[发明专利]一种利用天然放射源标定天然广域水体放射水平测量仪器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种标定测量放射水平仪器的方法，具体来说该方法利用天然放射源标定测量仪器的方法。该类仪器专门用于直接测量天然广域水体(如江、河、湖、海等)中主要放射性物质的含量。

背景技术

广域水体中放射性物品的含量的测量是关系到人类取水用水指标的非常重要的指标。例如日本福岛核事故后对太平洋水域放射性的测量就是十分重要的。但是，目前由于受到历史技术积累的限制，广域水体的测量方法大都采取目标地点取样，实验室浓缩后测量的方法，这种方法严重制约了水体检测的连续性，对于短半衰期放射性元素的爆发流出无法获得一手有效数据。所以需要要一种专用的实时测量广域水体的仪器。由于这种测量，是一种放射性物质处于仪器外4π角度的测量，不同于使用传统普通检测仪器时，被测放射性物质处于探头前端小倾角测量的常规测量方法；且由于核探测方法均为相对测量法，为了使测量数据和实际值能够相符合(测量值真实有效)，故必须将准备用于广域水体放射性测量的各类核探测仪器采用等效水体的方法进行标定及校准。

但是受到环保法规限制和放射性物品后处理实际困难的限制，采用含有传统标定或校准用的人工放射性物质(如铯137、钴60等)的溶液在实际操作中遇到极大的困难，而且费用极高。为此特别发明了采用不受管制的天然放射性物质(如钾40)作为标定用源的标定方法。

钾40是一种地球上最为常见的也最容易获得人工放射源之一。海洋中有大量的KCl，地球上钟的钾绝大多数为钾39和钾41，钾40的含量仅为0.000117，其半衰期约为12.8亿年，其衰变方式为10.67％的钾40释放出能量为1.46MeV的伽玛射线，这个能量属于普通探测器均可探测的范围。天然钾盐是非常容易获得的，如工业KCl纯度即可达99.5％，且价格低廉，对人体无害，无需专用的常用的辐射屏蔽保护设施，而且不受环保部门管制。

发明内容

为克服现有放射源标定方法的不足，本发明的目的是提供一种安全稳定易于实施的专用为测量广域水体的专用核探测仪器进行标定的方法。

该标定方法是将用于测量天然广域水体放射水平的仪器放置于足够几何尺寸(探测器有效探测部位距水容器任意边界最近距离大于1米，且越大越好)的等效广域人工水体(去离子水)中。此时测量值即作为标定本底值。

然后向人工水体中逐渐投入含有钾元素的纯净物质(如高纯度99.5％含量的KCl，以下均简称钾盐)，同时采用机械装置使其搅拌均匀。

通过投入钾盐的数量可计算出钾在溶液中的含量(计算投入钾盐的总重量，进而可计算出投入去离子水中钾盐中钾40的总含量，通过简单计算及可得出钾40的核素含量，单位为：Bq/L)；为标定精确，同时需要在探头等深位置取样，然后通过国标法GB11338-89(如溶液浓度过高可适当按比例稀释后再做测量)进行测量钾40的核素含量，单位为Bq/L。

通过调整KCl在水中的浓度，可以线性的精确控制水中钾的含量进而计算出钾40的核素含量，确定钾40核素含量与需标定探测器相应计数的对应关系，从而实现标定仪器的目的。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

利用天然放射源标定天然广域水体放射水平测量仪器的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)将待校验仪器放入已知体积的去离子水中进行本底测量。仪器探测有效部位距离水体包壳最小值应大于1米。

2)在已知体积的去离子水中放入适量的钾盐(如氯化钾)，通过计算放入钾盐的质量或化学方法测定水体中钾盐的浓度，进而通过钾40在钾中的已知丰度(0.000117)计算出钾40的核素含量。

3)利用不断增加(减少)水体同种钾盐浓度，进而获得放射性物质钾40核素含量成已知变化的溶液，对应读取待测定的仪器的读数，建立仪器读数与钾40核素含量的数学关系，通过对本底及仪器其它属性(如电子学或数据处理软件)的修正，最终完成仪器标定。

4)标定后的仪器可直接有效测量天然水体中放射性物质的含量。通过有线或无线的数据传输方式将测量结果直接传送至数据中心，从而实现对特定水域的实时监控的目的。

本发明的利用天然放射源标定天然广域水体放射水平测量仪器的方法，与现有技术相比，具有以下优点：

1.钾盐为天然放射源，普遍存在自然界中，不属于受到监管的放射源；标定用放射源钾盐为普通工业产品，获取、运输、使用及后处理都及为方便，不受常规放射性法规管制。所使用的相关装置建筑也不需要特定的去污、监测、退役程序。