【正文】 4 檢測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)的分析 ......................................................... 29 各種通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能比較 ................................................ 30 不同型號(hào)的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)的比較 ............. 30 影響檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)性能的性能參數(shù) ......................................... 34 結(jié)論： ......................................................................................................................... 36 致 謝 ........................................................................................................................... 37 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 38 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 1 論 論文背景 20 世紀(jì)以來， 我國(guó)的核事業(yè)已取得輝煌的成就 ，不僅 核電建設(shè)取得初步成就 ，還 建成獨(dú)立完整的核科技與工業(yè)體系； 并且 核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大 。核科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展解決了人類的許多困擾已久問題，例如能源、放射性診斷、輻射防護(hù)等。同樣我們也不可忽視它的弊端，核輻射照射對(duì)人類的損傷絕對(duì)稱得上是致命的，一些不法分子通過攜帶各種放射性 同位素，形成放射性污染，害人害己。 核廢物和放射性物質(zhì)的擴(kuò)散將造成放射性污染，嚴(yán)重危害人類生存環(huán)境與社會(huì)公共安全。為防止核廢物和含放射性的物質(zhì)等任意流通，通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)了。 目前國(guó)外的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展迅速，許多公司都有專門研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)支持，例如美國(guó)的 Thermo Fisher Scientific(美國(guó)熱電 )公司，美國(guó) ORTEC（美國(guó)奧泰克）公司、德國(guó) Tracer lab 公司、法國(guó) SDEC 公司等，幾十年來一直致力于核儀器的研究與開發(fā)，可以說在一定程度上，它們代表了當(dāng)今世界核儀器的發(fā)展史。相 比之下，我國(guó)的核儀器研發(fā)處于相對(duì)弱勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)有一些核儀器銷售公司，而他們所銷售的核儀器也大多數(shù)來自國(guó)外，有些則是引進(jìn)國(guó)外的材料和器件，再由自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行組裝。當(dāng)然產(chǎn)品質(zhì)量也相對(duì)不盡如人意。 為了防止放射性核素被攜帶進(jìn)入人口密集的區(qū)域，通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)常常安裝在 飛機(jī)場(chǎng) 、 火車站 、 汽車站 、 露天大型運(yùn)動(dòng)場(chǎng) 等 行人密度大的交通區(qū)域 ，當(dāng)然 核工廠 、 核設(shè)施、核電站 、 鋼鐵企業(yè)、廢舊鋼 鐵回收廠 等出入口 也必不可少的需要安裝。 研究現(xiàn)狀及方向 正是由于通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)在輻射防護(hù)中發(fā)揮著如此重要的作用，使得通道式放 射性檢測(cè)系統(tǒng)如雨后春筍般出現(xiàn)在我們的面前。那么假使有一個(gè)通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)擺在我們的面前，我們?cè)搹哪男┓矫嫒パ芯磕硞€(gè)通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)？它的性能參數(shù)有哪些？這些性能參數(shù)的所表達(dá)的意義是什么？如何通過系統(tǒng)的性能參數(shù)來判斷該系統(tǒng)的檢測(cè)性能的強(qiáng)弱？這些就是論文所要研究的方向。通過了解各個(gè)通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)的含義，分析和比較各個(gè)不同的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能，獲得最標(biāo)準(zhǔn)、最理想的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)值。這樣，當(dāng)我們碰到一個(gè)通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，我們可以根據(jù)其性能參數(shù)，把它和所得到的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，從而更方便的判斷它的檢測(cè)性能 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 2 論文將會(huì)選取 12 個(gè)不同型號(hào)的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)，包括車輛通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)、行人通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)以及行包通道放射性檢測(cè)系統(tǒng)，得到它們的性能參數(shù)，并對(duì)這些性能參數(shù)一一分析，作出每個(gè)型號(hào)的檢測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)表，然后對(duì)這 12 個(gè)型號(hào)不同的檢測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)表進(jìn)行整理合并，放在一個(gè)表格中進(jìn)行比較，通過對(duì)比這 12 個(gè)不同型號(hào)的檢測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)性能參數(shù)，可以得出最標(biāo)準(zhǔn)最理想的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)性能參數(shù)。 從論文題目“各種通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能研究與比較”來看，本論 文將分為四個(gè)層次進(jìn)行介紹： 1） 什么是放射性。既然是反射性檢測(cè)系統(tǒng)，我們首先的明確什么是放射性，它的來源、它的危害以及如何防護(hù)； 2） 什么是通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)。包括它的結(jié)構(gòu)、原理、它的功能作用以及它運(yùn)行時(shí)的現(xiàn)象； 3） 各種不同的檢測(cè)系統(tǒng)。論文將介紹各種不同型號(hào)的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)，包括它們的儀器特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)； 4） 檢測(cè)系統(tǒng)的系能分析和比較。論文將對(duì) 12 個(gè)不同型號(hào)的通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)性能進(jìn)行總結(jié)，歸類再分析比較，得到最佳性能參數(shù)； 本論文旨在歸納總結(jié)影響通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能的參數(shù)以及讓大家 學(xué)會(huì)如何去分析某個(gè)通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能好壞，當(dāng)然，本篇論文有一些不足之處，例如一些通道式放射性檢測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)不夠完善，以至于系統(tǒng)之間性能比較不夠充分??東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 放射性 3 什么是放射性 某些物質(zhì)的 原子核能 發(fā)生衰變，放出我們?nèi)庋劭床灰娨哺杏X不到的 射線 ，只能用專門的儀器才能探測(cè)到的射線。 物質(zhì)的這種 自發(fā)放出帶電粒子流或 γ 射線，或在俘獲軌道電子后放出 X 射線或自發(fā)裂變的特性 叫做放射性。 放射性是 1896 年法國(guó)物理學(xué)家貝殼勒爾（ ）發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)鈾鹽能放射出穿透力很強(qiáng)的 一種是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核的粒子束，稱位 α 射線，它的電離作用大，貫穿本領(lǐng)小 。 另一種是高速運(yùn)動(dòng)的粒子束，稱為 β 射線，它的電離作用較小，貫穿本領(lǐng)大。第三種是波長(zhǎng)很短的電磁波，稱為 γ 射線。它的電離作用小，貫穿本領(lǐng)大。以上三種射線，由于它們的電離作用貫穿本領(lǐng)，在工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究重要的應(yīng)用 現(xiàn)在知道，許多天然和人工制造的核素都能自發(fā)地放射出射線。除了上述 3 種射線外，還有正電子能放射出穿透力很強(qiáng)的，并能使照相底片感光的一種不可見的射線。經(jīng)過研究表明，它是由三種成份組成的 研究重要的應(yīng)用。 還有正電子、質(zhì)子、中子和中微子等其它粒子。能放射各種射線的核素，稱為放射性核素。發(fā)射放射性是三種成份組成的。 發(fā)射放射性是核素一種固有的特性，不受加溫、加壓或加磁場(chǎng)的影響，是由原子核內(nèi)部的變化引起的 內(nèi)部的變化引起的，與核外電子狀態(tài)的改變關(guān)系很小。對(duì)放射形的研究可以深入了解原子 核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。 放射性的來源 放射性的來源大題可分為三類：宇宙射線、天然放射性核素、人工放射性核素。其中宇宙射線和天然放射性核素屬于天然輻射源，人工放射性核素屬于人工輻射源。 天然輻射源 天然放射性核素是天然放射性系列中的核素的統(tǒng)稱。自然界中天然存在某些放射性核素，它們不斷產(chǎn)生連續(xù)的衰變，構(gòu)成放射性系列。天然放射性系列有三個(gè)，即以238U 為首的鈾系，以 235U 為首的錒鈾系或錒系和以 232Th 為首的釷系。他們都有相當(dāng)長(zhǎng)的半衰期（以上三者分別為 109 年、 108 年和 1010 年），其原子從開始一直存留到現(xiàn)在。其它原子序數(shù)大于 81 的放射性核素均屬重元素，這些核素之所以存在是由于鈾和釷的長(zhǎng)壽命核素不斷衰變的結(jié)果。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 放射性 4 天然放射性核素有兩大類：一類是具有衰變系列的放射性核素，即鈾系、釷系、錒系，每一個(gè)系都可連續(xù)衰變十幾次，才變?yōu)榉€(wěn)定性核素的子體，母元素均為原子序數(shù)大于83 的重的天然放射性核素，半衰期都在 1010 年以上；第二類是無衰變系列的天然放射性核素，如 40K 、 87Rb 等。 人工輻射源 人工放射性 核素是指利用反應(yīng)堆的中子流和 加速器 的高能帶電粒子流，人為制備的放射性核素。應(yīng)用人工方法可得到所有元素的放射性同位素，已經(jīng)得到的人造放射性核素有近千種。它們有的放出 β 射線，有的放出正電 ，有的同時(shí)有伽馬射線相隨放出，有少量重元素的人工放射性核素有α射線。 人工放射性核素主要利用 裂變反應(yīng)堆 和 粒子加速器 制備。通過反應(yīng)堆制備有以下兩個(gè)途徑： ① 利用反應(yīng)堆中產(chǎn)生的強(qiáng)中子流照射靶核，靶 核俘獲中子而成為放射性核；② 利用中子引起重核裂變，從裂變產(chǎn)物中提取放射性核素。用加速器制備主要是帶電粒子引起的核反應(yīng)產(chǎn)生放射性核。利用反應(yīng)堆生產(chǎn)的產(chǎn)量高、成本低，是人工放射性核素的 主要來源。用反應(yīng)堆生產(chǎn)的是豐中子核素 ,因此它們通常具有 β 放射性。用加速器生產(chǎn)的則相反，往往是缺中子核素，因而一般具有 β+ 放射性 ,而且多數(shù)的半衰期短。 在目前所知的大約 20xx 種核素中 , 絕大多數(shù)是人工放射性核素。它們?cè)诳茖W(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中起著重要作用，例如核燃料 239Pu 和常用的 γ 放射源 60Co。 放射性的危害 建筑陶瓷（瓷磚、洗面盆和抽水馬桶）主要是由粘土、沙石、礦渣或工業(yè)廢渣和一些天然助料等材料成型涂釉經(jīng)燒結(jié)而成。由于這些材料的地質(zhì)歷史和形成條件的不同，或多或少存在著放射性元素，如釷、鐳、鉀 等。特別是建筑陶瓷表面的一層 “ 釉料 ” 中，含有放射性較高的鋯銦砂，雖然建筑陶瓷的燒成溫度大多在 1100℃ 至1300℃ ，但是并不能消除這些物質(zhì)的放射性，其放射性高低決定于材料和釉 質(zhì) 中的放射性，因?yàn)楦鞯馗髌贩N瓷磚放射性有差異?，F(xiàn)代都市中放射性污染幾乎無處不在，人們生活消費(fèi)品如玻璃、陶瓷、建筑材料等不同程度地存在放射性物質(zhì)，人們不必因此而恐慌。陶瓷潔具的放射性傳播量一般不大，只要購(gòu)買時(shí)選擇正規(guī)廠家產(chǎn)品，平時(shí)注意居室開窗通風(fēng)就行了。 放射性物質(zhì)廣泛存在于地質(zhì)層中，眾所周知對(duì)人體有一定的傷害。我們的身體對(duì)放射性的承受 能力有一定限度，過度了則有可能引起不適和病變。所以說，放射性物質(zhì)超過一定標(biāo)準(zhǔn)就一定會(huì)造成危害。研究證明，建筑裝飾材料放射性超標(biāo)，直接影響消費(fèi)者特別是兒童、老人和孕婦的身體健康，使人體免疫系統(tǒng)受損害，并誘發(fā)類似白東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 放射性 5 血病的慢性放射病。建筑材料中的放射性危害主要有兩個(gè)方面，即體內(nèi)輻射與體外輻射。 體內(nèi)輻射主要來自于放射性輻射在空氣中的衰變而形成的一種放射性物質(zhì)氡及其子體。氡是自然界唯一的天然放射性氣體，在作用于人體的同時(shí)會(huì)很快衰變成人體能吸收的核素，進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷，誘發(fā)肺癌。統(tǒng)計(jì)資料表明，氡已成為人 們患肺癌的主要原因，美國(guó)每年因此死亡的達(dá) 5000— 20xx0 人，我國(guó)每年也約有50000 人因氡及其子體致肺癌而死亡。另外，氡還對(duì)人體脂肪有很高的親和力，從而影響人的神經(jīng)系統(tǒng)，使人精神不振，昏昏欲睡。 體外輻射主要是指天然石材中的輻射體直接照射人體后產(chǎn)生一種生物效果，會(huì)對(duì)人體內(nèi)的造血器官、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和消化系統(tǒng)造成損傷。 輻射防護(hù) 輻射照射 體外輻射源對(duì)人體的照射稱外照射 ，三種途徑來減少外照射劑量： 1） 遠(yuǎn)離放射源。在處理一個(gè)廢棄、閑置或無主的放射源時(shí) ,應(yīng)盡可能利用長(zhǎng)柄操作工具 。有條件時(shí) ,利用機(jī)器人遙控處理放射源。除非有必要 ,無執(zhí)勤任務(wù)的人員應(yīng)遠(yuǎn)離放射源和不進(jìn)入放射性污染區(qū)。 2） 縮短與放射源接觸時(shí)間。因此 ,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)從事核與輻射突發(fā)事件應(yīng)急處理人員的訓(xùn)練 ,提高工作熟練程度 ,縮短作業(yè)時(shí)間。 3） 有效利用屏蔽物削弱射線作用于人體的強(qiáng)度。在處理單個(gè)放射源時(shí) ,也應(yīng)利用具有良好屏蔽性能的物體 (如鉛磚、鐵板、混凝土版 )來減少人體的受照劑量。也可利用建 (構(gòu) )筑物和大型車船體對(duì)貫穿輻射的屏蔽性能。在房屋內(nèi) ,里間的屏蔽性能優(yōu)于外間 ,墻角處優(yōu)于屋正中 ,更優(yōu)于門后。 進(jìn)入人體內(nèi)的放射性核素作為輻射 源對(duì)人體的照射稱內(nèi)照射。 為防止放射性微塵的吸入 ,首先應(yīng)避免揚(yáng)塵使近地面空氣再度污染 ,如人員步行、車輛行駛或土工作業(yè)時(shí) ,均應(yīng)注意盡量減少揚(yáng)塵。確實(shí)難以避免時(shí)則可采取加大車距、改變通過路線等方法避開多塵的地點(diǎn) ,適當(dāng)澆濕地面也可減少揚(yáng)塵。對(duì)于放射性微塵 ,通常利用口罩就可以有較滿意的效果 ,其阻留放射性微塵的效果可達(dá) 80%～ 90%,但是應(yīng)正確佩帶口罩 ,防止側(cè)漏。 α 、 β 、 γ 三種射線由于其特征不同，其穿透物質(zhì)的能力也不同，他們對(duì)人體造成危害的方式不同。 α 粒子只有進(jìn)入人體內(nèi)部才會(huì)造成損傷，這就是內(nèi)照射； γ射線主要從人體外 對(duì)人體造成損傷，這就是外照射； β 射線既造成內(nèi)照射，又造成外照射。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 放射性 6 α射線的防護(hù) 如何防護(hù)α射線： 由于 α