人类每时每刻都受到天然电离辐射的照射, 这种照射称为天然本底照射。近50年来, 由于核试验、核动力生产、医疗照射及放射性核素的应用等, 又使人类受到各种人工辐射源的照射。但迄今为止, 由宇宙射线、宇生核素、原生核素构成的天然本底照射仍是人类受到电离辐射照射的最主要的来源。

我所自1994年以来使用中国原子能科学研究所研制的AEI (Ⅰ)型高压电离室作为环境γ辐射的连续监测仪器, 获取了监测数据, 通过处理分析, 总结数据规律, 较完整地得到了正常情况下的环境辐射本底值, 为异常情况下数据的确认提供了可靠的对照。

1 连续监测系统 1.1 探测器

采用球型高气压电离室作为探测器。电离室不锈钢壁厚2mm, 体积7.72L, 内充25atm (0℃)的高纯氩气, 电离室灵敏度因子为27.8 ×10^-7A/(Gy ·h^-1)。

1.2 智能化数据记录仪(M DL-8051)

由T P-801双板微机, 数字万用表, 接口电路和T P-16A微型打印机装配在一个机箱内组成, 具四种数据获取方式和三种数据处理及输出方式。数据输出为电压值(毫伏), 根据电离室各相关参数换算后便可得到γ辐射剂量率(Gy/h)。

2 监测数据分析

该系统自1994年4月放置于我所办公楼20米高楼顶进行连续监测到1995年4月, 除了由于停电数据丢失外, 一直工作正常, 获取了大量数据, 通过分析比较发现数据的变化规律, 附表即是1994~ 1995年的监测数据。

为了明确反映不同季节数据的变化规律, 将上表数据作雨季(94.5~94.10)、旱季(94.11~95.4)分列。监测数据的季节性变化见附图。

3 天然辐射所致居民剂量估算与评价

根据UN SCEAR1993年报告的天然辐射外照射所致居民有效剂量的估算模式^[1], 可以计算出以下各种辐射产生的剂量:

采用的室内居留因子0.8, 天然γ辐射产生的有效剂量与空气吸收剂量率的比值取0.7Sv· G y^-1, 宇宙射线电离成分的屏蔽因子取作0.8, 估算因天然地表γ辐射外照射所致居民的人均年有效剂量约为0.45mSv, 宇宙射线所致为0.32mSv, 天然辐射合计所致居民年有效剂量为0.77mSv。其中宇宙射线、地表γ辐射所致年有效剂量分别占42%和58%。几乎与U NSCEA R 1993年报告中的二者45%和55%相符合。

通过对数据的统计分析, 发现均能很好地表现以上图表所示变化规律, 对此, 有如下解释:

正常情况下, 仪器显示值绝大部分由天然本底构成且其波动值很小, 有监测意义的核试验及核动力设施由于近年来国际全面禁止核试验条约的有效实施及核动力生产的安全技术的不断提高, 再无波及全球范围的放射性污染事件发生, 由早些年各种因素排放到全球范围内的人工核素也在不断衰减趋弱, 以至可以认为它们对环境造成的辐射剂量是极其微小的一部分。在干旱多风的季节, 地表面的尘土微粒会被气流循环带入并悬浮于高空, 其中各类氡子体(主要发射体为Pb-214、Bi-214, 其综合半衰期约为20min)的射线经长距离散射后不能进入仪器可探测距离。雨季的到来雨水将这些悬浮微粒重新带回仪器可探测到的近地表面, 于是仪器便明显地显示出由此带来的季节性差别。

通过长期的监测工作, 可以得到可信的相对稳定的本底值, 一旦出现大范围的新的污染事件, 仪器将会以高出本底值的显著数值提醒我们, 可由此估算出公众因此而承受的剂量负担并采取相应有效的防护措施, 这也就是环境γ辐射连续监测的意义。

感谢我所李广通高级工程师对本文所作校对工作