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產(chǎn)品應(yīng)用 | 高純鍺γ能譜儀在礦產(chǎn)礦物檢測(cè)中的典型應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：

2024-10-15 09:05

來(lái)源：

·引言

 

近年來(lái)，關(guān)于放射性物質(zhì)超標(biāo)的檢測(cè)案例屢見(jiàn)不鮮，其中以礦產(chǎn)礦物中鋯英砂的放射性檢測(cè)尤為關(guān)注。

 

一、2016年，廈門(mén)口岸，一批鋯英砂因放射性超標(biāo)370倍而被退運(yùn)。這批貨物裝載于20個(gè)集裝箱內(nèi)，總重量達(dá)到528噸，這是廈門(mén)口岸退運(yùn)的最大批量放射性超標(biāo)鋯英砂。經(jīng)過(guò)對(duì)該批鋯英砂放射性檢測(cè)，結(jié)果顯示其γ射線劑量當(dāng)量率為75.17-82.39 μSv/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)本地環(huán)境輻射本底值370余倍，釷、鈾、鐳、鉀的比活度合計(jì)也高達(dá)99.8Bq/g

 

二、2021年，茂名海關(guān)截獲了一批放射性超標(biāo)的進(jìn)口鋯英砂，共37個(gè)集裝箱標(biāo)箱，合計(jì)1006噸。該貨物伽馬射線γ在3.18Sv/h—7.38Sv/h之間，最高值比中國(guó)《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》判定的最低放射性標(biāo)準(zhǔn)超近7倍。

 

圖：鋯英砂放射性超標(biāo)的檢測(cè)（海關(guān)查獲）
 

這些事件表明，為了保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境和人體健康不受損害，對(duì)礦產(chǎn)礦物中的放射性物質(zhì)是否超標(biāo)執(zhí)行嚴(yán)格的檢測(cè)是非常有必要的。

 

圖：鋯英砂

 

礦產(chǎn)礦物的放射性檢測(cè)概述：

‌以鋯英砂的放射性檢測(cè)為例：鋯英砂中含有天然伴生的放射性元素，如釷、鈾、鐳及鉀等，其深加工產(chǎn)品鋯石（氧化鋯）中也可能含有微量的放射性元素，如鈾(U)和釷(Th)等。這些放射性元素在衰變過(guò)程中會(huì)釋放出特征γ射線。

 

高純鍺γ能譜儀能夠精確測(cè)量這些特征γ射線的能量和強(qiáng)度，從而分析出鋯英砂中放射性核素的種類(lèi)和含量。這對(duì)于評(píng)估鋯英砂的放射性污染程度、保障礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用安全具有重要意義。

 

礦產(chǎn)勘查：

 

在礦產(chǎn)勘查過(guò)程中，利用高純鍺γ譜儀測(cè)量地層中放射性元素的含量，可以幫助地質(zhì)學(xué)家確定礦產(chǎn)資源的分布情況。對(duì)于鋯英砂等含有放射性元素的礦產(chǎn)來(lái)說(shuō)，這種方法尤為有效。

 

通過(guò)分析地層中放射性元素的分布特征，可以推斷出鋯英砂礦體的位置、規(guī)模和形態(tài)，為后續(xù)的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

 

環(huán)境監(jiān)測(cè)：

在礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的放射性污染。利用高純鍺γ譜儀對(duì)開(kāi)采區(qū)域及其周邊環(huán)境進(jìn)行放射性監(jiān)測(cè)，可以評(píng)估放射性污染的程度和范圍，為環(huán)境保護(hù)和治理提供數(shù)據(jù)支持。

 

傳統(tǒng)礦石分析方法在樣品采集、處理和分析過(guò)程中費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和大規(guī)模應(yīng)用方面存在限制，而高純鍺γ能譜儀具有快速、準(zhǔn)確、非破壞性的特點(diǎn)，能夠?yàn)榈V石質(zhì)量評(píng)估提供新的解決方案。鋯英砂作為一種重要的礦物原料，其分析和研究對(duì)于理解其資源狀況、優(yōu)化開(kāi)采和加工工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義，同時(shí)也為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

 

高純鍺γ能譜儀檢測(cè)鋯英砂放射性的典型應(yīng)用:
 

圖：工藝陶瓷
 

鋯英砂在陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，主要用于各種建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷、工藝品陶瓷等的生產(chǎn)中。

 

工藝陶瓷中的放射性主要來(lái)源是陶瓷工業(yè)中的礦物原材料，特別是鋯英粉類(lèi)釉料、尾礦石、工業(yè)廢渣等材料。這些原料大多來(lái)自天然礦物，主要是含鉀礦物，如長(zhǎng)石、云母、石英等，存在著許多原生天然放射性核素，就劑量而言主要是40K、232Th、238U，以232Th和238U起始的兩個(gè)衰變鏈?zhǔn)亲钪匾妮椛鋪?lái)源。這些放射性物質(zhì)在經(jīng)粉碎、高溫、燒結(jié)等物理化學(xué)過(guò)程后仍有放射性。
 


FYHPGe系列 高純鍺γ能譜儀（自動(dòng)進(jìn)樣）海關(guān)應(yīng)用 

 

方圓科技研發(fā)生產(chǎn)的高純鍺γ能譜儀可用于高探測(cè)效率測(cè)量，并可適應(yīng)多種樣品幾何形狀。國(guó)內(nèi)有學(xué)者曾研究比較碘化鈉(NaI)閃爍體探測(cè)器和高純鍺(HPGe)半導(dǎo)體探測(cè)器γ能譜儀的性能，發(fā)現(xiàn)HPGe探測(cè)器的能量分辨率比Nal好數(shù)十倍，在測(cè)量含多種未知核素、γ譜線復(fù)雜的樣品時(shí)應(yīng)選用HPGe探測(cè)器。

 

圖：高純鍺γ能譜儀——無(wú)源效率刻度軟件

 

方圓科技研發(fā)生產(chǎn)的高純鍺γ能譜儀，搭載了無(wú)源效率刻度軟件（含探測(cè)器表征）。無(wú)源效率刻度是基于點(diǎn)源刻度技術(shù)，利用蒙特卡羅模擬或數(shù)值積分等數(shù)學(xué)算法計(jì)算探測(cè)器周?chē)臻gγ光子的輸運(yùn)過(guò)程得到探測(cè)效率的刻度方法。無(wú)源效率刻度技術(shù)對(duì)比有源效率刻度主要有以下優(yōu)點(diǎn):

 

(1)無(wú)需制作使用標(biāo)準(zhǔn)源，可避免樣品和標(biāo)準(zhǔn)源之間的代表性問(wèn)題增加的不確定度；

(2)無(wú)需采購(gòu)、保存放射源以及辦理放射源的使用證，編制應(yīng)急方案等安全管理的措施，可以降低管理成本；

(3)更加安全，降低對(duì)實(shí)驗(yàn)室以及工作人員的污染風(fēng)險(xiǎn)；

(4)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)形狀類(lèi)型各異的樣品，可以不破壞樣品進(jìn)行檢測(cè)；

(5)節(jié)約實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，測(cè)量速度快。

 

無(wú)源效率刻度方法出現(xiàn)以來(lái)，得到了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)人士的認(rèn)可。

 

 

國(guó)內(nèi)有實(shí)驗(yàn)室連續(xù)3年用γ譜無(wú)源效率刻度法測(cè)量IAEA組織的環(huán)境樣品中γ核素國(guó)際比對(duì)樣品，總體接受率為100%，因此認(rèn)為γ譜無(wú)源效率刻度方法的可靠、實(shí)用。

相關(guān)內(nèi)容

有相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)嗎

用戶單位需安排2-5名學(xué)習(xí)人員參加培訓(xùn)。包括儀器的基本原理、操作及一般儀器維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)。?　　我方工程師會(huì)免費(fèi)前往現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)基本操作培訓(xùn)，現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)至操作人員正常操作。除此之外，公司常年提供免費(fèi)咨詢、操作指導(dǎo)，有條件的，可以前往我公司學(xué)習(xí)。

售后服務(wù)承諾

1.我公司保證所提供的產(chǎn)品都是全新，未被使用的，由優(yōu)質(zhì)的材料制作，擁有優(yōu)秀的工藝，在各方面都符合投標(biāo)文件和招標(biāo)所規(guī)定的質(zhì)量、規(guī)格和性能。保證達(dá)到產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和宣傳資料中所標(biāo)明的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

生活飲用水也會(huì)受到放射性污染嗎？

前言：人類(lèi)生活離不開(kāi)輻射，無(wú)時(shí)無(wú)刻不受到各種輻射影響，喝的水、呼吸的空氣里含有少量的放射性元素。但隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越重視健康，飲水中可能受到放射性污染的話題也引起關(guān)注。

為什么要進(jìn)行土壤氡檢測(cè)？

在建筑工程施工中，基礎(chǔ)施工前，都要對(duì)建筑物范圍內(nèi)的土壤進(jìn)行氡檢測(cè)?！　「鶕?jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325-2010(2013年版)，新、擴(kuò)建的民用建筑工程設(shè)計(jì)前，必須進(jìn)行建筑場(chǎng)地土壤中氡濃度測(cè)定，并提供相應(yīng)檢測(cè)報(bào)告。　　那么，為什么要進(jìn)行氡檢測(cè)呢?　　一、氡的危害　　氡是一種氣體，由鐳衰變而產(chǎn)生，是自然界惟一的天然放射性惰性氣體，比重是空氣的7.5倍。它隱藏在我們生活中的角落，沒(méi)有顏色，沒(méi)有氣味?！　?0世紀(jì)最神性的懸案之一便是，那些進(jìn)入金字塔的人，不久就會(huì)暴病而亡。人們都說(shuō)是古埃及人在金字塔下了毒咒。直到加拿大和埃及科研人員在金字塔發(fā)現(xiàn)了氡氣，才使金字塔之迷大白于天下?！　]發(fā)性有害氣體可以隨著時(shí)間的推移而逐漸降低至安全水平。而氡氣的危害在于它的不可揮發(fā)性。室內(nèi)氡氣不會(huì)隨時(shí)間的推移而減少。因而，地下住所的氡濃度比地面居室高許多?！　‰睂?duì)人體的危害主要是：　　1、導(dǎo)致肺癌。它是引起肺癌的第二大因素，我國(guó)每年有5萬(wàn)人因?yàn)殡睔饧捌渥芋w致肺癌而死亡?！　?、導(dǎo)致白血病。　　3、使人喪失生育能力，胎兒畸形，基因畸形遺傳等?！　×硗?，氡還可以通過(guò)人體脂肪影響人的神經(jīng)系統(tǒng)，使人精神不振，昏昏欲睡。氡氣已成為家居健康的超級(jí)隱形殺手。　　二、氡的來(lái)源　　室內(nèi)氡來(lái)源主要有4個(gè)方面：　　1、土壤中析出的氡。地層深層含有鈾、鐳、釷的土壤、巖石中常有高濃度的氡，可以通過(guò)地層斷裂帶進(jìn)入土壤，并沿著裂縫擴(kuò)散到室內(nèi)?！　?、建筑材料中析出的氡?；◢弾r、磚砂等，特別是含有放射性元素的天然石材，易釋放出氡?！　?、戶外空氣帶入室內(nèi)的氡。室外空氣中氡的輻射劑量很低，可一旦進(jìn)入室內(nèi)，就會(huì)積聚，不易消失。常通風(fēng)可改善?！　?、取暖和廚房設(shè)備的天然氣中釋放出的氡?！　∫陨?，第1、2條是主要來(lái)源，因此，在新建建筑時(shí)，必須要進(jìn)行氡檢測(cè)。