环境放射性检测实验
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1、科学素养
氡广泛存在于自然界中,是人类所受天然辐射最主要的来源。氡衰变产生的子体极易吸附到空气中悬浮的气溶胶上,形成放射性气溶胶粒子,这些α放射性的气溶胶被人体吸入后,沉积在肺部的不同部位,对人体产生内照射,最终致使癌变。联合国原子能辐射效应委员会(UNSCEAR, United National Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation)在其2000年的报告中明确指出氡及其子体所致人类辐射剂量约占人类所受的天然辐射照射总量的一半左右。据统计,世界上患肺癌而死亡的人数中,约有20%是由于氡诱发的,而且氡是仅次于吸烟的第二大致癌根源。半个世纪以来,有关氡的测量和研究一直是国际辐射防护研究领域的热点。
2、分层次实验教学内容
a)基础内容
- 理解氡气从介质表面的析出过程,掌握析出率的概念。
- 初步掌握氡浓度及析出率测量原理和技术,以alpha谱仪为例。
- 测量建材中的氡析出率。绘制累积箱内氡浓度的累积增长曲线,用直线法或指数曲线拟和法计算氡析出率。
b)提升内容
- 导出alpha谱仪的测量能谱图,区分认识各个峰的来源。
- 研究不同解谱方式带来的氡析出率的差异,寻找最佳的解谱方式。
c)进阶内容
- 利用控制变量的方法,探究影响氡析出率的因素。
- 测量土壤中的氡析出率。
d)高阶内容
- 在保证仪器气密性良好的情况下,利用鼓泡法测量水中的氡析出率。
- 对比建材,土壤以及水中氡析出率的异同,以及各自测量的注意事项。
3、能力培养
- 掌握alpha谱仪的工作原理及操作方法。
- 掌握能谱的辨识,以及常用的解谱工具及方法。
- 掌握辐射的来源以及辐射防护等基本知识。
4、知识点
- 环境放射性的主要来源,尤其是氡的来源。
- 氡浓度大小的影响因素。
- 降低室内氡浓度的方法。
- 氡析出率的测量方法,以alpha谱仪为例。
- 能谱的识别,以及解谱的方法。
- 辐射防护的基本知识。
5、学科关联
核探测,辐射防护
6、延伸实验
- 利用高纯锗探测器测量矿渣中的gamma,利用gamma能量和强度鉴别矿渣的成分及含量。
- 利用高纯锗探测器测量环境中40K的含量。
- 利用beta探测器测量土壤中的放射性。