#辐射仪、射线检测仪

  近一段时间，自日本2023年8月24日排放核污染水以来，辐射这个词比较火。便携式核辐射检测仪更火，销量大增，价格暴涨。网售出现一些不健康的现象，鱼龙混珠。有的商家混淆概念、指鹿为马，将电磁辐射检测仪称为核辐射检测仪，谋取利益。更有甚者，假货也出现了。绝大多数人不清楚辐射分为电离与电磁辐射两种，没有分辨能力。核辐射检测仪（电离辐射）与电磁辐射检测仪是两种不同原理的仪器。就成本与售价而言，前者比后者要高。下面来看看如何快速识别。  首先，我们先简单了解一下辐射的概念。辐射的本质是能量传递的一种形式。分为电离辐射和非电离辐射。能使原子发生电离的辐射被称为电离辐射，是高能辐射。不能使原子发生电离的辐射被称为非电离辐射，是低能辐射。使人们感到恐惧的核辐射是电离辐射。电离辐射的危害之所以大，是由于人身体中的原子受到高能辐射照射后，细胞结构会发生不可逆变化，损伤身体器官、致使不孕、引起胎儿的畸形与死亡等等。  在我们生活中，辐射无处不在。常见的电离辐射有：医院X光、CT、地铁安检仪等；非电离辐射有：家用电器包括手机、电脑、电视机、洗衣机、微波炉、电磁炉等，商业广播电视及通信设备，电力高压线和变压器等。这些应用的辐射能量很低，在设计的安全范围内，对人体基本无害，不必担心。部分网售便携式电磁辐射检测仪见下图：部分网售便携式核辐射检测仪见下图：总的说来，便携式电磁辐射检测仪与核辐射检测仪，大部分方方正正，外观上接近，不细看还不好区分。下面以两款便携式辐射检测仪为例，来看看如何快速识别辐射检测仪类型。一款是便携式电磁辐射检测仪S8602型，另一款是便携式核辐射检测仪RX1型。一、外观1、本文电磁辐射检测仪S8602型见下图，顶部有一个柱状电磁感应及红LED灯光报警头，是很容易辨识的。但不能只看外观，有的型号电磁辐射检测仪没有明显的柱状外观，还应看下面二、三、四、五项。2、本文便携式核辐射检测仪RX1型见下图，长方体形，不开机，不容易看出是什么仪器：二、仪器显示屏显示的测量信息根据显示屏显示的检测数据项目，可以直接判断出辐射检测仪类型。1、便携式电磁辐射检测仪显示屏显示的主要测量信息应有磁场强度μT（微特斯拉）、电场强度V/m（伏特/米），见下图：2、便携式核辐射检测仪显示屏显示的主要测量信息应有REAL（即时检测值）μSv/h（微西弗/小时），AVG（检测平均值）μSv/h，ACC(累计值)mSv。有的仪器有曲线图。三、磁铁试验用一块电脑硬盘中拆下的钕铁硼磁铁（强磁铁），在两款便携式辐射检测仪传感器附近快速移动，看看仪器的表现。1、便携式电磁辐射检测仪S8602无强磁铁在附近移动时，本底测量值为：磁场强度0～0.13μT，电场强度0V/m。当有强磁铁在附近移动，磁场和电场强度发生变化，测量到最大值为：磁场强度17.78μT，电场强度88V/m，见下图：2、便携式核辐射检测仪RX1本底平均值0.11μSv/h，当有强磁铁在附近移动时，测量值基本没有变化，见下图：可见，便携式电磁辐射检测仪对与磁场的变化十分敏感，而核辐射检测仪对磁场的变化不敏感。四、电场试验1、便携式电磁辐射检测仪S8602本底测量值为：磁场强度0～0.13μT，电场强度0V/m。当靠近墙壁上的电源插座后，检测值变化较大。最大值为磁场强度1.31μT，电场强度57V/m，见下图：2、便携式核辐射检测仪RX1本底平均值0.15μSv/h，靠近墙壁上的电源插座后，检测值没有变化，见下图：可见，便携式核辐射检测仪对电场的变化不敏感，而电磁辐射检测仪对与电场的变化十分敏感。五、离子烟雾报警器（镅Am-241离子源）试验1、便携式电磁辐射检测仪S8602本底值：磁场强度0～0.13μT，电场强度0V/m。放置在离子烟雾报警器上方，没有变化：2、便携式核辐射检测仪RX1本底值平均0.11μSv/h。放置在离子烟雾报警器上方，检测到平均辐射值0.21μSv/h，有变化，见下图：可见，便携式电磁辐射检测仪对离子源不敏感，而核辐射检测仪对离子源十分敏感。结语：经实验，以上五个方面，除外观不是唯一判断条件外，其余四个方面都可以快速判断出便携式辐射检测仪的类型。当无法判断手里的辐射检测仪类型时，可以根据自己具有的测试条件，选择一项来进行甄别。

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2023-10-01

#其它辐射测量

  从2023年8月24日以来，许多人购买了家用核辐射检测仪。这类核辐射检测仪，通常采用玻璃盖格米勒计数管，校准比较难。初次使用时，建议首先认真阅读使用说明书，熟悉仪器基本操作。其次，按照下面几个方面的事项进行操作，会使你的仪器在很长一段时间正常、可靠地使用，发挥出良好的作用。一、测量环境自然本底与国家发布过的数据对比  这样做，是为了判断新仪器的大致误差范围。玻璃盖格米勒计数管仪器的误差较大，通常会有10%～20%。到手的仪器精度怎么样，可以通过实测数据与国家核安全局发布的当地环境监测数据①对比来查看。如果仪器超过自己说明书规定的误差，应要求商家换货。测量时，应避免环境周围有电离辐射源、辐射超标矿场、X射线探伤室、CT室等，以免对仪器测量造成干扰。下图是2011年日本福岛核电站事故后，国家核安全局发布的全国部分城市环境监测数据，可以作为参考。例如:成都地区约为0.0734μGy/h～0.156μGy/h。国家核安全局2023-08-29发布的成都熊猫基地站监测即时数据80nGy/h。在范围的下限边缘。用新购的仪器测量环境自然本底值，见下图，一台RX1型核辐射检测仪测量室外地面（成都市金牛区）：平均辐射值为0.11μSv/h, 在0.0734μGy/h～0.156μGy/h范围内。这里，Gy 是吸收剂量，Sv 是有效剂量。一个主要针对物体，一个主要针对人体。这和具体的光子能量有关。在空气中，这两个单位粗略估算都是取 1，即 1Gy 对应 1Sv。用纸笔记下测量本底数据的地点位置及辐射值，放在仪器盒内。便于以后核查仪器误差使用。二、用含辐射物质样品测量并保留数据  这样做，是为了测量一下新仪器的检测范围和灵敏度。因为盖格米勒计数管的使用寿命、灵敏度都会随使用时间发生下降变化。将新机器测量的数据记录下来，使用一段时间后，再进行测量。可以对比看出仪器盖格米勒计数管的灵敏度下降了多少，以后测量时，将仪器显示屏数值加上相应减少的灵敏度数值即可。用常见离子烟感报警器中的镅Am-241离子源进行检测，见下图：将核辐射检测仪直接放在离子烟感报警器顶部，开机测量：观察到瞬时最大值0.35μSv/h，平均值0.23μSv/h：取下离子烟感报警器的塑料外壳，露出金属罩，进行测量。观察到瞬时最大值0.45μSv/h，平均值0.26μSv/h，比未取下塑料外壳测量值稍大，说明塑料外壳有一定的遮挡作用：再取下离子烟感报警器的金属罩，露出镅Am-241离子源，进行测量：将核辐射检测仪安放在离子烟感报警器的Am-241离子源上方，测量工作5分钟后，观察到瞬时最大值0.9μSv/h，平均值0.68μSv/h，测量值超过设定的预警值0.5μSv/h，蜂鸣器“嘀嘀嘀”响个不停。可见金属罩对射线的遮挡作用更强：下面要进行的实验，不建议动手能力弱的人操作！避免损坏仪器。由于离子烟感报警器的镅Am-241在衰变过程中，除释放出三组α粒子外，还能释放一定能量的γ射线和X射线。α粒子穿透力最弱，一张纸都能挡住。为了进一步实验仪器更高量程测量情况，将核辐射检测仪的底盖去掉，露出盖格米勒计数管，直接放在镅Am-241离子源上方进行测量：开机后，观察到辐射曲线迅速冲向高位，瞬时值1.75μSv/h， 报警声响连续不断：开机5分钟后，观察到瞬时最大值2.06μSv/h，平均值1.54μSv/h，辐射比较强烈，曲线图形冲顶削波、红成一遍。不用担心，这个测量值换算成年度值：1.54(μSv/h)×365÷1000=0.56(mSv/年)，小于人接受辐射安全值5 mSv/年。所以，使用离子烟感报警器的镅Am-241来检测仪器，辐射值在可控范围内，是安全的，可以放心使用。但还是要妥善保管，不要长期放在身边，禁止小孩玩耍！在测量过程中，用纸笔记下测量的地点位置及辐射值数据，放在仪器盒内。便于多年后，核查仪器灵敏度使用。妥善保存好实验用的离子烟感报警器，以备以后使用。三、测量操作程序检查电池有无充足电量，保证检测期间不会断电。测量物质的核辐射时，先确定样品测量位置，用仪器测量此处的本底辐射值（应有平均值），然后再用仪器测量被测物质的核辐射值（应有平均值）。纸笔记录或拍照记录，对比本底，分析样品核辐射值。四、电池使用如果检测量不大，建议使用5号碱性电池。如果需要经常检测，建议使用5号镍氢充电电池。由于许多核辐射检测仪采用轻触键软开关电源，关机后，仍有一定的候机电流。有的机器候机电流较大，有的机器电流很小。长期不使用仪器，强烈建议取出电池存放，避免电池过放电漏液，损坏仪器。五、平时轻拿轻放，禁止丢甩核辐射检测仪内部的玻璃盖格米勒计数管比较娇气，经不起丢甩。使用时，要注意轻拿轻放。平时存放在干燥阴凉、无腐蚀性气体环境的地方。非有一定电子技术能力人员，不要拆开仪器捣鼓。

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2023-09-01

#辐射仪、射线检测仪

  2023年8月24日，日本向大海排放福岛核电站事故核废水，引发周边国家人民对海产品是否受到污染的担心。用一个家用核辐射检测仪测量一下，会让人感到更放心一些。  盖格米勒核辐射检测仪的优点是便宜，网上200元左右就能买到一台。体积小携带方便，使用简单，很适合家用。刚买到的检测仪，如何知道好坏、准不准呢，可以用以下简单的方法。一、实验仪器  网上买的盖格米勒核辐射检测仪XR1型（又标示BR-9B型）见下图，说明书有英、法、德、俄、意、日、韩、西班牙八国语言，唯独没有中文，标示Made In China，没有生产厂家落款等信息，网售130元左右。开机画面用了盖格画像，英文菜单，看样子是外贸产品转内销：检测仪使用3节AAA、1.2V镍氢充电电池，仪器有充电插口：拆开检测仪，看见内部结构。射线离子检测器采用J305βγ型玻璃盖格米勒管，主控芯片是一片STC公司（宏晶科技）的8A8K64D4型MCU：二、大自然本底辐射  大自然本底辐射强度一般在0.10～0.30μSv/h左右。主要来源于宇宙射线、以及空气、水、土壤、岩石和建筑材料中的放射性核素。一般认为，人接受5mSv/年辐射量以内是安全的，换算为5÷365÷24×1000=0.57（μSv/h）。  我国环境保护部（国家核安全局）曾在2011年发布过全国主要城市环境辐射水平。监测结果汇总图中绿色曲线代表监测值，蓝色柱体代表天然本底水平，绿色曲线均在蓝色柱体范围内。监测结果表明当年日本核电事故未对我国环境及境内公众健康产生影响。见下图：三、常见的实验物品  我们新买到手的核辐射检测仪，可以按照以上全国主要城市环境辐射水平图表的本底辐射值进行自测。当地辐射值在蓝色柱体范围内，可以认为检测仪基本正常。如果检测数值相差太大，检测仪存在较大误差，需要校准。  另外，可以利用一些常见的有辐射的物品，检验买到手的核辐射检测仪的功能。例如：消防离子烟雾报警器，老式汽灯纱罩，氩弧焊钍钨电极等。  消防离子烟雾报警器的电离子仓中，有离子式烟雾检测传感器，它的放射源是一小块含微量放射性同位素镅Am-241的金属小圆片，为α辐射体。在衰变过程中，除释放出三组α粒子外，还能释放一定能量的γ射线和X射线。  老式汽灯纱罩，1884年奥地利化学家Carl Auer  von Welsbach发明。旧工艺将织物浸入硝酸钍溶液中，有时会出于各种原因将其它金属Ce、Be添加到溶液中。灼烧时，硝酸钍变成二氧化钍。二氧化钍在高温时会发出耀眼白光且热稳定性强，熔沸点高，也不能被空气氧化，是较为理想的焰色载体。二氧化钍衰变链中有氡等其它高放射性元素。现在生产的汽灯纱罩材质是蓖麻纤维或石棉，用硝酸稀土元素溶液如硝酸钆、硝酸钇、硝酸镱溶液替代硝酸钍溶液来浸泡纱罩，没有放射性，呈黄光。用汽灯纱罩来判断核辐射检测仪好坏，应使用老工艺汽灯纱罩（网售的含钍汽灯纱罩，均是库存老货）。  工业用氩弧焊钍钨电极，含有1～2%二氧化钍，尾部涂有红色。二氧化钍放射性较弱，但进入人体内产生内照射危害较大，其衰变链中的氡等其它高放射性元素尤其需要注意。从事焊接施工操作后，注意妥善保管，接触后洗手。四、实验情况  下面以消防离子烟雾报警器的Am-241放射源为例，看看如何使用它来判断盖格米勒核辐射检测仪的好坏。  在室外（成都市），离地面8.5cm处，大自然本底平均辐射（不间断测量5分钟以上，下同）0.11μsv/h，符合成都地区环境辐射水平范围0.0734μGy/h～0.156μGy/h（注：在空气中粗略估算，1μGy/h对应1μsv/h）：在室内（5楼），距离实木地板8.5cm处，本底平均辐射0.10μsv/h，比室外地面略低一点：一款消防离子烟雾报警器：取下离子烟雾报警器塑料帽后，有金属罩：将辐射仪放在离子烟雾报警器金属罩上，平均辐射0.30μsv/h：去掉离子烟雾报警器金属罩，看见小圆孔中的镅Am-241离子源：将辐射仪放在移去金属罩的离子烟雾报警器上，图形上，瞬时最高值超过1.0μsv/h（观察到为1.2μsv/h），被削波了。平均辐射值上升为0.90μsv/h，超过仪器设定的0.50μsv/h报警值，蜂鸣器“嘀嘀嘀”响个不停，可见金属罩对Am-241屏蔽作用较强：客厅（23楼）地砖，平均辐射0.15μsv/h厨房（23楼）水磨石台面，平均辐射0.14μsv/h：小区道路铺地红砖，辐射值0.18μsv/h：小区花岗石狮子，辐射值0.18μsv/h：公园凳子，花岗石支座，平均辐射0.18μsv/h：五、注意事项  根据《含密封源仪表的放射卫生防护要求》（GBZ125—2009）及《离子感烟火灾探测器用镅-241α放射源》（GB12951—2009）规定，消防离子感烟探测器、测厚仪、温度计、料位仪等仪器使用的Am-241放射源基本为IV～V类源。根据2005年国家环境保护总局发布的《放射源分类办法》规定，IV类放射源为低危险源，基本不会对人造成永久性损伤，只有长时间、近距离接触才可对人体造成可恢复的临时性损伤，V类放射源为极低危险源，不会对人造成永久性损伤。正常情况下，Am-241放射源对人体健康影响较小。  离子烟雾报警器放射源的α粒子由两个中子和两个质子构成（氦-4），质量为氢原子的4倍，带两个正电荷，很容易就可以电离其他物质。因此，它的能量亦散失得较快，穿透能力在众多电离辐射中是最弱的，人的皮肤或一张纸就能隔阻α粒子。但释放α粒子的物质进入人体内，在α射线内照射下，人长期也是受不了的。使用应带手套口罩，用后洗手，妥善保管，防止小孩玩耍。  本实验采用的XR1型核辐射检测仪，内部主要元件是J305βγ型玻璃盖格米勒管，对βγ射线敏感，寿命为：最大本底计数率＞1×10?脉冲。本文测量离子烟感报警器Am-241时，最大值才1.2μsv/h左右（实质是检测到α衰变后γ）。不同品牌的离子烟感报警器Am-241辐射强度会有一些差别。如果使用专业α辐射检测仪来进行测量，对烟感报警器Am-241的α辐射检测值会高达540μsv/h左右。对要求高的检测或需要测量单一辐射离子，建议使用专业核辐射检测仪。结语：家用核辐射检测仪完全可以用一些常见的含辐射物质（例如：消防离子烟雾报警器，老式汽灯纱罩，氩弧焊钍钨电极）来进行判断好坏。通过对家用建筑材料的的检测，看到辐射值都很小，符合国家安全标准。没有出现曾经有些瓷砖、大理石、花岗石制品辐射超标的问题。这是多年来建材行业加强管理的结果，大家可以安心使用。当然，用来测量一下海外商品也是没有任何问题的。

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2023-09-01