放射性測量方法

A. 放射性測量方法及應用實例

利用天然射線測量法找水，目前國內採用的方法有γ測量、靜電α卡法、α徑跡測量及²¹⁰po測量等，不同方法可探測不同的核素異常。一般來說，α放射性測量比γ放射性測量更為靈敏，探測深度更大。尤其是α徑跡測量和²¹⁰Po測量，其干擾因素少，有利於克服地形、地物和氣候變化等影響。²¹⁰Po測量比α徑跡測量顯示的異常范圍大，異常邊界不很清晰，但其工作周期短，取樣分析比較方便。所以，在利用天然放射性尋找地下水源時，若覆蓋層較薄，工作范圍較大，則使用快捷的γ測量；若覆蓋層厚度大，工作范圍小，則採用α徑跡測量或²¹⁰Po測量。

（一）γ測量

γ測量是直接測定遷移至地表的放射性元素（包括氡的衰變物）所發出的γ射線。一般高精度輻射儀如FD－71、FD－31、TFS－1和TFS－2型輻射儀，徒步沿剖面測量。

γ測量是一種簡便的找水方法，具有儀器輕便、工作方法簡單、效率高、成本低和結果直觀的優點。但由於含水構造引起的放射性異常強度一般只有正常場的1.1～1.4倍，要可靠地確定異常性質，測量時要求：輻射儀的靈敏度應大於3ppmeU（等效鈾含量）；觀測讀數的相對標准偏差小於3％；測量探頭應有較低的本底讀數。

γ測量探測深度小，一般只有幾十厘米至幾米，最深不超過15m。當測區的地下水較豐富、埋藏較深、流速較大、表層又缺少土時，不利於放射性元素富集，在其上不易發現放射性異常。在開展工作時，要注意γ測量的方法有效性，不可盲目使用。

圖5－4－1是山東平陽一條剖面上γ測量的結果。地表為厚度約10m的黏性土、基岩為頁岩和灰岩。兩台輻射儀觀測的γ曲線上均有明顯的低值異常，極小值比正常值低25％左右。經鑽探驗證，在50號點附近石灰岩破碎、裂隙發育，鑽孔內靜水位8m，抽水試驗時地下水位降14m，涌水量達1900～2400m³/d。低值γ異常為含水構造裂隙的反映。

（二）α徑跡測量

所謂徑跡是指裂變碎片在絕緣固體物質中產生的輻射損傷。當利用塑料膠片在土壤層淺孔中接收氡、釷及其子體所產生的α線輻射時，α粒子就在膠片上輻射損傷，因肉眼看不到，故又稱為潛伏徑跡，經化學方法腐蝕後蝕刻出來的輻射損傷叫做徑跡。在普通光學顯微鏡下，徑跡呈圓錐形的坑洞，稱為蝕坑。蝕坑在鏡下透視平面表現為圓形或橢圓形帶黑邊的亮點。根據膠片上出現的徑跡（亮點）密度，可估計輻射到膠片上的α射線強度。

圖5－4－1 山東平陽γ曲線圖

α徑跡測量是利用徑跡現象來找水的一種新方法，是利用塑料膠片在土壤層淺孔中接收氡、釷及其子體產生的α射線的輻射，然後用一定倍數的顯微鏡觀測經化學腐蝕方法處理的塑料膠片上的徑跡密度。在富水裂隙帶上部的土壤層中可形成高於背景值的徑跡密度異常，根據徑跡密度異常可確定裂隙帶，從而達到尋找基岩裂隙水的目的。α徑跡測量簡單易行，比γ測量有更高的靈敏度。由於氡的半衰期為3.825天，能擴散百米之外。所以，它通常可探測埋深幾十米的地下水。

α徑跡測量設備包括：

1）探測裝置：為塑料膠片和探杯。塑料膠片可選用醋酸纖維膠片或硝酸纖維膠片，探杯用直徑8cm、高9cm的陶瓷茶杯或塑料探杯。

2）蝕刻裝置：包括恆溫水浴鍋、溫度計、台杯、燒杯、量杯、化學蝕刻架、化學試劑（KOH、NaOH、KMnO4、和HCl）等。

3）觀測裝置：為普通生物顯微鏡，並附有統計徑跡密度使用的刻度尺。

野外工作時，首先將塑料膠片剪成1.5cm×3.5cm的長方形，並在兩端用針尖刻記編號，編號要統一刻在膠片的同一面。然後用透明膠帶粘住膠片兩端，將其粘著固定在探杯內離杯口4cm的深處，使膠片平懸於探杯中央，見圖5－4－2。然後，在選擇的剖面上，按一定的點距（一般為3～5m），挖35～45cm深的淺孔，淺孔要避開人工填土、溝邊、陡坎邊。將編好號的探杯口朝下放入淺孔，蓋上塑料布再壓土封好。由於氡的半衰期為3.825天，在埋杯後一個月左右，氡及其子體可達到平衡。因此，埋杯時間一般為15～30天。為了保證測量條件的一致，在同一測區，必須統一埋杯時間。

圖5－4－2 探測器安裝過程示意圖

α徑跡測量測量結果以α徑跡密度曲線剖面圖表示，見圖5－4－3。

圖5－4－3 α徑跡密度曲線剖面圖

徑跡密度單位可用膠片上每0.26mm²內徑跡數目（j）或每平方毫米內徑跡數目（j/mm²）表示。一般認為，徑跡密度異常值高於背景值4倍以上時，反映構造斷裂的效果較好。

依斷裂規模、性質的不同，在α徑跡密2度曲線上呈現不同的異常特徵。可有如下異常類型（圖5－4－4）。

圖5－4－4 常見的幾種α徑跡密度曲線異常類型示意圖

1）單峰狀異常：以一點或相鄰兩點形成的異常為特徵，常反映單一的直立的斷裂帶，其兩側次級斷裂、裂隙、破碎不發育，如圖5－4－4（a）。

2）雙峰狀異常：其特徵是以一點或相鄰兩點形成主峰異常，在其一側出現強度上次於主峰異常的次峰異常，如圖5－4－4（b）。主峰異常為主斷裂帶的反映，次峰異常為主斷裂上盤一側的次級裂隙或破碎的反映。

3）多峰狀異常：其特徵是曲線呈鋸齒狀，異常有一定寬度，反映寬度較大的斷裂帶或較寬的節理密集破碎帶，如圖5－4－4（c）。

4）對稱異常：其特徵是在低緩異常背景上疊加了單峰狀異常，主峰異常反映了直立的主斷裂，兩側低緩異常反映了次級斷裂帶或破碎帶（圖5－4－4（d））。

除上述類型外，還常見以下一些不規律形態的曲線，見圖5－4－5。

圖5－4－5 幾種不規則的曲線形態

（三）²¹⁰Po測量

²¹⁰Po測量是通過取土壤樣品，用化學處理的辦法將樣品中放射性元素²¹⁰Po置換到銅、鎳等金屬片上，再用α輻射儀測量析沉在金屬片上的²¹⁰Po所輻射的α射線強度。

由於新構造斷裂上方的土壤層中²¹⁰Po的含量明顯地比周圍的含量高，因此，用²¹⁰Po測量測得的α射線強度異常可推斷新構造斷裂的位置，從而達到找水的目的。

²¹⁰Po測量的野外工作主要是采樣。采樣點距為3～5m，采樣深度35～45cm，樣品質量約20～30g。²¹⁰Po測量可與α徑跡測量配合，在α徑跡測量的土壤層淺孔底取樣。

²¹⁰Po測量的室內工作包括樣品的化學處理和金屬片上的α射線強度測定。其步驟有：

1）稱量8～10g樣品放入100mL的燒杯中；

2）注入2.5「N」的HCl130mL，浸泡數小時；

3）將直徑為19cm的銅片放入溶液中，振盪3～4小時；

4）取出銅片，用清水沖洗干凈，晾乾；

5）用低本底α輻射儀（如EJ－13、FD－3005型等）測量銅片上α射線強度，其單位以計數率（脈沖/h）表示。

²¹⁰Po測量結果以剖面曲線圖表示。曲線高於背景值2～3倍以上的α射線強度定義為異常。

圖5－4－6是無錫某地用²¹⁰Po測量尋找新構造裂隙水的例子。測區出露地層有上志留系茅山組砂岩、石英砂岩。區內裂隙、節理發育，斷裂構造有NW290°和NE10°兩組。在預計布井的范圍內，經地質觀測認為，NE10°一組裂隙為更新的一組含水構造。為此，布置了近東西向α徑跡測量剖面。測量結果見圖5－4－6（b）。由圖可以看出，在3號點和12號點出現明顯的異常，經12號點處的鑽探驗證，表明異常為含水新構造裂隙帶引起。

圖5－4－6 無錫某地地質、物探綜合剖面圖

為了驗證²¹⁰Po測量探測新構造裂隙水的效果，在α徑跡剖面上採集土壤樣品，測量²¹⁰Po的α徑跡密度異常位置上同樣出現α射線強度異常，而且比α徑跡密度異常更明顯。

B. 放射性測量

20世紀70年代初，我國開始用天然放射性測量尋找地下水源，至今已取得了良好的效果和進展。該方法的優點為設備輕便、操作簡單、探測速度快、成果反映直觀，是尋找地下水源的一種簡單、經濟和有效的方法。

利用放射性測量主要是尋找與斷裂、裂隙有關的基岩地下水。在斷裂帶、破碎帶和裂隙發育帶中，地下水的遷移、搬運不斷地對周圍岩石中的放射性元素進行沖刷、析出、沉澱、運移等，使作為水通道的斷層破碎帶與周圍岩石之間存在著放射性元素含量的相對富集或相對貧化的差異，從而產生了放射性強度的差異。因此，在與斷裂、裂隙構造部位相應的地表處，通常存在放射性異常。當放射性元素正向遷移作用（即氧化、溶解、擴散、射氣等使各種放射性元素從岩石進入水中的作用）大於反向遷移作用（即在地下水運動過程中，由於構造環境、地球物理和地球化學條件的改變，造成天然放射性元素自水中析出、沉澱，被粘土、有機質等顆粒所吸附的作用）時，斷裂破碎帶上的放射性強度低於圍岩，即所謂放射性元素相對貧化，此時則出現天然放射性強度的「負異常」，反之，當反向遷移作用大於正向遷移作用時，斷裂破碎帶上的放射性強度高於圍岩，即放射性元素相對富集，則出現天然放射性強度的「正異常」。無論「正」或「負」異常都是判斷是否有含地下水構造存在的標志^[10,11],。

利用天然射線測量法找水，目前國內採用的方法有γ測量、靜電α卡法、α徑跡測量、²¹⁰Po測量等。不同方法可探測不同的核素異常。一般說來，α放射性測量比y放射性測量更為靈敏，探測深度更大。尤其是α徑跡測量和²¹⁰Po測量，其干擾因素少，有利於克服地形、地物和氣候變化等影響。²¹⁰Po測量比α徑跡測量顯示的異常范圍大、異常邊界不很清晰，但其工作周期短、取樣分析比較方便。所以，在利用天然放射性尋找地下水源時，若覆蓋層較薄、工作范圍較大，則使用快速的y測量，若覆蓋層厚度大、工作范圍小，則採用α徑跡測量或²¹⁰Po測量。

1.y測量

γ測量是直接測定遷移至地表的放射性元素（包括Rn的衰變物）所發出的γ射線。一般用高精度輻射儀如FD-71、FD-31、T FS-1和T FS·2型輻射儀，徒步沿剖面測量。

γ測量是一種簡便的找水方法，具有儀器輕便、工作方法簡單、效率高、成本低和直觀的優點。但由於含水構造引起的放射性異常強度一般只是正常場的1.1～1.4倍，要可靠地確定異常性質，測量時要求輻射儀的靈敏度應大於3×10^-6eU（[當量鈾e（U）含量]）

1×10-⁶eU=0.619γ 1γ＝71.767×10-¹⁵A/kg=71.767 fA/kg（飛安每千克）。，觀測讀數的相對標准偏差小於3%，測量探頭應有較低的本底讀數。

圖3-1-33 山東平陰γ曲線圖

（據朱煥祖，1986）

1—表土；2—頁岩；3—石灰岩

γ測量探測深度小，一般只有幾十厘米至幾米，最深不超過15m。當測區的地下水較豐富、埋藏較深、流速較大、表層又缺少土時，不利於放射性元素富集，在其上不易發現放射性異常。在開展工作時，要注意γ測量的方法有效性，不可盲目使用。

圖3-1-33是山東平陰一條剖面上γ測量的結果。地表為厚度約10m的粘性土，基岩為頁岩和灰岩。兩台輻射儀觀測的γ曲線上均有明顯的低值異常，極小值比正常值低25%左右。經鑽探驗證，在50號點附近石灰岩破碎、裂隙發育，鑽孔內靜水位為8m，抽水試驗時地下水位降14m，涌水量達1900～2400t/d。低值γ異常為含水構造裂隙的反映_[11]。

2.α徑跡測量

所謂徑跡是指裂變碎片在絕緣固體物質中產生的輻射損傷。當利用塑料膠片在土壤層淺孔中接收Rn、Th及其子體所產生的α線輻射時，a粒子就會在膠片上產生輻射損傷。因肉眼看不到，故又稱為潛伏徑跡，經化學方法腐蝕後，蝕刻出來的輻射損傷叫做徑跡。在普通光學顯微鏡下，徑跡呈圓錐形的坑洞，稱為蝕坑。蝕坑在鏡下透視平面上表現為圓形或橢圓形帶黑邊的亮點。根據膠片上出現的徑跡（亮點）密度，可估計輻射到膠片上的α射線的強度。

α徑跡測量是利用徑跡現象來找水的一種方法，是利用塑料膠片在土壤層淺孔中接收Rn、Th及其子體產生的α射線的輻射，然後用一定倍數的顯微鏡觀測經化學腐蝕方法處理的塑料膠片上的徑跡密度。在富水裂隙帶上部的土壤層中可形成高於背景值的徑跡密度異常，根據徑跡密度異常可確定富水裂隙帶，從而達到尋找基岩裂隙水的目的。

α徑跡測量簡單易行，比γ測量有更高的靈敏度。由於Rn的半衰期為3.825天，能擴散百米之外，所以，它通常可探測幾十米。

α徑跡測量所需設備如下：

1）探測裝置：為塑料膠片和探杯。塑料膠片可選用醋酸纖維膠片或硝酸纖維膠片，探杯用直徑8cm、高9cm的陶瓷茶杯或塑料探杯。

2）蝕刻裝置：包括恆溫水浴鍋、溫度計、台杯、燒杯、量杯、化學蝕刻架、化學試劑（KO H、NaOH、KMnO₄和HCl）等。

3）觀測裝置：為普通生物顯微鏡，並附有統計徑跡密度用的刻度尺。

野外工作時，首先將塑料膠片剪成1.5cm×3.5cm的長方形，並在兩端用針尖刻記編號，編號要統一刻在膠片的同一面。然後用透明膠帶粘住膠片兩端，將其粘著固定在探杯內離杯口4cm的深處，使膠片平懸於探杯中央（圖3-1-34）。

圖3-1-34 探測器安裝過程示意圖

（據南京大學地質系基岩裂隙水探測方法研究小組，1983）

（a）膠片兩端刻記編號（；b）用透明膠帶紙粘住膠片兩端；（c）膠帶紙的另一端粘著於杯壁使膠片平懸於探杯中央；（d）膠片離杯口距離4cm

1—膠片；2—透明膠帶紙；3—探杯

然後，在選擇的剖面上，按一定的點距，一般為3～5m，挖35～45cm深的淺孔，淺孔要避開人工填土、溝邊、陡坎邊。將編好號的探杯口朝下放入淺孔，蓋上塑料布，再壓土封好。

由於Rn的半衰期為3.825天，在埋探杯後一個月左右，Rn及其子體可達到平衡，因此，埋杯時間一般為15～30天。為了保證測量條件的一致，在同一測區必須用同一埋杯時間。

α徑跡測量結果以α徑跡密度曲線剖面表示（圖3-1-35）。徑跡密度單位可用膠片上每0.26mm²內的徑跡數目（j）或每平方毫米內的徑跡數目（j/mm²）表示。一般認為，徑跡密度異常值高於背景值四倍以上時，反映構造斷裂的效果較好。

圖3-1-35 α徑跡密度曲線剖面

（據南京大學地質系基岩裂隙水探測方法研究小組，1983）

依斷裂規模、性質的不同，在α徑跡密度曲線上呈現不同的異常特徵。異常類型可有下述幾種（圖3-1-36）。

1）單峰狀異常：以一點或相鄰兩點形成的異常為特徵，常反映單一的直立的斷裂帶，其兩側次級斷裂、裂隙、破碎不發育（圖3-1-36（a）。

圖3-1-36 常見的幾種徑跡密度曲線異常類型示意圖

（據南京大學地質系基岩裂隙水探測方法研究小組，1983）

（a）單峰狀異常；（b）雙峰狀異常；（c）多峰狀異常；（d）對稱異常

2）雙峰狀異常：其特徵是以一點或相鄰兩點形成主峰異常，在其一側出現強度上次於主峰異常的次峰異常（，圖3-1-36（b）。主峰異常為主斷裂帶的反映，次峰異常為主斷裂上盤一側的次級裂隙或破碎的反映。

3）多峰狀異常：其特徵是曲線呈鋸齒狀，異常有一定寬度，反映了寬度較大的斷裂帶或較寬的節理密集破碎帶（圖3-1-36（c）。

4）對稱異常：其特徵是在低緩異常背景上疊加了單峰狀異常，主峰異常反映了直立的主斷裂，兩側低緩異常反映了次級斷裂帶或破碎帶（圖3-1-36（d）。

除上述類型外，還常見以下一些不規則形態的曲線（圖3-1-37）。

圖3-1-37 幾種不規則的曲線形態

（據南京大學地質系基岩裂隙水探測方法研究小組，1983）

（a）風化裂隙所反映的曲線形態；（b）不同岩層界面兩側反映的曲線形態；（c）岩溶、裂隙、洞穴上的曲線形態

3.²¹⁰Po測量

²¹⁰Po測量是通過取土壤樣品，用化學處理的辦法將樣品中放射性元素²¹⁰Po置換到銅、鎳等金屬片上，再用α輻射儀測量析沉在金屬片上的²¹⁰Po所輻射的a射線強度。

由於新構造斷裂上方的土壤層中²¹⁰Po的含量明顯地比周圍的含量高，因此，用²¹⁰Po測量測得的α射線強度異常可推斷新構造斷裂的位置，從而達到找水的目的。

₂₁₀Po測量的野外工作主要是采樣。采樣點距為3～5m，采樣深度35～45cm，樣品重量20～30g。²¹⁰Po測量可與α徑跡測量配合，在α徑跡測量的土壤層淺孔底取樣。

₂₁₀Po測量的室內工作包括樣品的化學處理和金屬片上的α射線強度測定。其步驟如下。

1）稱量8～10g樣品放入100mL的燒杯中；

2）注入2.5N的H Cl 130mL，浸泡數小時；

3）將直徑為19cm的銅片放入溶液中，振盪3～4小時；

4）取出銅片，用清水沖洗干凈，晾乾；

5）用低本底α輻射儀（如EJ-13、FD-3005型等）測量銅片上²¹⁰Po的a射線強度，其單位以計數率（脈沖/小時）表示

計數率是一種相對讀數記錄單位，隨儀器不同而不同，需經過標准源進行標定後，才能換算成放射性活度單位。。

²¹⁰Po測量結果以剖面曲線圖表示。曲線上高於背景值2～3倍以上的α射線強度定為異常。

圖3-1-38是無錫某地用²¹⁰Po測量尋找新構造裂隙水的例子。測區內出露地層為上志留統茅山組砂岩、石英砂岩。區內裂隙、節理發育，斷裂構造有N W 290°和N E10°兩組。在預計布井的范圍內，經地質觀測認為，N E10°一組裂隙為更新的一組含水構造。為此，布置了近東西向的α徑跡測量剖面。測量結果見圖3-1-38b。由圖可看出，在3號點和12號點處出現明顯的異常，經12號點處的鑽探驗證，異常為含水新構造裂隙帶引起的。

圖3-1-38 無錫某地地質、物探綜合剖面

（據石玉春，1982）

（a）α射線強度曲線（；b）α徑跡密度曲線1—砂岩；2—構造裂隙

為了驗證²¹⁰Po測量探測新構造裂隙水的效果，在α徑跡剖面上採集土壤樣品，測定²¹⁰Po的α射線強度（圖3-1-38）。結果表明，在α徑跡密度異常位置上同樣出現a射線強度異常，而且比α徑跡密度異常更明顯^[13]。

C. 總α放射性的測定

總α放射性測量可分為水、土壤、生物中測量。水中總α放射性測量的標准有國際標准ISO9696—1992《水質-無鹽水中總α測量—厚樣法》和國家標准GB5750—85《生活飲用水標准檢驗法》等。

方法提要

經酸化的水樣加熱蒸發近干，放入高溫爐中，在660℃條件下灼燒殘渣並研磨成粒度76μm的粉末，裝入測量盤內，盤內試樣厚度不少於0.1mg/mm²。用低本底α測量系統，測量α比活度。

土壤中總α放射性相對水平要高一些，可以不經化學處理，直接將土壤鋪樣測量。探測下限隨儀器探測器和試樣盤大小而變。

生物樣(包括動、植物，如稻穀、蔬菜、水果、肉、魚類食品、餅乾等)中總α放射性與土壤比較，一般較低。測量時須經過烘乾、炭化、灰化等濃縮過程，測量灰分中的α放射性，再推算出鮮樣α比活度。本方法測定大於3.7×10^-3Bq/kg(鮮樣)的試樣。

儀器與裝置

α低本底測量系統本底小於0.8h^-1。

測量盤帶有邊沿的測量盤厚度至少為2.5mg/mm²。

高溫爐能在(660±10)℃下恆溫。

紅外燈、研缽。

試劑

硫酸。

丙酮;

天然鈾(或²³⁹Pu)α平面源。

α標准源純鈾粉末標准源GBW04302。

分析步驟

(1)水樣

量取已酸化懸浮物少或清澈水樣(必要時用脫脂棉或玻璃纖維過濾)1.0～4.0L。隨同試樣進行雙份空白試驗，所用試劑須取自同一試劑瓶。隨同試樣分析同類型標准試樣進行校正試驗。量取足夠的水樣(滿足所需殘渣量)若干升，轉入燒杯中，於電熱板上小心加熱蒸發到30mL左右，取下燒杯冷卻。將已濃縮的水樣轉移到經350℃預先恆量的蒸發皿中，加入1mLH₂SO₄，把蒸發皿放在紅外燈下，小心蒸發至干，直到硫酸冒煙後，取下放到電熱板上，繼續加熱到煙霧趕盡為止。將蒸發皿放入高溫爐中，在(600±10)℃灼燒1h，取出放入乾燥器中冷卻至室溫，稱出試樣殘渣的質量(精確至0.0001g)。將殘渣研磨成粒度76μm的粉末，裝入已稱量的測量盤內，厚度不少於0.1mg/mm²。滴幾滴丙酮到測量盤內，使試樣均勻地鋪平，置於乾燥器中待測。

准確稱取純鈾粉末標准源裝入測量盤內，厚度不少於0.1mg/mm²(總α大約3Bq)，制備α比活度標准源備用。用α低本底測量系統分別進行空白試驗本底、試樣、標准源的測量，源距探測器的距離不得超過10mm。測量的時間，由試樣活度(或α標准源的活度)和本底計數率及所要求的精度決定。

按下式計算總α比活度:

岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析

式中:ρ(總α)為水樣總α比活度，Bq/L;R為經本底修正後水樣的凈計數率，s^-1;M為水樣蒸干後殘渣的總質量，mg;E為由α標准源測定的探測效率，%;m為裝在樣盤中的殘渣質量，mg;V為水樣體積，L。

本法的精密度:當比活度為10^-2Bq/L時，RSD為40%;當比活度為10^-1Bq/L時，RSD為20%;當比活度為1Bq/L時，RSD為8%。

水中總α放射性測量除了上述的直接測量法外，還有沉澱載帶法和比較測量法。沉澱載帶法是以載帶劑(如氫氧化鐵)作載體，把水中的微量放射性核素載帶和沉澱下來，然後將沉澱灼燒，製成試樣源，測其α活度;比較測量法是一個水樣取兩份試樣，一份按直接測量法制備一個試樣源，另一份加入已知量的標准物質後，按直接測量法同樣的操作制備一個標准源，這樣創造一個相對於標准源與試樣源的殘渣較一致的基質成分，它消除了測量時因基體差異而導致的對α射線的吸收和幾何條件不同影響。

(2)土壤樣

用天然鈾(或²³⁹Pu)標准面源測儀器效率，與常年效率相比，效率變化在10%以內，視儀器正常，否則重新測粉末源(天然鈾或²⁴¹Am)的效率。稱取不少於0.1mg/mm²粉末試樣(已處理好的)於樣盤中，滴幾滴丙酮到測量盤內，均勻鋪樣，在紅外燈下烘乾，在低本底α測量儀上測α計數，測量的時間，由土壤α活度(或α標准源的活度)和本底計數率及所要求的精度決定。

測土壤時，因為試樣的來源充足，應盡量採用大試樣盤，以提高測定的靈敏度，增加可靠性。要注意，校準(標定)儀器時的α粉末源稱量與試樣源的稱量要一致，測量時幾何條件要相同。

按下式計算土壤中總α放射性比活度:

岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析

式中:C_α為土壤中總α放射性比活度，Bq/kg;n₃為土壤試樣中α計數率，s^-1;n₀₁為α本底計數率，s^-1;η₁為α標准源計數效率，%;m_b為土壤試樣的質量，mg;10⁶為由mg轉換為kg的系數。

(3)生物樣

將已炭化、灰化好的灰樣研細(粒度小於76μm)，稱取不少於0.1mg/mm²試樣於樣盤中，加幾滴丙酮，均勻鋪樣，在紅外燈下烘乾，在低本底α測量儀上測α計數，測量的時間，由生物樣α活度(或α標准源的活度)和本底計數率及所要求的精度決定。

按下式計算生物中總α放射性比活度:

岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析

式中:n₃為試樣的α計數率，s^-1;n₀₁為儀器α本底計數率，s^-1;m為試樣總質量，mg;m_b為試樣源質量，mg;w為鮮樣質量，kg;η₁為α標准源效率，%;r為試樣回收率，可視作100%。

D. 利用放射性方法可以進行哪些測量這種測量方法有哪些特點和優勢

可以進行測厚，無損檢測，爐前分析，斷層掃描等等
特點和優勢:靈敏度高，無需接觸測量

E. 輻射一般通過哪些方式可以檢測出輻射量有多大

輻射檢測儀器有場強儀、電離輻射檢測儀、電磁輻射檢測儀。
一、場強檢測儀：
1、高頻近區電磁場測定儀、高頻電場測定儀、工頻電場測定儀，主要用於測量高壓輸變電系統，配電室，感應爐，地鐵，電動機車，醫療設備，烘乾設備，計算機等具有電磁輻射作業場所的電場強度。
二、電離輻射檢測儀
1、個人劑量報警儀：主要用來監測X射線和γ射線，在測量范圍內，可任意設定報警閾值，當達到報警閾值時，發出警報及時提醒工作人員注意安全。廣泛應用於輻照加工企業、衛生防疫、放射治療、核實驗室、核電站、進出口商檢、建材、石油化工、地質普查、廢鋼鐵、工業無損探傷等存在電離輻射環境下。
2、中子劑量儀：廣泛應用於加速器、核燃料生產廠、中子輻照裝置等場所
3、α β γ表面污染測量儀：主要用於放射性表面污染測量，可同時對α、β、γ射線進行測量。該儀器可廣泛應用於環保部門、醫院放射性科室、高等院校核物理實驗室、科研單位放射性實驗室、核電站、放射性計量站以及其它放射性場所的人員手部、衣物以及使用的試驗台、試驗設備的α、β、γ表面污染測量，以便及時去污，從而保護工作人員的安全。
4、αβ表面污染測量儀：同測αβ，也可單測α或β，主要應用於核醫學、環境放射性監測、核設施退役、核廢物處理，以及核電站和部隊核輻射探測方面。
5、χ、γ劑量儀：測高能、低能γ射線外，也可以對低能X射線進行准確的測量，廣泛用於環保、冶金、石油化工、化工、衛生防疫、進出口商檢、放射性試驗室、廢鋼鐵、商檢、各種放射性工作場所等需進行輻射環境與輻射防護檢測的場合。
6、低本底α β測量儀：廣泛用於輻射防護，醫葯衛生，農業科學，核電站等場所。
三、電磁輻射檢測儀
1、低頻電磁輻射檢測儀：磁性材料的檢測，地磁場的檢測，地鐵電磁環境輻射監測，交流、直流高壓輸變電系統監測，配電室、計算機房、敏感儀器室等作業場所監測。
2、高頻電磁輻射檢測儀:工業爐、焊接系統、射頻加熱、回火和乾燥設備、透熱設備和醫療設備(NMR)，射頻發射裝置、敏感區域（醫院、學校）、無線電通訊系統、移動通信基站、廣播電台、電視發射塔環境的場強測量。

F. 放射性同位素分析測定技術與方法

要利用放射性同位素體系測定岩石礦物的年齡就必須獲得准確的母體、子體的量。由於岩石礦物是幾乎含有周期表中83 個自然產出元素的復雜體系,盡管現代分析方法技術能較為精確地分析這些元素的含量,但一方面相對於年齡測定的准確度與精確度的要求來說,含量分析給出的精確度還是非常低的,另一方面這些元素分析給出的結果無法獲得有關子體同位素的准確量值。如果微量元素平行樣品分析最佳精確度≤10%,在放射性同位素定年中,以埃迪卡拉-寒武紀分界 542Ma 為例,年齡測定誤差在±54Ma,那麼測定的地質事件可能屬於寒武紀/奧陶紀邊界或新元代埃迪卡拉紀。顯然這種分析誤差在放射性同位素定年中是不可接受的。同時自然界一些放射成因子體存在同量異位素,它們疊加在一起將造成對放射成因子體的錯誤定量。

對岩石礦物的放射性定年,首先須將它們完全分解。對於硅酸鹽類礦物一般用氫氟酸+硝酸、硫化物與自然金屬類用硝酸或王水、碳酸鹽類用鹽酸,在聚四氟乙烯密封溶樣罐中加熱分解。由於即使是優級純的化學試劑本身也含有一定的雜質元素,為了降低這些雜質元素及其同位素對樣品結果的影響,所用試劑均應亞沸蒸餾為超純試劑。同時因為空氣中也含有低濃度的金屬元素,實驗室的空氣需進行過濾並保持較室外環境稍高的壓力。所用器皿多由純石英或聚四氟乙烯製成。完全分解後的樣品溶液根據測定對象的不同,要轉移到不同的離子交換樹脂上將待測元素與其他元素分離開,如 Rb-Sr與其他元素的分離由陽離子交換樹脂;Sm-Nd先由陽離子交換樹脂與其他元素分離,而後再由塗有己基二乙基磷酸氫 (HDEHP)的聚四氟乙烯粉末柱上由鹽酸淋洗將 Sm 與 Nd 分離開;Pb 由氫溴酸載入到陰離子交換樹脂上,通過鹽酸淋洗與其他元素分離。其他定年系統,依元素化學性質的不同而採用不同的分離方法,如 Re-Os 在 Carius 管中由鹽酸、硝酸分解樣品,使Os 轉化為 OsO₄ 由蒸餾而與 Re 分離;Re 則通過萃取與陽離子交換與其他元素分離(杜安道等,2001;屈文俊等,2003)。

為了准確獲得母體、子體元素含量,通過在樣品中定量加入人工富集某一同位素的相應元素稀釋劑後進行分離測定,這種方法稱為同位素稀釋法 (陳岳龍等,2005),由這種方法測得的母體、子體元素含量精確度可達千分之幾,遠較其他分析方法的精確度高。

此外,一些特別的同位素體系可以通過樣品先在反應堆中照射,將母體中的某一同位素轉換成同量異位素,從而將母體、子體的測定在一次處理中完成。如將鉀在反應堆中照射後,其中的³⁹ K 轉變為³⁹ Ar,由於在自然界中³⁹ K、⁴⁰ K 的豐度比是恆定的,測定出³⁹ K的含量也就確定了⁴⁰ K的含量。而³⁹ Ar可與⁴⁰ K 的放射成因⁴⁰ Ar 子體在同一體系中完成測定。類似地還有Re-Os體系。

分離純化後的單個元素要准確獲得母體、子體元素的含量及子體中相應同位素的量就必須進行質譜分析。質譜分析就是將純化後的單一元素載入在質譜計離子源的燈絲上,這種燈絲一般為錸帶或鉭帶,通過增高燈絲電流使載入在其上的被分析元素發生電離形成帶電粒子。這些帶電粒子通過靜電分析系統後到達扇形磁場中,通過磁場將不同質/荷比的粒子分離開,在信號接收端由法拉第杯或光電倍增管、電子倍增器記錄不同質/荷比的離子流強度,即可得到相應同位素的量值。其原理如圖6-2、式 (6-11)所示。

圖6-2 扇形磁場質譜計基本結構示意圖

實心圓與空心圓分別代表元素的輕、重同位素

地球化學

式中:r為質荷比為m/e的帶電粒子運動半徑;H為磁場強度;V為靜電分析系統的電壓。

質譜計一般發射出來的是正離子,通常稱為熱離子質譜計 (TIMS)。某些難電離為正離子的元素,如鋨,形成氧化物後更容易電離為負離子。這種對負離子進行靜電分析的極性與熱離子質譜計相反,稱為負熱離子質譜計 (N-TIMS)。

離子源電離過程中,由於較輕的同位素相對於重同位素具較低的電離能,從而優先電離,造成測定過程隨時間輕同位素電離越來越少、重同位素越來越多,這就是儀器測定過程中的同位素分餾效應。這種效應不校正,將會造成同位素分析中高達 1%的不可接受誤差。這種分餾效應對於具有三個以上同位素,且其中兩個自地球形成以來沒有其他因素造成其同位素豐度發生變化的元素,可利用這兩個同位素的理論值與實際測定值之間的差別進行分餾校正,稱為內部分餾校正。以鍶為例,在自然界有⁸⁴ Sr、⁸⁶ Sr、⁸⁷ Sr、⁸⁸ Sr 這 4 個同位素,其中⁸⁷ Sr由⁸⁷ Rb 的衰變而造成豐度有變化,但自地球形成以來⁸⁶ Sr、⁸⁸ Sr 的豐度沒有其他因素使其增加或減少,因此⁸⁶ Sr/⁸⁸ Sr 是恆定的,國際上公認值為0.1194。將質譜測量中每次觀測到的⁸⁶Sr/⁸⁸Sr比值與0.1194的偏差再除以相應同位素的質量差即可得到分餾因子 (F),即:

地球化學

⁸⁶ Sr、⁸⁸ Sr的質量差為1.996 ,獲得⁸⁶ Sr/⁸⁸ Sr的觀測值即可計算出單位質量分餾因子F ,由實測的( ⁸⁷ Sr/⁸⁶ Sr) _obs可由式(613)計算出真實的( ⁸⁷ Sr/⁸⁶ Sr) _true ,式中⁸⁶ Sr、⁸⁷ Sr的質量差Δ_mass=1.000。

地球化學

這種分餾校正可使⁸⁷ Sr/⁸⁶ Sr比值的內部分析精確度從大約1%提高到優於0.01%。這種分餾校正方式稱為線性規律校正,對於一些更輕的同位素由指數分餾規律校正更為符合實際 (陳岳龍等,2005)。

對鉛同位素分析或銣同位素稀釋法測定無法使用內部分餾校正,這是因為鉛的4 個同位素中有3 個具放射成因組分的影響,而不具固定的同位素比值;而銣只有 2 個同位素,加入稀釋劑後這兩個同位素的比值不同於天然體系的。在這種情況下,必須使用外部分餾校正。外部校正有兩種方法,一是通過標准樣品;二是通過加入雙稀釋劑到樣品中達到間接的內部分餾校正。

由於同位素比值可以方便地校正測定過程中的同位素分餾影響,對於式 (6-10)在實際應用過程中均除以相應子體的某一穩定同位素而表示為同位素比值的關系。以 Sr 為例,可以表示為

地球化學

如果一組樣品 (3 個以上)是同時形成的且具共同來源,它們形成後直到分析測定時體系始終處於封閉狀態,它們在以母體/子體元素某同位素比值為橫坐標、放射成因子體同位素/子體元素某同位素比值為縱坐標的圖上應形成線性分布,該線性分布的斜率m (=e^λt-1)即可解出這一組樣品的年齡,因此稱為等時線;截距即為它們共同的初始子體同位素比值。

G. 放射性污染的監測方法

9.3.2.1 核事故污染的監測

核事故往往造成的污染范圍很大，而且給人民生命和國民經濟帶來巨大的損失，引起全世界的關注。針對核事故的地球物理監測工作大體上可分為兩大部分:一是在核事故發生後開始的大區域快速監測工作，及時了解逐日的污染擴散范圍和方向並採取相應的防範對策;二是對所有核設施的長年監測工作，以便一旦發生事故時，能夠了解原有的放射性背景以及追蹤事故後污染逐步消除的過程。

(1)切爾諾貝利核事故監測

早在核電站建成之前，蘇聯的烏克蘭科學院從20世紀60年代初期就通過在基輔的監測站對基輔周圍地區(包括切爾諾貝利地區)進行長期放射性環境監測。監測的參數包括γ輻射背景值(用輻射儀測量)、散落物的放射性活度測量(用面積40cm×40cm的平底盤採集，盤底鋪一張浸泡過甘油的濾紙，採集持續兩周，採集的樣品放在瓷坩堝內在電熱爐中加溫到500℃灰化，然後測定其β輻射強度)、土壤放射性污染檢測(在地表下5cm深處用正方形取樣器10cm×10cm取樣，樣品風干、磨碎、過篩後，測定其β輻射強度)。

事故發生前，γ輻射劑量率為10～12μR/h(背景值)，1986年4月26日發生事故後，4月30日升高到5mR/h，比背景值高約500倍。在隨後幾天內γ輻射值變化強烈，與放射性物質的繼續泄漏和天氣變化有關。5月9日在反應堆再次爆炸後，γ輻射也再次出現高峰。1986年底，γ輻射降低到50μR/h，1992年(監測經過公布前)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(按土壤質量計)在事故前為550～740Bq/kg，事故後升高到29600Bq/kg。事故前放射性⁹⁰Sr的質量活度為3.7～22.2Bq/kg，事故後升高了10倍。

為了了解污染的區域分布，瑞典地質調查所動用了兩架地球物理專用飛機，在150m的高度上進行了航空γ能譜測量，1986年5月1～6日的測量結果如圖9.12所示。在Gavle附近發現明顯的高值。後幾天的調查重點移向瑞典南部，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日在瑞典其他地區用100km線距的東西向測線覆蓋，發現污染區不斷向瑞典－挪威邊界的方向擴大。從5月9日～6月9日整個瑞典用50km線距的航空測量覆蓋，在一些異常區測線加密到2km。蘇聯在1986年4月28日以後，在國內面積為527400km的區域內進行過比例尺為1∶10萬、1∶20萬、1∶50萬的航空γ能譜測量，以監測放射性污染彌散的區域。

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)追蹤核動力衛星

由於衛星在進入大氣層後解體成多個碎片，因此監測工作要在降落軌道周圍廣闊地區內進行，主要依靠航空γ能譜測量，發現異常後再進行地面檢查。

蘇聯的用核反應堆作動力的宇宙－954衛星1977年底～1978年初在加拿大西北部隕落。1978年初加拿大國防部和美國能源部合作，追蹤衛星隕落的碎片在加拿大的散落位置。首先根據計算機預測的衛星隕落軌道，劃出一條長800km、寬50km隕落區域，由大奴湖東端至哈德遜灣附近的貝克爾湖，並將其分為14段。用4架C－130Heracles(大力神)飛機，以1.853km的線距、500m的離地高度作了航空γ能譜測量。加拿大地質調查所的能譜系統首先在大奴湖東端冰上的一號地段探測到放射源，到1月31日對全區作了普查，發現所有放射性碎片落在一個10km寬的帶內，在該帶內又以500m線距和250m離地高度作了詳查。鑒於大力神飛機的飛行高度不可能再進一步降低，還採用了一套直升機探測系統，在9號地段的冰上發現許多弱的放射源，它們都是在大力神的飛行高度上所不能發現的，後來對這些小片的分析表明它們是反應堆芯的一部分。此後，直升機系統又在沿大奴湖南岸一帶發現了更多的放射性碎片(圖9.13)，這些碎片隨北風飄向預訂軌道的南側。到3月底又在大奴湖的冰上作了一次系統的直升機γ能譜測量，數據分析進一步證明反應堆芯在進入大氣層後已全部解體。同年夏天，加拿大原子能監控管理局做了進一步的監測和清理工作，以保證清除所有的有害物質，共回收約3500枚碎片，最遠的在衛星軌道以南480km。

9.3.2.2礦山探采和選冶污染的監測

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，對這些礦床的勘探、開采、選礦和冶煉都會導致放射性污染。為了清除這些污染，了解清除的效果，都需要進行監測。

(1)尾礦場地的污染與監測

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

圖9.13大奴湖地區由宇宙－954衛星放射性碎片引起的γ射線總計數的分布

1979～1980年美國能源部在鹽湖谷作了航空放射性測量，以便劃定尾礦場地范圍，並指導地面調查。測量系統安裝在直升機上，探測器由20個NaI晶體組成，每個體積645.7cm³，航高46m，線距76m。根據測量數據繪出了照射量率等值線圖，如圖9.14(a)所示和高於背景值的²²⁶Ra含量分布范圍圖，如圖9.14(b)所示。背景照射量率變化於430～645fA/kg(1μR/h=71.667fA/kg)之間。尾礦堆的照射量率最高超過1×10⁵fA/kg。在尾礦堆以北有兩個照射量率偏高的突出部分，西面的一個據認為是由尾礦受風吹動造成的，東面的一個沿鐵路分布，可能由測量時正在運輸的放射性物質或由沿鐵路運輸散落的礦石或尾礦引起。沿鐵路的其他輻射異常據推測也是由散落物引起的。

利用此次航空放射性測量數據，鹽湖城衛生局和猶他州衛生廳劃定出14個此前未知的放射性異常區，地面檢查發現9個地點屬於鈾選礦廠的尾礦、1個是鈾礦石、3個是放射性爐渣，還有1個是儲存的選礦設備。在20世紀80年代初查出的這些污染地段都得到了清理。

(2)採煤和燃煤的污染及監測

許多重要的採煤區在採煤過程中形成大面積的放射性污染。例如，德國的魯爾礦區發現，由煤礦抽向地面的水中²²⁶Ra含量所導致的活度濃度達13kBq/m³，流入地下坑道中的水達63kBq/m³。魯爾區所有煤礦每年抽出的水含²²⁶Ra導致的總活度共37GBq。在地面上放射性污染的分布在很大程度上與水的化學成分有關，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類水中鐳不沉澱，而A類水中的鐳，當其與硫酸鹽混合後，鐳與鋇同時沉澱，形成放射性沉積物。很多煤礦已採煤百年以上，在礦山廢水流經之處形成很厚的沉積層，質量活度達150kBq/kg，並導致土壤和植物的污染，土壤質量活度由0.2～31kBq/kg，在水道兩側的新鮮植物中含²²⁶Ra，其質量活度達1kBq/kg。

目前世界上許多發展中國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。據聯合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR)的統計，一個每天燒煤10t的熱電廠，向大氣釋放的²³⁸U放射性活度達1850kBq，一個1000MW的熱電廠每年排放粉煤灰5×10⁵t，其中1.4×10⁵t排入大氣。調查表明，在熱電廠周圍由於粉煤灰放射性引起的癌症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量

(3)石油開采及運輸中的放射性污染和監測

石油開發過程中的放射性污染主要來自放射性測井。在測井中使用的放射性物質主要有中子源、同位素等，如鎇鈹(²⁴¹Am－Be)中子源，¹³⁷Cs，²²⁶Ra，¹³¹Ba，¹³¹I，¹¹³Sn，¹¹³In伽馬源等。測井過程中的放射性污染主要是因操作不當造成的，如:由於操作不慎，配置的活化液濺入外環境;在開瓶分裝、稀釋及攪拌過程中，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，由於操作不當，造成井場周圍的表面污染;測井過程中玷污井管和井下工具等。

在石油化工生產中，承壓設備(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、液位測量、密度測定、物料劑量、化學成分分析及醫療中的透視、拍片、疾病治療等，廣泛地採用了放射技術。在料位、液面、密度、物料劑量、化學成分分析方面的放射性同位素源的劑量、活度一般是幾個毫居里(mCi)，很少超過1000mCi。不過，在正常工作情況下，不論是從事工業探傷的人員還是同位素儀表操作人員，身體健康均不會受到放射性損傷。

油田上放射性污染面積大的地方，甚至可以在1∶50萬的航空γ能譜測量中反映出來，污染物以鐳及其衰變產物為主，鈾、釷含量不超過土壤的背景值。該企業用路線汽車能譜測量在斯塔夫羅波爾邊區測過的40個油氣田，其地表全被放射性廢料污染，發現300多個污染地段，γ射線照射量率為60～3000μR/h，其中大部分在100～1000μR/h范圍內。

(4)磷肥的放射性污染及監測

在天然環境中磷和鈾之間有著穩定的共生關系，磷肥的原料———磷礦石含有偏高的鈾，磷肥的副產品中則含有較多的鈾衰變產物，這些都會給磷肥廠周圍的環境造成放射性污染。

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大型磷酸廠，用於製造磷酸鹽肥料，其原料為磷灰岩，含有大量鈾系放射性核素。在西班牙生產磷酸的方法是用硫酸來處理原岩，在此過程中形成硫酸鈣沉澱(CaSO₄·2H₂O)，稱為磷石膏，這種副產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境的核素數量。此外，還測定了西班牙西南部幾種商品肥料的放射性元素含量，以估計其對農田的放射生態影響。

所有的調查工作均基於測定固體和液體樣的U同位素、²²⁶Ra和²¹⁰Po及⁴⁰K的含量。知道每年產出的磷石膏量及其中U，²²⁶Ra，²¹⁰Po的質量活度平均值，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，樣品濕重數千克，烘乾、磨碎、混合後在高純鍺探測器上測量，探測器覆蓋10cm厚的鉛屏，內有2mm的銅襯，以便測得較低的質量活度。

磷肥廠的環境放射性污染在我國亦有發現。核工業總公司在上海市郊進行航空γ能譜測量時，曾發現10×10^－6的鈾異常，是背景值的45倍，經查是由化肥廠的磷礦粉引起的。

9.3.2.3建築材料的放射性污染及監測

除了房屋地基的岩石、土壤會逸出氡外，建築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。當建築材料中鐳的質量活度高於37Bq/kg時，會成為室內空氣中氡的重要來源。有些地方用工業廢料作為製造建築材料的原料，可能將工業廢料中的放射性污染物帶入室內。例如利用粉煤灰或煤渣製造建築材料曾被認為是廢物利用的好辦法，但是當煤的放射性元素含量偏高時，會導致嚴重的後果。我國核工業總公司曾經對石煤渣所建房屋的室內吸收劑量率做過調查，發現石煤渣磚房屋的γ輻射吸收劑量率比對照組的房屋高出3～9倍。我國用白雲鄂博尾礦、礦渣做原料製造水泥的工廠，用其生產的水泥建造的房屋時室內氡的濃度比對照組高出4～6倍。而美國對常用建築材料放射性的調查結果表明，木材輻射出的氡最少，混凝土最多。

我國居民住宅多用磚作建築材料，其中放射性⁴⁰K質量活度最高為148Bq/kg，Ra為37～185Bq/kg，釷為37～185Bq/kg。對於天然建築材料，建材行業標准(JC518－93)將其分三類，見表9.4。

表9.4我國天然建築材料核輻射分級標准

俄羅斯勘探地球物理研究所提出用以下參數對建築材料的輻射室內居民輻射劑量進行監測。

9.3.2.4 核廢料處理場地的選址和勘察

各國根據自己的條件來選擇適於儲存核廢料的地質體，但迄今研究得最多的是兩種:鹽體和深成結晶岩體。鹽體被認為是儲存核廢料得最好地質介質，其優點是未經破壞的鹽層乾燥，鹽體中產生的裂隙易於癒合，鹽比其他岩石更易吸收核廢料釋放的熱，鹽屏蔽射線的能力強，鹽的抗壓強度大，而且一般位於地震活動少的地區。而另外一些國家，因為各自的地質條件，主要研究利用深成結晶岩儲存核廢料。如加拿大和瑞典等國家，大部分領土屬於前寒武紀地質，它們研究的對象包括片麻岩、花崗岩、輝長岩等。這些岩體能否儲存核廢料主要取決於其中地下水的活動情況。由於結晶岩中地下水的唯一通道是裂隙，所以圈定裂隙帶並研究其含水性是重要的任務。在具體選擇儲存場地時考慮以下幾個條件:地勢平坦、因而水力梯度小，主要裂隙帶不要穿過場地，小裂隙帶應盡可能少，要避開可能有礦的地點。

其他研究的地質體還有粘土、玄武岩、凝灰岩、頁岩、砂岩、石膏，碳酸鹽也是可以考慮的目標。一般來說，碳酸鹽岩是不適合的，但由不透水岩石包圍的碳酸鹽岩透鏡體是值得研究的。除了陸地上的地質體外，對海底岩石的研究也已經開始。

(1)鹽體選址勘察中的地球物理工作

A.鹽體普查

為了儲存核廢料，首先要了解鹽層的深度、厚度和構造，圈出適合儲存的鹽體，一般傾向於把核廢料儲存在鹽丘里。

重力測量。重力法對鹽丘能進行有效的勘察。鹽的密度穩定，為2.1×10³kg/m³，往往低於圍岩(2.2×10³～2.4×10³kg/m³)，在鹽丘上可測到n×10～n×100g.u.的重力低。當鹽丘上部有厚層石膏時，由於石膏密度大，結果形成弱重力低背景上的重力高。當鹽丘為緻密火成岩環繞(火成岩在鹽丘形成過程中侵入)時，則在重力低的邊緣出現環狀重力高。鹽丘表面起伏可用高精度重力和地震測量綜合研究。當鹽丘地區的重力場非常復雜時(重力場為鹽上、鹽下層位、鹽層和基底的綜合反映)，採用最小化法進行解釋:首先根據地質－地球物理資料提出模型，然後自動選擇與觀測重力異常最吻合的模型曲線，使兩者偏差的平方和等於最小值。

電法測量。鹽比圍岩電阻率高，是電性基準層，以往鹽層構造用直流電測深研究，近年來則愈來愈多地採用大地電流法和磁大地電流法。採用大地電流法確定鹽體埋藏深度時，利用大地電流平均場強與鹽層深度之間的統計關系，因此要掌握少量鑽探和地震資料。平均場強的高值區對應於鹽丘和鹽垣，這樣圈出的局部構造很多已被地震或鑽探所證實。

地震測量。在構造比較簡單的沉積岩區地震反射和折射法探測鹽層起伏是很有效的。例如丹麥為儲存核廢料選擇的莫爾斯鹽丘，其位置和形態就是根據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。而側壁的形態和位置難以確定，這可以採用井中地震。

總之，在選址時，為了研究鹽層構造，一般先利用重力和電法，兩者結合起來能更詳細地確定鹽層構造在平面上的大小和形態。根據重力和電法結果布置地震測網，通過地震法可准確確定鹽體深度，而利用井中地震則可准確確定鹽體側壁的位置和形態。

B.研究鹽體的內部結構

為了確定鹽體是否適應於儲存核廢料，必須研究鹽體內部結構，即其所含雜質(夾層)數量、含水性和裂隙發育程度。

確定雜質(夾層)的數量。鹽的相對純度是影響其能否儲存核廢料的一個重要因素，雜質的出現會使鹽層的抗壓強度減小，屏蔽射線的能力降低。鹽體所含雜質包括泥質組分、石膏等，泥質組分有的形成單獨的夾層，有的與鹽混在一起，形成泥鹽。美國得克薩斯州的帕洛杜羅盆地用天然γ測井和密度γ－γ測井評價了中上二疊系鹽層的純度。γ射線強度與泥質含量有關，因為泥質組分中的釷量較高。γ－γ測井求得的密度則與石膏的百分含量之間存在著線性相關關系。計算了每個鑽孔每個鹽層的γ強度平均值。不到30ft的夾層，其γ強度與鹽層一起平均，當夾層厚於30ft時，就把鹽層作為兩個單獨的層處理，據此編制了不同旋迴的γ射線強度的等值線圖，它實質上就是泥質含量分布圖，從中可以選擇泥質含量最低的地區作為儲存核廢料的地點。

在美國鹽谷地區還曾利用垂直地震剖面法，根據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的夾層。

研究含水性。鹽體含水對建立核廢料是一個潛在的危險，它使部分鹽溶解成為鹵水，減小鹽的機械強度並腐蝕廢料容器。測量鹽體的含水量可以採用中子測井，以²⁵⁵Cf為中子源。試驗表明，在釋放的γ射線譜線上氫本身的峰很弱，不能用作評價含水量的尺度，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的原子核吸收一個中子並放出一個中子和γ射線，γ射線峰的位置在138keV;中子俘獲是指Cl的原子核俘獲一個中子並放出γ射線，其峰的位置在789keV。上述比值與水的含量呈正比。美國曾利用瞬變電磁法來確定鹵水的位置，在實際探測時發現，鹵水的位置與瞬變電磁法一維反演的低阻層位置相當吻合。

了解裂隙發育程度。為了保證核廢料庫的安全，必須了解鹽層的裂隙發育程度。主要方法為井中電法(特別是無線電波法)和聲波測井。鹽的電阻率高，電磁波傳播的損耗小，無線電波法的探測距離大，夾層或裂隙的電阻率或介電常數與鹽不同，這些都是應用無線電波法的有利條件。無線電波法包括透視和反射法，透視法測孔間信號的衰減，而反射法的發射和接收天線位於同一孔內，測電磁脈沖的走時和反射層的特徵。均勻的鹽不會產生明顯反射，裂隙增多則反射亦增多。無裂隙的鹽電阻率高、衰減小，多裂隙的鹽則電阻率低、衰減大。因此，衰減小、反射少的鹽體更適於儲存核廢料。

用聲波測井確定裂隙帶的位置時可以利用不同的參數，如反射波幅度、聲波速度和區間時間。

(2)深成結晶岩體選址和勘察中的地球物理工作

核廢料擬儲存於花崗岩深成結晶岩體500～1000m深度上類似於礦山的處理洞穴中。在深成結晶岩體的選址和勘察過程中，地球物理工作分為三個階段，即場地篩選、場地評價和洞穴開挖過程中的勘察。

A.場地篩選

首先開展區域普查來篩選幾個地區，作為候選的處理場地，每個地區的面積可達上千平方千米。在篩選過程中，了解深成岩體的形態和深度、周圍地質環境、主要不連續面的位置和走向，蓋層的特徵、岩石的完整性等都是很重要的。由於場地篩選是區域性調查，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。航空磁測曾被用來確定深成岩體的邊界以及岩體中的岩石與構造界面，一般與航空磁測同時開展的航空γ能譜測量也可用於劃分花崗岩體的邊界，花崗岩體鈾的含量可達8×10^－6，而圍岩往往低於2×10^－6。航空電磁法用來填繪裂隙帶在近地表的投影以及覆蓋層的特徵。湖區的裂隙帶則可採用船載聲吶設備圈定。岩石的完整性可以通過測量岩石的整體電阻率來評價，採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確定深成岩體的形態和深度及其地質環境。圖9.15顯示一條南北向跨過岩基的39km長的重力剖面，圖上包括實測和模型重力曲線以及根據當地常見岩石單元作出的解釋剖面。與岩基有關的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.場地評價

場地評價是在經過篩選的較小區域內進行更詳細的調查，每個區域的面積可達100km²，總的目標是圈定主要裂隙帶，確定其幾何形態，進行岩性填圖並了解覆蓋層的特徵。

應用高解析度地震反射法了解裂隙帶的深部情況以及發現深埋的裂隙帶。可以探測到寬於地震波主波長1/8的目標，例如在P波速度約5500m/s的花崗岩中，若採用150Hz左右的工作頻率，就可以探測到5m寬的裂隙帶。但是要求探測離地表1000m以內的反射體意味著有用的反射包含在地震記錄的第1s內，然而對高解析度地震常用的炮檢距來說，在這一時間段內也有地滾波到達，為了減小地滾波的影響，需要採用頻率濾波、f－k濾波、減小炸葯量以保留信號的高頻成分，並且選擇適當的檢波器距使地滾波在疊加時盡量減小。

目前還提出了三種應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率;二是利用裂隙內聲波能量的損耗;三是利用地震波通過時鑽孔對裂隙壓縮的響應。

對於准備開挖的場地來說，層析方法的作用更大，因為在這樣的地點鑽孔的數目要控制在最低限度，以防在岩體中形成新的地下水通道。

C.開挖階段的勘察工作

開挖儲存核廢料洞穴的工作開始以後，需要了解洞穴周圍岩體的水文地質條件和地質力學條件。由於本階段研究的目標減小，所以要採用高解析度，因而是高頻的地球物理方法。雷達、超聲波和聲輻射方法都曾得到有效的應用。

圖9.15跨過岩基的一條南北向重力剖面圖和二維重力模型(右側為北)

利用超聲波可以確定開挖破壞帶的厚度。利用聲輻射測量可以監測開挖的安全性，聲輻射參數的變化可以用來預測可能產生的岩爆並確定其位置。此外，聲輻射測量還用於追蹤向裂隙帶內灌漿的進程，這時在裂隙帶附近的一系列鑽孔內放置加速度計，在灌漿過程中記錄的聲輻射強度是同灌漿的進展相關的。

總之，在深成結晶岩地區核廢料處理場地選址和勘察工作中，地球物理方法既能快速而經濟地做到對大片區域的地質構造進行全面的了解，又能對候選場地進行詳細評價和勘察。表9.5將各個階段的地球物理工作加以總結。但在各個階段的工作中，除地球物理方法外，還應綜合應用其他方法，尤其是水文地質、地球化學、地質和岩石力學方法等。由於地球物理方法在解釋上的多解性，還應通過鑽探來驗證。

表9.5深成結晶岩區核廢料地質處理中的地球物理工作

H. 放射性測量方法

放射性測量方法按放射源不同可分為兩大類:一類是天然放射性方法，主要有γ測量法、α測量法等;另一類是人工放射性方法，主要有X射線熒光法、中子法等。表7.1給出了幾種放射性測量方法的簡單對比。

7.1.2.1 γ測量

γ測量法是利用輻射儀或能譜儀測量地表岩石或覆蓋層中放射性核素產生的γ射線，根據射線能量的不同判別不同的放射性元素，而根據活度的不同確定元素的含量。γ測量可分為航空γ測量、汽車γ測量、地面(步行)γ測量和γ測井，其物理基礎都是相同的。

根據所記錄的γ射線能量范圍的不同，γ測量可分為γ總量測量和γ能譜測量。

(1)γ總量測量

γ總量測量簡稱γ測量，它探測的是超過某一能量閾值的鈾、釷、鉀等的γ射線的總活度。γ總量測量常用的儀器是γ閃爍輻射儀，它的主要部分是閃爍計數器。閃爍體被入射的γ射線照射時會產生光子，光子經光電倍增管轉換後，成為電信號輸出，由此可記錄γ射線的活度。γ輻射儀測到的γ射線是測點附近岩石、土壤的γ輻射、宇宙射線的貢獻以及儀器本身的輻射及其他因素的貢獻三項之和，其中後兩項為γ輻射儀自然底數(或稱本底)。要定期測定儀器的自然底數，以便求出與岩石、土壤有關的γ輻射。岩石中正常含量的放射性核素所產生的γ射線活度稱為正常底數或背景值，各種岩石有不同的正常底數，可以按統計方法求取，作為正常場值。

表7.1 幾種放射性法的簡單對比

續表

(2)γ能譜測量

γ能譜測量記錄的是特徵譜段的γ射線，可區分出鈾、釷、鉀等天然放射性元素和銫－137、銫－134、鈷－60等人工放射性同位素的γ輻射。其基本原理是不同放射性核素輻射出的γ射線能量是不同的，鈾系、釷系、鉀－40和人工放射性同位素的γ射線能譜存在著一定的差異，利用這種差異選擇幾個合適的譜段作能譜測量，能推算出介質中的鈾、釷、鉀和其他放射性同位素的含量。

為了推算出岩石中鈾、釷、鉀的含量，通常選擇三個能譜段，即第一道:1.3～1.6MeV;第二道:1.6～2.0MeV;第三道:2.0～2.9MeV。每一測量道的譜段范圍稱為道寬。由於第一道對應⁴⁰K的γ射線能譜，第二道、第三道則分別主要反映鈾系中的²¹⁴Bi和釷系中的²⁰⁸Tl的貢獻，故常把第一、二、三道分別稱為鉀道、鈾道和釷道。但是，鉀道既記錄了⁴⁰K的貢獻，又包含有鈾、釷的貢獻。同樣，鈾道中也包含釷的貢獻。當進行環境測量時往往增設¹³⁷Cs，¹³⁴Cs，⁶⁰Co等道。

γ能譜測量可以得到γ射線的總計數，鈾、釷、鉀含量和它們的比值(U/Th，U/K，Th/K)等數據，是一種多參數、高效率的放射性測量方法。

7.1.2.2 射氣測量

射氣測量是用射氣儀測量土壤中放射性氣體濃度的一種瞬時測氡的放射性方法。目的是發現浮土覆蓋下的鈾、釷礦體，圈定構造帶或破碎帶，劃分岩層的接觸界限。

射氣測量的對象是²²²Rn，²²⁰Rn，²¹⁹Rn。氡放出的α射線穿透能力雖然很弱(一張紙即可擋住)，但它的運移能力卻很強。氡所到之處能有α輻射，用α輻射儀可方便測定。²²²Rn，²²⁰Rn的半衰期分別為3.8d和56s，前者衰變較後者慢得多，以此可加以區分。

工作時，先在測點位置打取氣孔，深約0.5～1m，再將取氣器埋入孔中，用氣筒把土壤中的氡吸入到儀器里，進行測量。測量完畢，應將儀器中的氣體排掉，以免氡氣污染儀器。

7.1.2.3 Po－210測量

Po－210法，也寫作²¹⁰Po法或釙法，它是一種累積法測氡技術。²¹⁰Po法是在野外採取土樣或岩樣。用電化學處理的方法把樣品中的放射性核素²¹⁰Po置換到銅、銀、鎳等金屬片上，再用α輻射儀測量置換在金屬片上的²¹⁰Po放出來的α射線，確定²¹⁰Po的異常，用來發現深部鈾礦，尋找構造破碎帶，或解決環境與工程地質問題。

直接測氡，易受種種因素的影響，結果變化較大。測量²¹⁰Pb能較好地反映當地²²²Rn的平均情況。²¹⁰Po是一弱輻射體，不易測量，但其後²¹⁰Bi(半衰期5d)的子體²¹⁰Po卻有輻射較強的α輻射，半衰期長(138.4d)。因此，測²¹⁰Po即可了解²¹⁰Pb的情況，並較好地反映²²²Rn的分布規律。²¹⁰Po是²²²Rn的子體，沿有釷的貢獻。這是和γ測量、射氣測量、α徑跡測量的不同之處。只測量²¹⁰Po的α射線，而測不到Po的其他同位素放出的α射線，是因為它們的半衰期不同的緣故。

7.1.2.4 活性炭測量

活性炭法也是一種累積法測氡技術，靈敏度高，效率亦高，而技術簡單且成本低，能區分²²²Rn和²²⁰Rn，適用於覆蓋較厚，氣候乾旱，貯氣條件差的荒漠地區。探測深部鈾礦或解決其他有關地質問題。

活性炭測量的原理是在靜態條件下，乾燥的活性炭對氡有極強的吸附能力，並在一定情況下保持正比關系。因此，把裝有活性炭的取樣器埋在土壤里，活性炭中豐富的孔隙便能強烈地吸附土壤中的氡。一定時間後取出活性炭，測定其放射性，便可以了解該測點氡的情況，以此發現異常。

埋置活性炭之前，先在室內把活性炭裝在取樣器里，並稍加密封，以免吸附大氣中的氡。活性炭顆粒直徑約為0.4～3mm。每個取樣器里的活性炭重約數克至數十克，理置時間約為數小時至數十小時，一般為5d。時間可由實驗確定最佳值，埋置時間短，類似射氣測量;埋置時間長，類似徑跡測量，但徑跡測量除有氡的作用外，其他α輻射體也會有貢獻。活性炭測量只有氡的效果。也有把活性炭放在地面上來吸附氡的測量方法。

為了測量活性炭吸附的氡，可採取不同方法:①測量氡子體放出的γ射線;②測量氡及其子體放出的α射線。

7.1.2.5 熱釋光法

工作時，把熱釋光探測器埋在地下，使其接受α，β，γ射線的照射，熱釋光探測器將吸收它們的能量。一定時間後，取出探測器，送到實驗室，用專門的熱釋光測量儀器加熱熱釋光探測器，記錄下相應的溫度和光強。探測器所受輻射越多，其發光強度愈強。測定有關結果即可了解測點的輻射水平及放射性元素的分布情況，進而解決不同的地質問題。

自然界的礦物3/4以上有熱釋光現象。常溫條件下，礦物接受輻射獲得的能量，是能長期積累並保存下來的。只有當礦物受熱到一定程度，貯存的能量才能以光的形式釋放出來。根據礦物樣品的發光曲線，可以推算該礦物過去接受輻射的情況、溫度的情況等。

7.1.2.6 α測量法

α測量法是指通過測量氡及其衰變子體產生的α粒子的數量來尋找放射性目標體，以解決環境與工程問題的一類放射性測量方法。氡同位素及其衰變產物的α輻射是氡氣測量的主要物理基礎。

工程和環境調查中用得較多有α徑跡測量和α卡測量方法。

(1)α徑跡測量法

當α粒子射入絕緣體時，在其路徑上因輻射損傷會產生細微的痕跡，稱為潛跡(僅幾納米)。潛跡只有用電子顯微鏡才能看到。若把這種受過輻射損傷的材料浸泡在強酸或強鹼里，潛跡便會蝕刻擴大，當其直徑為微米量級時，用一般光學顯微鏡即可觀察到輻射粒子的徑跡。能產生徑跡的絕緣固體材料稱為固體徑跡探測器。α徑跡測量就是利用固體徑跡探測器探測徑跡的氡氣測量方法。

在工作地區取得大量α徑跡數據後，可利用統計方法確定該地區的徑跡底數，並據此劃分出正常場、偏高場、高場和異常場。徑跡密度大於底數加一倍均方差者為偏高場，加二倍均方差者為高場、加三倍均方差者為異常場。

(2)α卡法

α卡法是一種短期累積測氡的方法。α卡是用對氡的衰變子體(²¹⁸₈₄Po和214₈₄Po等)具有強吸附力的材料(聚酯鍍鋁薄膜或自身帶靜電的過氯乙烯細纖維)製成的卡片，埋於土壤中，使其聚集氡子體的沉澱物，一定時間後取出卡片，立即用α輻射儀測量卡片上的α輻射，藉此測定氡的濃度。由於測量的是卡片上收集的放射性核素輻射出的α射線，所以把卡片稱作α卡，有關的方法就稱為α卡法。如果把卡片做成杯狀，則稱為α杯法，其工作原理與α卡法相同。

7.1.2.7 γ－γ法

γ－γ法是一種人工放射性法，它是利用γ射線與物質作用產生的一些效應來解決有關地質問題，常用來測定岩石、土壤的密度或岩性。

γ－γ法測定密度的原理是當γ射線通過介質時會發生康普頓效應、光電效應等過程。若γ射線的照射量率I₀;γ射線穿過物質後，探測器接受到的數值為I，則I和I₀之間有一復雜的關系。即I=I₀·f(ρ，d，Z，E₀)，其中ρ為介質的密度，d為γ源與探測器間的距離，Z為介質的原子序數，E₀為入射γ射線能量。

在已知條件下做好量板，給出I/I₀與ρ，d的關系曲線。在野外測出I/I₀後，即可根據量板查出相應的密度值ρ。

7.1.2.8 X熒光測量

X射線熒光測量，也稱X熒光測量，是一種人工放射性方法，用來測定介質所含元素的種類和含量。其工作原理是利用人工放射性同位素放出的X射線去激活岩石礦物或土壤中的待測元素，使之產生特徵X射線(熒光)。測量這些特徵X射線的能量便可以確定樣品中元素的種類，根據特徵X射線的照射量率可測定該元素之含量。由於不同原子序數的元素放出的特徵X射線能量不同，因而可以根據其能量峰來區分不同的元素，根據其強度來確定元素含量，且可實現一次多元素測量。

根據激發源的不同，X熒光測量可分為電子激發X熒光分析、帶電粒子激發X熒光分析、電磁輻射激發X熒光分析。

X熒光測量可在現場測量，具有快速、工效高、成本低的特點。

7.1.2.9活化法

活化分析是指用中子、帶電粒子、γ射線等與樣品中所含核素發生核反應，使後者成為放射性核素(即將樣品活化)，然後測量此放射性核素的衰變特性(半衰期、射線能量、射線的強弱等)，用以確定待測樣品所含核素的種類及含量的分析技術。

若被分析樣品中某元素的一種穩定同位素X射線作用後轉化成放射性核素Y，則稱X核素被活化。活化分析就是通過測量標識射線能量、核素衰變常數、標識射線的放射性活度等數據來判斷X的存在並確定其含量。

能否進行活化分析以確定X核素存在與否，並作定量測量，關鍵在於:①X核素經某種射線照射後能否被活化，並具有足夠的放射性活度;②生成的Y核素是否具有適於測量的衰變特性，以利精確的放射性測量。

活化分析可分為中子活化分析、帶電粒子活化分析、光子活化分析等。

(1)中子活化分析

根據能量不同，中於可分為熱中子、快中子等。熱中子同原子核相互作用主要是俘獲反應，反應截面比快中子大幾個量級。反應堆的熱中子注量率一般比快中子的大幾個量級，因此熱中子活化分析更適應於痕量元素的分析。

(2)帶電粒子活化分析

常用的帶電粒子有質子、α粒子、氘核、氚核等，也有重粒子。

帶電粒子活化分析常用於輕元素，如硅、鍺、硼、碳、氮、氧等的分析。

(3)光子活化分析

常用電子直線加速器產生的高能軔致輻射來活化樣品。

I. 如何測量放射性

有測量儀器，具體方法說起來長篇大論，很復雜。大學里這也是4個學分的必修課。想在這里說個明白很困難。

放射性測量精度不高，因為統計漲落的影響，一般做到10%的誤差就很了不起了，大多數儀器誤差都在20%～30%。

測量元器件主要是探頭、前置放大器、線性放大器、多道分析儀……探頭有半導體的、塑料的、氣體的等等。

J. 如何檢測放射性物質

一、外照射，鑒定工作人員所處輻射場的外照射水平，估算工作人員接受的輻照劑量，同時了解個人的輻射防護情況；

二、內照射，了解放射性物質進入體內的情況。

某些物質的原子核能發生衰變，放出我們肉眼看不見也感覺不到，只能用專門的儀器才能探測到的射線，物質的這種性質叫作放射性。 放射性物質是那些能自然的向外輻射能量，發出射線的物質。

一般都是原子質量很高的金屬，像鈈，鈾，等。放射性物質放出的射線主要有α射線、β射線、γ射線、正電子、質子、中子、中微子等其他粒子。

(10)放射性測量方法擴展閱讀：

放射性物質的危害表現：

放射性物質不僅在其所在的局部起作用，而且對整個機體也有影響。放射性物質可以導致中樞神經系統、神經-內分泌系統及血液系統的破壞；

可使血管通透性改變，導致出血以及並發感染。上述現象嚴重的破壞了機體的生活功能而使生命活動停止。大劑量的放射性物質發揮作用時可迅速地引起病理變化；

但在小劑量的作用下，這些變化就顯得緩慢，並伴有長短不一的潛伏期。如在400rad的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，則人100%死亡。

照射劑量在150rad以下，死亡率為零，但並非無損害作用，往往需經20年以後，一些症狀才會表現出來。放射性也能損傷遺傳物質，主要在於引起基因突變和染色體畸變，使一代甚至幾代受害。