[摘要]介绍学校的基本情况和环境现状，探索α、β、γ和x射线的产生机理和性质。采用普查监测法，制定校园电离辐射的监测方案，对校园进行全面的监测。根据监测数据，对数据进行统计分析，评估监测数据的质量，了解监测数据的有效性和精密度。在此基础上，计算校园电离辐射的有效剂量当量He，根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)，评价校园电离辐射的安全性，分析本次电离辐射监测安全评价的有效性及存在的问题，从而让师生清楚校园环境核辐射的安全情况。
[关键词]环境电离辐射；电离辐射监测；电离辐射安全评价；有效剂量当量
1学院介绍及环境现状
广东环境保护工程职业学院于2010年2月经省人民政府批准正式成立为大专院校，隶属于广东省教育厅。学院位于在佛山市南海区桂丹西路98号，占地面积30万m2，现有在校生1万多人，教职工550多人。学院所在佛山市是古海岸线遗迹构成的独特地貌景观，地质主要是褶皱和断裂构造；气候属南亚热带季风湿润气候区，气候温和、常年平均气温为21.7℃、雨量充沛；区内水系发达，河网交错，是典型的岭南水乡；土壤类型以典型赤红壤分布最广，植被大部分为人工次生林。
2电离辐射的产生和分类
电离辐射的产生有不稳定原子核发生衰变时产生的核辐射，也有核反应产生的核辐射。核衰变具有不同的形式，如原子核的裂变，原子核内部质子和中子互换或原子核电子的俘获等，不同形式的核衰变产生不同类型的核辐射。衰变的过程中产生了α、β、γ和X射线。α衰变是不稳定重核(一般原子序数大于82)自发放出4He核(α粒子)的过程。如：RaHeRn422228622688衰变在226Ra衰变成222Rn的过程中，也有γ射线的产生。α粒子的质量比电子大得多，通过物质时极易使其中的原子电离而损失能量，所以它具有很强的电离能力，但穿透力弱，只能穿透皮肤的结角层，在空气中传播只有厘米级，在铅板中甚至达到微米级，甚至一张纸就能阻挡住α粒子。β衰变是放射性核素放射β粒子(即快速电子)的过程，它是原子核内质子和中子发生互变的结果。β衰变可分为β－衰变和β＋衰变和电子俘获三种类型。(1)β-衰变：核素中的中子转变为质子并放出一个β-粒子和中微子的过程。NiCo60286027衰变Co6027原子放出一个β-粒子和γ射线，原子核转变为Ni6028。(2)β+衰变：核素中质子转变为中子并发射正电子和中微子的过程。(3)电子俘获：不稳定的原子核俘获一个核外电子，使核中的质子转变成中子并放出一个中微子的过程。电子俘获的过程中伴生出X射线，如：MnFeK55255526俘获过程伴生出γ、X射线与α粒子相比，β粒子的电离能力较弱，但穿透能力更强，β粒子在空气中能穿透几米至几十米才被吸收，与物质作用时可使其原子电离，也能灼伤皮肤。γ射线是原子核从较高能级跃迁到较低能级或者基态时所放射的电磁辐射。这种跃迁对原子核的原子序数和原子质量数都没有影响，所以称为同质异能跃迁。某些不稳定的核素经过α或β衰变后仍处于高能状态，很快(约10~13s)再发射出γ射线而达稳定态。X射线的来源是原子核中的质子俘获电子过程中伴生出X射线或高速电子轰击金属耙产生X射线。X射线和γ射线有很多类似的特性，X射线和γ射线都是一种高能电磁辐射，两者电离能力弱，穿透能力强，但它们起源不同，X射线是原子核外引起，而γ射线是原子核内部发生的。与γ射线相比，X射线能量低，穿透能力小于γ射线。
3校园电离辐射监测方案
3.1监测个人防护。本次监测，是对校园环境做普查监测，未涉及放射性工作场所和高危的电离场所，因此，对个人没有特别的防护要求。
3.2监测仪器。实验仪器：907型PalmRAD电离辐射测量仪。
3.3监测原理。环境中存在天然的放射性核素、人为放射性污染以及宇宙射线等电离辐射源，这些构成了环境电离辐射本底值。放射性测量仪器的基本原理是基于放射线与物质间相互作用所产生的各种效应，包括电离、发光、热效应、化学效应和能产生次级粒子的核反应等。
3.4监测条件。无雨无雷电，无雪，风速小于5米/秒。
3.5监测方法。(采用普查监测法)环境电离辐射可采取定点监测法和普查监测法，校园的环境电离辐射监测采用普查监测法，通过坐标法确定监测点。根据校园地图，设直角坐标系，横坐标X轴，编号为A-J，纵坐标Y轴，编号为1~10；根据坐标法把校园划分为10×10=100个方格，选取其中具有代表性的20方格作为监测点。3.6监测步骤(1)启动仪器，功能选择并设置参数；档位选择置μSv/hr；仪器进行6秒系统检查，系统检查结束后，约30秒后，发出“嘟”一声，指示已收集到足够的信息保证统计上的有效性。(2)根据已确定的监测点，每个监测点测量3个数据，记录数据。检测时必须注意探测窗前没有障碍物。
4数据记录及计算
根据监测的数据计算校园各区的放射性强度平均值、偏差、平均偏差、标准偏差以及变异系数。
5数据处理及分析
根据表-2测量数据，利用公式：11),(),(nStxnStxaa计算95%置信区间。查得t(9,0.5)=2.262，代入计算得：95%置信区间为：0.135＜μ＜0.187根据表2数据作F3监测的散点图如图2。907型PalmRAD电离辐射测量仪是每3s统计读数一次，由于环境放射性强度具有一定的波动性，且引起盖革管内气体发生电离的强度受外界因素的影响，所以在同一点，不同时间监测到的数据具有一定的波动性是属于正常的现象，图2标出不同时间监测数据的分布及误差的变化范围。通过对F3监测点连续监测10次并进行计算分析，得出本次监测的95%置信区间为：0.135＜μ＜0.187，平均偏差0.029，相对平均偏差为18.01%，标准偏差为0.03，所以本次监测数据精密度较高，数据真实可靠。
6校园电离辐射的安全评价
本次只对广东环境保护工程职业学院环境电离辐射的普查，没有对空气、水体、土壤中放射性核素进行监测，也没有就内外照射以及放射性核素摄入体内后对人体各个器官造成放射性辐射的有效剂量当量进行监测和估算，所以，全身有效剂量当量的计算无法采用人体各器官受有效剂量当量照射计权加总的方法进行。
6.1剂量当量。组织中某点处的剂量当量H是D、Q和N的乘积，其公式：H=DQN式中：D—吸收剂量；Q—品质因数，取值与照射类型、射线种类有关；N—其它修正因数的乘积，目前国际放射防护委员会(ICRP)指定N=1。
6.2有效剂量当量。当所考虑的效应是随机性效应时，在全身受到非均匀照射的情况下，受到危险的各组织的剂量当量与相应的权重因子的乘积的总和，公式为：TTTeHWH式中：He—有效剂量当量；HT—组织和器官T所受的剂量当量；WT—权重因子，根据组织或器官进行取值；
6.3校园电离辐射的剂量当量。本次监测了校园环境电离辐射的强度，校园环境电离辐射主要考虑外照射，作用于人体的全身，射线的种类主要是X、γ、e，故质品因数Q=1，由公式：H=DQN，所以H=D。有效剂量当量：TTTeHWH不分人体器官的有效剂量当量及计权，把人体看成一个整体进行考虑，假使照射对各个部位都一样，那么T=1，WT=1He=H=D=0.16μSv/hr=1.40mSv/a根据表2可计算校园各区的环境电离辐射的有效剂量当量。根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)公众照射剂量限值规定，实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值：(1)年有效剂量，1mSv；(2)特殊情况下，如果5个连续年的平均剂量不超过1mSv，则某一单位一年份有效剂量可提高到5mSv；(3)眼晶体的年剂量当量，15mSv；(4)皮肤的年剂量当量，50mSv。根据监测结果，校园环境电离辐射年当量剂量超过(1)项，但小于其它的(2)、(3)、(4)三项。由于未对组织器官的照射量进行计权求和计算，且缺乏内照射的评价，所以不能完全参照标准的(1)项；所以校园的电离辐射是安全的。7结论本次把校园分100个网格，选其中20个具有代表性的监测点，每个监测点监测3个数据，选取F3点连续监测10次，作为本次分析监测质量的基础数据。本次监测全面可靠，经对监测数据分析可知精密度较高，监测数据真实可靠。本次只限于对校园环境的放射性辐射进行监测，未对校园的空气、水体、土壤中的放射性核素进行监测。未对核辐射的α粒子、β粒子以及γ、X放射线进行分类监测。在安全评价中，未对组织器官的照射量进行计权求和计算，缺乏对内照射评价。监测结果表明，校园的环境电离辐射年有效当量剂量为1.40mSv，校园的电离辐射符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)公众照射剂量限值的标准，校园环境电离辐射安全放心。特别鸣谢：在黄壮群指导老师的大力支持下，作者才能完成本项目的研究工作，在此表示衷心的感谢！
作者:陈泽浩 黄嘉玉 黄靖 张庆仪 王子龙 黄俊林 巫楚莹 危芷慧 刘琳 单位:广东环境保护工程职业学院环境监测系
