β表面污染测量结果准确性的影响因素很多，不同型号的仪器对不同能量β粒子的响应是不一样的，同一型号的仪器响应也有差别^[1]; 仪器的响应是随距离的增加而迅速减小，所以无论是仪器检定还是测量时，应该说明待测面与探测器窗保护栅网之间的距离^[1-4]。

BH3206表面污染监测仪的γ响应问题有报道^[2] :距离γ源30cm剂量率为250nGy/h处只影响到β本底; 而在距¹³⁷Cs源14cm剂量率为10μGy/h的γ场中，γ剂量已大大超过β剂量的影响，因此不能在这样的γ场下进行β的测量。不同γ剂量率场对β的影响也不一样^{[2, 4, 5]}，国家标准GB/T5202-2008 ^[5]中第9.6节中建议β探头有某种形式的挡板，使其能区别γ和β辐射，挡板以低原子序数(小于22)的材料制成; 并明确规定应使用不小于10μGy/h的空气比释动能率照射探测器并记录计数率，以确认γ辐射对β污染测量仪的影响。然而我们的监测仪器并未配置所谓的“挡板”，也未提供仪器按标准要求的检定证书，仪器的说明书上找不到相关的测试指标来说明γ辐射对β测量的影响。

放射性测量可通过选用低本底、高效率的仪器来降低探测限，实际上对于仪器来说低本底和高效率是一对矛盾的组合，对表面污染测量来说和测量环境也直接相关，当然也可通过增加测量时间来达到降低探测限的目的，然而仪器的测量时间有些是不可更改的，显然只能采取其他办法。

1 表面污染测量β探头不同γ辐射场中的响应 1.1 仪器与方法 1.1.1

BH3103B便携式X-γ剂量率仪; 2241-3 α、β、γ表面污染仪; CoMo170 α、β表面污染仪。

1.1.2 方法

由于大面积的纯γ或β衰变的源较难获取，因此选用表面相对较均匀的不同γ剂量率的地点作为实验场地。选用的测试场地面积不小于400m²，测点周围20m内平整，无树、墙、山坡等障碍物; 场地内的γ剂量率较均匀，变化相对值小于15%。实验场地实际选用沙滩、水泥操场、铀矿山堆浸场、铀矿山高品位尾渣库，其γ剂量率依次变大，在不同剂量率的地方先用X-γ剂量率仪测量γ辐射空气吸收剂量率，然后再用表面污染监测仪测量β计数率。

1.1.2.1 场地比选

选用面积较大且测点周围至少10m范围内剂量率较均匀的场所，先用BH3103B便携式γ剂量率仪在地表巡测，方圆至少10m内没有异常点。

1.1.2.2 γ剂量率测量

在选用场地中心1.2m高处测量γ辐射空气吸收剂量率，保持探头相对位置和高度不变，连续读取10个数据(单个数据测量时间设为10s)。调整探头高度至距地表2.0m处测量。

1.1.2.3 计数率测量

使用表面污染监测仪在测量γ剂量率的同一位置测量β计数，先测量探头距地表1.2m高处的，因仪器的计数时间不可调(约为2s)，连续读取不少于15个计数，然后调整探头朝向180°，保正探头面在同一位置，连续读取不少于15个计数; 调整探头高度至距地表2.0m处，测量与记录方法与前一致。

1.1.3 数据处理 1.1.3.1 γ剂量率

某个测点的连续读取10数据，乘以计量检定系数，然后计算平均值，取平均值作为该测点的γ辐射空气吸收剂量率真值。

1.1.3.2 β计数率

在这里不考虑计量检定时的刻度系数(包含了仪器探头的面积和探测效率的信息)，也不考虑仪器β探头与源表面的距离，主要考虑β探头的响应与γ剂量率的相关性，所以在此未使用检定系数来校正测量值，直接使用计数率来分析与γ剂量率的相关性。

1.1.4 测量结果

β探头在不同γ剂量率水平的响应值见表 1。在同一测量位置保证β探头面在离地同一高度调整180°，测量数据见表 2。

2.1.5 β计数率与γ剂量率的相关性分析

从表 1的数据来看，不管是α、β探头是独立分开的model 2241还是共用探头的CoMo 170，其β计数率随γ剂量率的升高而显著上升。表 1的测量数据用excel作图，见图 1~图 4，β计数率与地表γ剂量率趋势呈线性正相关，两种仪器在1.2m和2.0m高的图形相似，且相关系数R均在0.999以上。图中的拟合公式只对大面积的均匀γ辐射场适用，对于狭小空间，场地不均匀的场所，由于探头的角响应等原因，这种响应关系将发生改变。

图中的第三个监测点(铀矿堆浸场)的数据偏离较多，分析其原因，可能是各种不同地表介质中的天然核素及其子体含量不一致，而这些核素各自衰变产生不同能量强度的γ射线，而β监测仪探头对不同能量γ射线的响应差别较大。

以上是基于假设距β源1.2m远的β射线可以忽略，即表面污染仪β探头在β源1.2m外没有β射线的响应。事实上由于这些天然核素衰变链不仅有γ，也伴随有β，因此为验证假设是否成立，在同点同一高度调整探头朝向180°，观察β计数率的变化，另外也用2.0m远的距离来验证假设。

单从表 1中的数据不能判断1.2m、2.0m处是否存在β射线，也就是说在此点β探头的响应主要是γ射线、可能还有β射线。但从表 2中的数据可以判断出，在1.2m处已没有β射线: β探头在同点调整180°，不管测点距地表是1.2m还是2.0 m，两种仪器的变化趋势一致。

事实上仪器CoMo 170把γ和β射线的产生的信号放在同一道中收集，在菜单上显示为β/γ而不予区分，也不可能区分。所以工作人员进行β表面污染监测，若不考虑监测场所的γ剂量率影响是不合适的。

2 本底与探测限

探测限的定义与计算及其表达的意义，已有多人写过文章进行讨论^{[7, 8]}，在这里主要讨论探测限在β表面污染测量中的应用。

由于仪器β探头对γ射线响应呈线性正相关，在不同的γ剂量率环境中，β探头对应测量的本底计数率会有差异，因此在实际工作中对仪器本底的测量与扣除是一项非常重要的工作，而仪器的探测限直接与本底计数率相关，在不同的γ剂量率环境中β本底计数率不同，探测限也随之改变，因此探测限的计算总是与一定的环境本底相对应。

2.1 探测限的计算

表面污染的计算公式为:

①

式中: N—表面污染值，Bq/cm²; N_A—仪器测量示值计数率，cps; Nb—仪器本底计数率，cps; R—表面活度响应，s^-1 · Bq^-1·cm²; 如果是单次测量，根据电离辐射环境监测与评价^[9] :

②

式中: L_D—探测限，计数; N_D—为仪器探测下限，Bq/cm²; B—实际测量的本底计数，当仪器显示为计数率时，B = N_b·t，t为计数时间; 其他符号的意义同前。

用L_D替代式①中的N_A-N_b，计算出探测限N_D，

如果是n次测量的平均值，仍用式②、①来计算探测限，可以引用概率统计学的相关知识，探测限与重复测量的次数相关，

③

当然，还可根据文献所报导的，人为的将探测限定义为本底标准差的3倍来计算，这种情况下先计算本底n次测量的计数(率) X ± σ，3σ为L_D替代式①中的N_A-N_b计算探测限。

按照以上介绍的方法，使用仪器Model 2241-3对沙滩和水泥操场进行本底测量，计算相应的探测限，结果见表 3。

表 3中的数据说明，同一仪器采用同一计算方法，在本底较低的沙滩其对应的探测下限就低。对以上不同的方式计算得出的探测限进行分析，若监测过程中只进行一次测量，则按照方法一(N₁)计算是合适的，在此要说明的是当式②中的B大于42即计数率大于21cps(计数时间为2s)时，式②中的L_D 来计算N_D，当计数率小于21cps(计数时间为2s)时加3是为了降低犯第一类错误的几率或风险。若计数(率)为多次测量的平均值仍按方法一计算，则计算出探测限上升，有可能将存在污染的测点误判为小于探测限，犯第一类错误的几率大大增加，因此应按照方法二来计算探测限。

按照方法三计算探测限，重复测量的次数不宜过少，测量次数应在6次以上，因仪器的计数涨落呈波浪型，一般相邻的两个计数(率)变化不会太大，重复测量次数少，由此计算的σ可能偏小而导致增加犯第一类错误的风险。

对于已经确定的监测任务，即仪器、仪器本底计数(率)、探测下限值已经确定，怎样来确定测量时间或次数。因为重复数次测量结果的精度与总测量时间一样长的一次长时间测量结果的精度相同，因此，在这里先计算出一次长时间测量的时间，再根据仪器的单次测量时间计算出测量的次数。

2.2 降低探测限的方法

根据国家标准GB18871-2002^[10]，手、皮肤、内衣、工作袜的β表面污染水平限值为0.4 Bq/cm²，因此我们不管采用哪种类型的仪器，仪器参数怎样调整，所计算出的探测限必须要低于标准规定的限值，为增加测量的准确性和可靠性，理论计算的探测限最好能在标准限值的二分之一以下，因此，实际工作中必须采取合理的方法，降低探测限。降低探测限可以从以下几方面进行: ①尽量选择仪器本底计数率低、探测效率高的仪器，选用仪器对γ射线响应相对较差的仪器。②在仪器确定的情况下，可增加仪器单次测量的时间，或增加重复测量的次数，可使探测限降低。

3 结果与讨论

表面污染监测看似简单，但要得到准确的测量结果并不容易。首先要根据场地和监测目的选用合适的仪器，熟悉仪器的性能指标，在性能指标相近的条件下尽量选择仪器检定所用核素与待查场所所用核素发射的β射线能量接近的仪器; 其次对仪器的参数进行优化调整，使探测下限满足监测任务的要求; 最后是仪器的本底和探测限总是与监测场所的γ射线相关，在监测场地附近选择未受污染的区域测量β计数(率)本底值，最好能在测量本底的区域和β测量相对异常的区域同时测量γ剂量率，对于γ剂量率较高的场所要采取措施识别是真的存在β污染还是γ剂量率的影响，不能把因γ射线造成的β表面污染测量值上升误判为β污染。

延长测量时间可降低测量探测限，故对于仪器测量时间不可设置、探测限相对较高、计数率变化幅度较大的仪器，单点可通过多次重复测量的方法来获得相对较准确的数据。

4 建议

β表面污染监测要想取得真实的监测结果，首先要仔细阅读仪器说明书，了解仪器的性能指标，对于仪器厂商未给出γ辐射的响应敏感度的仪器要进行校验; 其次是尽量选用与监测场所应用核素一致的源对仪器进行刻度，如没有再选用与监测场所应用核素β射线能量较接近的β核素来刻度仪器; 最后是在测量过程中尽量保持测量条件与仪器刻度的条件一致(探头与源的距离)。

如仪器测量时间可调，应合理设置测量时间，或增加重复测量次数，以达到降低探测限的目的。探测限最好能在标准规定最小限值的1/2以下，以增加数据的准确可靠性。

另外对于使用光电倍增管而又年限较长的仪器，要注意检查探头有无漏光，如在太阳下或强光下的计数(率)以数量级的形式变化，则可以确定是探头已损坏漏光，在探头面上蒙黑色布或塑料袋其计数即显著回落。