而反射法的發(fā)射和接收天線位于同一孔內(nèi)，測(cè)電磁脈沖的走時(shí)和反射層的特征。均勻的鹽不會(huì)產(chǎn)生明顯反射，裂隙增多則反射亦增多。無(wú)裂隙的鹽電阻率高、衰減小，多裂隙的鹽則電阻率低、衰減大。因此，衰減小、反射少的鹽體更適于儲(chǔ)存核廢料。

用聲波測(cè)井確定裂隙帶的位置時(shí)可以利用不同的參數(shù)，如反射波幅度、聲波速度和區(qū)間時(shí)間。

(2)深成結(jié)晶巖體選址和勘察中的地球物理工作

核廢料擬儲(chǔ)存于花崗巖深成結(jié)晶巖體500～1000m深度上類似于礦山的處理洞穴中。在深成結(jié)晶巖體的選址和勘察過(guò)程中，地球物理工作分為三個(gè)階段，即場(chǎng)地篩選、場(chǎng)地評(píng)價(jià)和洞穴開(kāi)挖過(guò)程中的勘察。

A.場(chǎng)地篩選

首先開(kāi)展區(qū)域普查來(lái)篩選幾個(gè)地區(qū)，作為候選的處理場(chǎng)地，每個(gè)地區(qū)的面積可達(dá)上千平方千米。在篩選過(guò)程中，了解深成巖體的形態(tài)和深度、周圍地質(zhì)環(huán)境、主要不連續(xù)面的位置和走向，蓋層的特征、巖石的完整性等都是很重要的。由于場(chǎng)地篩選是區(qū)域性調(diào)查，涉及面積很大，所以要選用快速普查性的地球物理方法，尤其是航空地球物理方法。航空磁測(cè)曾被用來(lái)確定深成巖體的邊界以及巖體中的巖石與構(gòu)造界面，一般與航空磁測(cè)同時(shí)開(kāi)展的航空γ能譜測(cè)量也可用于劃分花崗巖體的邊界，花崗巖體鈾的含量可達(dá)8×10－6，而圍巖往往低于2×10－6。航空電磁法用來(lái)填繪裂隙帶在近地表的投影以及覆蓋層的特征。湖區(qū)的裂隙帶則可采用船載聲吶設(shè)備圈定。巖石的完整性可以通過(guò)測(cè)量巖石的整體電阻率來(lái)評(píng)價(jià)，采用的方法有大地電磁法(MT)、音頻大地電磁法(AMT)、瞬變電磁法(TEM)和直流電阻率法等。

地面重力法曾被用來(lái)確定深成巖體的形態(tài)和深度及其地質(zhì)環(huán)境。圖9.15顯示一條南北向跨過(guò)巖基的39km長(zhǎng)的重力剖面，圖上包括實(shí)測(cè)和模型重力曲線以及根據(jù)當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)巖石單元作出的解釋剖面。與巖基有關(guān)的100g.u.的重力低非常明顯，疊加在重力低上的局部重力高很可能是由高密度的包裹體引起。

B.場(chǎng)地評(píng)價(jià)

場(chǎng)地評(píng)價(jià)是在經(jīng)過(guò)篩選的較小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查，每個(gè)區(qū)域的面積可達(dá)100km2，總的目標(biāo)是圈定主要裂隙帶，確定其幾何形態(tài)，進(jìn)行巖性填圖并了解覆蓋層的特征。

應(yīng)用高分辨率地震反射法了解裂隙帶的深部情況以及發(fā)現(xiàn)深埋的裂隙帶。可以探測(cè)到寬于地震波主波長(zhǎng)1/8的目標(biāo)，例如在P波速度約5500m/s的花崗巖中，若采用150Hz左右的工作頻率，就可以探測(cè)到5m寬的裂隙帶。但是要求探測(cè)離地表1000m以內(nèi)的反射體意味著有用的反射包含在地震記錄的第1s內(nèi)，然而對(duì)高分辨率地震常用的炮檢距來(lái)說(shuō)，在這一時(shí)間段內(nèi)也有地滾波到達(dá)，為了減小地滾波的影響，需要采用頻率濾波、f－k濾波、減小炸藥量以保留信號(hào)的高頻成分，并且選擇適當(dāng)?shù)臋z波器距使地滾波在疊加時(shí)盡量減小。

目前還提出了三種應(yīng)用地球物理方法估算裂隙的水壓滲透性的途徑:一是利用裂隙空間的電導(dǎo)率;二是利用裂隙內(nèi)聲波能量的損耗;三是利用地震波通過(guò)時(shí)鉆孔對(duì)裂隙壓縮的響應(yīng)。

對(duì)于準(zhǔn)備開(kāi)挖的場(chǎng)地來(lái)說(shuō)，層析方法的作用更大，因?yàn)樵谶@樣的地點(diǎn)鉆孔的數(shù)目要控制在最低限度，以防在巖體中形成新的地下水通道。

C.開(kāi)挖階段的勘察工作

開(kāi)挖儲(chǔ)存核廢料洞穴的工作開(kāi)始以后，需要了解洞穴周圍巖體的水文地質(zhì)條件和地質(zhì)力學(xué)條件。由于本階段研究的目標(biāo)減小，所以要采用高分辨率，因而是高頻的地球物理方法。雷達(dá)、超聲波和聲輻射方法都曾得到有效的應(yīng)用。

圖9.15跨過(guò)巖基的一條南北向重力剖面圖和二維重力模型(右側(cè)為北)

利用超聲波可以確定開(kāi)挖破壞帶的厚度。利用聲輻射測(cè)量可以監(jiān)測(cè)開(kāi)挖的安全性，聲輻射參數(shù)的變化可以用來(lái)預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖爆并確定其位置。此外，聲輻射測(cè)量還用于追蹤向裂隙帶內(nèi)灌漿的進(jìn)程，這時(shí)在裂隙帶附近的一系列鉆孔內(nèi)放置加速度計(jì)，在灌漿過(guò)程中記錄的聲輻射強(qiáng)度是同灌漿的進(jìn)展相關(guān)的。

總之，在深成結(jié)晶巖地區(qū)核廢料處理場(chǎng)地選址和勘察工作中，地球物理方法既能快速而經(jīng)濟(jì)地做到對(duì)大片區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全面的了解，又能對(duì)候選場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)和勘察。表9.5將各個(gè)階段的地球物理工作加以總結(jié)。但在各個(gè)階段的工作中，除地球物理方法外，還應(yīng)綜合應(yīng)用其他方法，尤其是水文地質(zhì)、地球化學(xué)、地質(zhì)和巖石力學(xué)方法等。由于地球物理方法在解釋上的多解性，還應(yīng)通過(guò)鉆探來(lái)驗(yàn)證。

表9.5深成結(jié)晶巖區(qū)核廢料地質(zhì)處理中的地球物理工作

坐飛機(jī)時(shí)高空輻射,空氣干燥,起飛落地氣壓變化大會(huì)對(duì)人造成多大的傷害?需要怎樣保護(hù)自己呢?

看來(lái)你們那飛機(jī)不是很新。。。貨機(jī)？客機(jī)？

總之，按照目前新的飛機(jī)的制造標(biāo)準(zhǔn)，空調(diào)系統(tǒng)是應(yīng)當(dāng)維持壓力的，不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)氣壓的變化，即便變化也應(yīng)當(dāng)非常少，，如果礦泉水瓶都發(fā)生形變，那變化就太劇烈了。。

另外，高空輻射這個(gè)幾乎可以忽略，駕駛倉(cāng)玻璃是可以阻擋幾乎全部的紫外線的，而飛機(jī)通常就飛在一萬(wàn)多米的位置，也不是很大問(wèn)題，如果說(shuō)其他的一些輻射射線以及紫外線相對(duì)于地面強(qiáng)一些，還是有的，但也不是很明顯影響到人體

至于說(shuō)環(huán)境干燥。。也是空調(diào)系統(tǒng)的問(wèn)題，，，本來(lái)濕度，溫度，壓強(qiáng)就不應(yīng)當(dāng)會(huì)發(fā)生變化，至少在引擎工作的時(shí)候不應(yīng)當(dāng)發(fā)生

至于說(shuō)危害，，，既然比地面強(qiáng)烈一些危害當(dāng)然有一些，但你也不可能一直在飛機(jī)上的，還是有休息的時(shí)間的，所以其實(shí)這個(gè)都可以忽略。。。但壓強(qiáng)的變化，濕度的變化，飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)還是應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢測(cè)了。

關(guān)于《航空放射性測(cè)量》的介紹到此就結(jié)束了。