生活中的核辐射及其监测--公众指南

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生活中的核辐射及其监测--公众指南

虎哥2024/04/28原创核技术与核仪器 IP:四川

近年来社会公众对核辐射的警惕性有较大提升，推动了核辐射相关知识的普及，核辐射测试仪器的销量也有空前提高。许多人会问到相似的问题，例如，测到什么数值算合格？如何判断海鲜能不能吃？我家马桶数值偏高，我很担心，怎么办？本文从常见的问题入手，对相关知识进行一次较为系统的梳理。

（一）什么是核辐射

核辐射过去被称为“电离辐射”，意思是这种辐射的能量较高，可以让物质电离。但“电离”并不是唯一的作用方式，也不是每种辐射都可以引起电离。

常见的核辐射包括两大类。

一是运动的微观粒子，例如电子、质子、分子、中子、原子、原子核。任何微观粒子，只要速度足够高，例如接近光速，都可以像子弹那样打进人体内部。如果它们和人体内的分子（比如DNA）或原子发生作用，就会改变分子或原子的性质，从而产生危害。

二是高能光子，就是比紫外线波长还短的光，通常称为γ射线或x射线。x射线与γ射线是同一种射线，没有任何区别，只是根据它的来源起了不同的名字。来自原子核的叫γ射线，来自核外电子或其他途径的叫x射线。

在特定条件下，一种辐射可能引发另一种辐射。例如能量在10MeV以上的光子，可以作用于原子核，打出中子辐射。β射线（电子）可以和其它原子作用，产生x射线（韧致辐射）。

辐射可以从外部打入人体，叫做“外照射”，也可能从人体内部产生并作用于人体。人体内部本身就有很多产生辐射的物质，如果吃、吸进或注射了产生辐射的物质，也会在人体内部放出射线，这就是“内照射”。

（二）环境中的核辐射

人们无时无刻不在核辐射中。

自然界的辐射来源于地上或者天上。

来自地面的叫地面辐射。空气、水、岩石、土壤等等，都含有产生辐射的物质。尤其常见的是铀和钍，在土壤中就有丰富的含量，随时放出射线。水泥、砖头等，本质上是岩石或土的变种，也就具有相应的辐射。除此之外较为明显的是钾，人体的必须元素，自然界中有0.01%的钾是具有较强放射性的⁴⁰K。

来自于天上的叫宇宙射线。太阳就是一个巨大的射线源，除了发出可见的阳光，还射出天量的微观粒子及高能光子。虽然有地球磁场和厚厚的大气层保护，依然有极少量打到地面，还有一些会与空气作用，产生另一些辐射。

辐射最低的地方，是远离地面，但又不算太高的空中。距离地面两三百米到两三千米的地方，地面辐射照不到，大部分宇宙射线也下不来，于是辐射最小。

除了天然的辐射，还有少量来自于人工核素。历史上进行过很多核试验，也发生过核事故，它们都向自然界排放了放射性物质，这些放射性物质已经扩散到全球。

到医院拍X光，做同位素造影等，也会受到辐射。

（三）生活中的辐射来源

正如第二节所讲，生活中的辐射大部分来自地面或天上。但对人体危害最大的，是吃进去或者吸进去的放射性物质。铀和钍在发出辐射的同时，还会产生氡气，氡气可以被吸进肺里，产生内照射。吸烟或呼吸充满尘埃的空气，都会吸进放射性粉尘。烟里面的典型辐射源是²¹⁰钋。这些²¹⁰钋是哪里来的呢？当然来自于烟草，而烟草中的放射性元素又来源于土壤和大气沉降，包括下雨把低层大气中的氡衰变产物携带到叶片表面，又被叶片吸收。农田就是铀和钍的大本营，这些元素在衰变过程中会产生大量放射性产物。除非无土栽培，否则植物会不可避免的吸收一些放射性物质，而吃草和粮食长大的牲畜，显然也可能富集这些物质，特别是内脏和骨骼。对于某些难以排出的元素，养得越久，富集就会越明显，老母鸡当然比速成鸡脏得多。食物链顶端的人，毫无疑问是很脏的。

（四）辐射有安全剂量吗

主流的观点是，接受的辐射越少越好，应当避免不必要的辐射。国际辐射防护委员会（ICRP）和国际原子能机构（IAEA）建议，公众的年有效剂量不超过1mSv。

于是，很多人拿这个数值来作为“安全剂量”标准使用，甚至把它除以8760小时，算出一个0.11μSv/h的所谓“安全标准”。这种做法是完全错误的。

事实上，从来没有哪个正经的标准或规范提出过“安全剂量”的具体数值。任何大小的辐射都会引起对应的风险，除非剂量特别大，这些风险只具有统计学的意义，对个人的影响远小于其它随机因素。

IAEA的建议，实际上仅针对“计划照射范围内的实践”中的人员所受照射的防护。也就是说，它是针对辐射管理的建议，仅针对主管部门认为可以管理的辐射、需要防护或需要补救的情况，而不是对普通公众的建议。它对公众剂量的建议，针对的是“计划照射情况下公众的剂量限值”，也就是特定公众——常见的情况是核电站周边数公里，核事故现场附近的公众和受到放射性污染影响的人。

显然，人们在生活中受到的自然本底辐射无法管理、无需防护或补救，包括乘坐飞机受到的宇宙射线照射。

但机组人员在飞机上提供服务所受的辐射，主管部门就可以认为需要管理，比如限制年飞行小时数。也可以认为需要补救，比如怀孕前先转半年地勤。

即便普通公众非要认为自己是“计划照射情况下的公众”，要拿1mSv来要求自己，也不能随便计算总剂量。

例如，在医院拍CT，会受到数mSv的局部照射。但是这部分剂量，是不能算到1mSv里面的。

我国公众平均受到的自然本底辐射外照射的年有效剂量，大约是1mSv，也是不能算到上面那个1mSv里面的。

而人体吸入氡气及体内固有的放射性元素，例如⁴⁰K引起的内照射，还有总共大约1.5mSv，当然也不属于这个1mSv。

总之，1mSv只是用来管理特定公众所受额外剂量的标准，例如用来管理核电站的排放对周围居民的影响，不是安全标准。是否满足这个值是基于监测数据用数学模型推算的，不可能也不必要为每个公众戴上仪器，即便是特定公众。

生活在高本底地区（例如广东阳江地区），受到的自然照射通常会比世界平均值高好几倍。有些地方，仅自然照射就有超过10mSv的年有效剂量。这种普遍的自然照射是无法管理的，不受1mSv的约束。

在统计中，并没有发现这些地方癌症或畸形高发。实际上，还有一部分流调结果显示，某些高本底地区的健康状况反而偏好，甚至有人站在进化论的角度给出了解释——地球历史上的辐射比现在更高，因此在漫长的演化中，生物更适应比现在稍高的辐射环境。

所以，小于多少的辐射是安全的？我给不出答案。我只能说，不必要的辐射尽量少接触。假设你很在意这一点，那么就别每年体检都去拍片，如果拍的收益更大（例如你是重度烟民），一定要选择刚买了新机器的医院，因为医用仪器的总体发展趋势是剂量越来越小。

如果你是核爱好者，喜欢摆弄一些天然放射性物质，又愿意为此付出代价，那么我认为你就属于特定公众，可以参照1mSv的额外照射来约束自己的行为。比如按每年摆弄24小时算，在玩的时候平均全身剂量当量率不应超过40μSv/h。但假设技术上可行，成本的增加极少，为什么不按照0.5mSv管控呢？

类似的情况还出现在别的标准规范中。例如，标准规定面包中铅含量上限为0.5mg/kg，可以认为这个数值是安全的，但如果铅含量达到5mg/kg，是不是不安全？如果是0.05mg/kg，是不是“绝对安全”？其实0.5mg/kg只是在综合评判风险和成本之后博弈的结果，它是用来约束食品生产者的。如果你自己种小麦烤面包自己吃，就算达到5mg/kg，也不违规，投案自首都没人受理，你天天吃也不见得有可以察觉的危害。但是，谁都知道，如果有条件，当然是越低越好，最好是没有。

低的代价是成本，包括为了降低而花费的直接成本，也包括关注这件事所花费的间接成本，比如测量的成本、时间和精力的成本、为了降低而放弃某事的机会成本。当低到一定程度，或者对偶然的接触来说，只要没有高到一定程度，关心它就是不划算的。例如生病了拍几张X光片，坐几趟飞机等等，就毫无担心的必要。

（五）测到多高的剂量（当量）率需要引起警惕

生活中使用辐射计测到的几乎都是本底辐射。通常，本底辐射不在需要管控的范围内，但建筑材料放射性核素含量和室内氡气含量是有规范且可以管控的。

因此，首先应当排除掉正常的本底辐射。不同地区的本底辐射不一样，可以用辐射计在当地的多种场景下测试，了解当地本底辐射的大致区间。通常露天楼顶会比露天地面小，露天地面又会比室内小，晴天的辐射会比刚开始下雨时小，水面上会比陆地上小。

知道了当地大范围的情况，再了解工作或生活场所小范围的情况，最后再关注最常停留的地方的情况，例如工位、床上。用小范围的情况同大范围的总体情况相比较，可以知道自己工作和生活的地方处于什么水平。

例如，一个城市到处都是0.5~1.3μSv/h，而你卧室大约1.3μSv/h，这就是“正常情况”，就算报警也没用。但如果到处都是0.05~0.2μSv/h，而你的卧室是0.5μSv/h，则说明卧室的辐射偏高，可能存在某种异常，可以加以检查。

而某个物品偏高，就要看这个物品是干啥用的，可能的影响有多大。例如陶瓷马桶的辐射往往比正常室内高，在表面测到1μSv/h也是可以容忍的。但靠近水杯和碗时，如果剂量率比周围环境明显偏大，则是不可容忍的。

如果不给一个参考值读者又不满意，所以这里根据经验提出一些不严谨的数值。

在室外距离地面1米高度，通常不超过0.3μSv/h，多数地方为0.1μSv/h左右。

在室内距离地面和墙面1米半位置，通常不超过0.5μSv/h，常见的数值在0.2μSv/h左右。

在海上距离水面5米，且远离陆地和船舶（船有多大辐射可没准），通常不超过0.1μSv/h，经常只有0.02μSv/h左右。

飞机在万米高空飞行，如果你的仪器能同时感知光子、中子和带电粒子的话，通常在2μSv/h左右。

（六）超标吗

首先要有标，才能谈超标。对于普通公众（非特定公众，见第4节）、日常生活环境来说，没有辐射超标这个概念，因为根本就没有“标”。各种组织提出的1mSv的年限量，都不针对这种情况，不能作为依据。假设你生活在高本底地区，住在铀矿附近，即便一年5mSv往上，也是正常的。

多年前我在揭露负离子粉的文章和视频中，强调的是“辐射超常500倍”，没有说超标。如果有人把负离子粉加到瓷砖中，它显然不满足建材核素限量的要求，是超标的。但是如果你用它搓澡，那是你自己的事情，因为没有哪个“标”管你自己。当然你的确可以自己颁布一个《××星球个人标准》，然后宣布“超标”。同理，如果用它制作“幸辐牌抽水马桶”，不好意思，抽水马桶不是建筑材料，没有标准管它有多大辐射，不存在超标的问题。这就是为什么很难从放射性角度追究负离子粉的责任，今后如果有法定标准了，才可以谈超标的问题。

不论是食品还是建材，都有标准规定了某些放射性物质的浓度限值或者限量。但是他们的表示方式都依赖于放射性活度，且是针对某些单个同位素进行的规定。换句话说，只有使用能谱仪对衰变事件进行分选，并反算出单个同位素的活度浓度后，才能判断其是否超标。如果辐射不是来源于标准中规定的核素，或者不知道是哪种元素放出的射线，则无法判断是否超标。超标的鉴别是一件非常麻烦的事情，个人是很难完成的。

不过，如果一个室内建筑材料，或者某个食品，用仪器靠近后能够观察到它的辐射明显大于周围环境，并且换到不同的地方反复测量多次都是如此，则有很大可能超标。当然，我们可以假设一种极端情况：每种核素都接近标准上限，他们的总和产生明显高于环境的辐射，但你却不能说他超标，因为标准就没对总和进行规定。对公众来说，不要总把超标挂在嘴边，那不是公众能判断的。对于明显大于周围环境的情况，明智的做法是弃之不用，或者送到专业机构加以判断。

多大算是明显大于周围环境呢？也可以提出一个不严谨的参考值：对室内建材，大0.2μSv/h，对食品，大0.02μSv/h。之所以是0.02而不是0.01，是因为通常群众自备的仪器没有长期积分功能，测量环境也不稳定，无法针对比0.02更小的差异做出正确的判断。

（七）辐射的度量“单位”

测试辐射，尤其是微小的辐射，必须依靠专门的仪器。

辐射必须首先进入仪器的敏感部分，与仪器发生某种作用，才能被测量。如果一个辐射不与任何东西作用，那就很难被测量。中微子就几乎不与物质作用。

这里有三个关键点：能够进入仪器的敏感部分；能够与敏感部分发生某种作用；作用的效应能被仪器辨别。

常见的射线包括α、β、γ和中子四种。

α粒子由两个质子和两个中子组成的，带两个单位的正电荷，就是⁴氦的原子核，俗称氦核。α射线是运动的α粒子。由于α粒子很重，很难具备较高的运动速度，即便如此，它也有很大的动能，通常可达数兆电子伏。α射线的速度低，穿透能力较差，能量（速度）越低穿透能力越差。即便具有高达10MeV的能量，在空气中也只能飞行几厘米到十几厘米，一层窗户纸就能把它挡住。因此，如果希望测量α射线，仪器敏感部分的外壳必须非常薄，或者干脆开有空窗。测量α射线可以使用云母窗口的盖革管，采用镀铝麦拉膜窗口的电离室或者半导体探测器，还必须足够靠近辐射源，或者在真空中测量。玻璃壳盖革管测不到α射线，因为射线无法进入敏感部分（盖革管内部）。需要指出，宇宙射线中可能存在能量高达TeV级别的α射线，穿透能力与衰变产生的α不能同日而语。

仪器可以数一数进入敏感部分的α粒子事件次数，以每秒计数或者每分钟计数来表示，简写为cps或cpm，叫做计数率。假设射线类似于“平行光”，如果已知敏感部分的截面积，可以得到单位面积的计数率，例如cpm/cm²。仪器并不能100%的对进入敏感部件的粒子产生响应，计数率和真实的粒子数量率之间就有换算关系，称为探测效率。考虑探测效率后，可以得到粒子数/cm²·s，称为注量率。

从注量率或计数率到剂量率（通常是指吸收剂量率）还有很多因素要考虑，难以简单换算，一般采用已知活度的放射源来标定其转换关系。对α射线测量来说，很少用到剂量率的概念。常见辐射计是根据γ射线标定的，测量α射线时，剂量率读数没有意义。

β射线的本质是电子流。放射性元素可能产生负电子流β^-，也可能产生正电子流β⁺，它们都是β射线。电子加速器也可以产生很强的β射线，用于辐照灭菌。电子质量很小很轻，同样能量的β射线，运动速度比α射线快得多，可以接近光速。β射线的穿透能力较强，通常，几百keV的β射线就足以穿透大部分塑料壳和玻璃壳，因此容易被各类辐射计探测。同其它实体粒子类似，测量β射线也可以得到计数率、注量率和剂量率。但除非专门测量β剂量的仪器，用常见剂量仪测量β射线，剂量率读数通常没有意义。

低能的β射线，例如¹⁴C，⁶³Ni等放出的几十keV的β射线，只能穿透云母或麦拉膜等很薄的材料，玻璃盖革管理论上是测不到的。但是，β射线是高速电子流，它与其他物质碰撞后会产生韧致辐射，是一种x射线。韧致x射线的能量略低于电子的原始能量，数量也比原始的β射线少很多，但x射线的穿透能力很强。盖革管的玻璃壳或金属壳被β射线照射以后，产生x射线，就能进入盖革管内部了。如果壳子足够薄，氚产生的不足18keV的x射线，也可能被探测到。

中子也是一种实体粒子。由于中子不带电，高速运动的中子较难与别的物质作用，具有很强的穿透力。但中子并非不骚扰别的物质，它在飞行的过程会与原子核发生碰撞，从而降低速度（损失能量），获得能量的原子进一步产生γ射线。氢、硼、碳等轻原子，碰撞后能更快的削弱中子的能量，直到变成慢中子（又称热中子）。慢中子容易和原子核发生核反应，将一种原子变成另一种原子，同时放出射线。人体有大量的氢和碳，因此人是中子的良好慢化体，慢化后还有一定概率与人体发生核反应。故中子的危害很大。常见的屏蔽材料是重金属，恰恰对中子的慢化作用很差。盖革管、闪烁体、半导体、电离室等常用的辐射探测器，也几乎不和中子发生作用。中子探测通常依靠核反应实现，测量前需要先用水、塑料、大腿等慢化中子，然后让慢中子与³He、⁶Li、¹⁰B等容易与中子反应并放出带电粒子的核材料反应。生成带电粒子（例如α）后，再进行测量。由于这些核材料很贵，加之探测器较为考究，能测中子的辐射计往往价格昂贵。中子辐射计也得到计数率、注量率等原始数据，可以再换算成剂量率。

γ射线是波长很短的光。由于波长足够短，通常把它当做粒子对待更方便，称为γ光子。γ射线能够与很多物质作用，并且只有强度会被衰减，能量几乎保持不变，故较容易进行准确的能谱测量。盖革管、闪烁体、半导体、电离室等都能够探测γ光子。日常见到的辐射计基本都是按照探测γ射线校准的，可以得到计数率、照量率和剂量率。对γ射线，一般不说注量率。

照射量及照量率是γ或x射线特有的概念，它是根据射线电离空气的能力来定义的，是仪器可以直接感知的量。照射量的单位是库仑每千克，过去把能够使1立方厘米空气电离出1静库电荷的照射量称为1伦琴（R），换算成现代单位是2.58×10^-4C/kg（空气），对应的照量率单位是伦琴每小时。

常见的辐射计采用Sv/h为单位，Sv读作希沃特，简称希。希沃特是人名，因此绝不能读作西弗，勉强可以读作西佛特（毕竟是音译）。希是剂量当量的单位，它的量纲和吸收剂量一样，都是J/kg，但值却截然不同。“当量”是针对人体而言的，即辐射作用于人体后，考虑不同辐射造成的损伤不同，以及不同器官敏感度不同，“相当于”人体吸收了多少剂量。英文Equivalent是“等效”的意思，因此也被翻译为等效剂量（率）。

采用剂量当量能够更准确的评估辐射对人体的影响。例如，同样吸收剂量下，低能的辐射无法射入皮肤，因此对深部器官的当量低。极高能的辐射会穿透人体，与人体作用相对较少，因此当量也会略小一些。剂量与剂量当量之间的换算关系叫做转换系数，转换系数一方面与射线的种类、能量有关，另一方面与受照射的人体部位有关。对各部位剂量当量的加权，称为有效剂量。

为了全面而方便的评价人体所受照射的影响，通常以皮肤以下10mm深度的组织为准评定转换系数，得到全身剂量当量。这种数值用 H（10）表示（注意有括号，以与待积剂量区别），常被视为有效剂量。而晶状体/甲状腺的剂量当量，用H(3)表示，H(0.07)则表示皮肤剂量当量。目前主要使用Hp(10)，Hp是指个人剂量当量。下表是不同辐射源产生γ射线全身照射时的个人剂量当量转换系数：

从空气比释动能到剂量当量，需要乘上右侧的数字。可以看到，能量为80~120keV的射线对应的转换系数最大，体现出这种辐射对人体的影响最大。这正好对应于常见医用x光——其实，正因为与人体作用强烈，拍出来的影片才具有较高的对比度。

此处出现了空气比释动能的概念。它适合于像γ射线这样的非带电射线，定义的方式承袭了伦琴的思想，都是关心射线轰击空气后产生的带电粒子，但伦琴只关注带电粒子可被测量的电荷量，而空气比释动能关心照射释放带电粒子的初始动能。电量和动能显然是两个截然不同的概念，因此就定义而言，伦琴与戈瑞根本不可换算。

但形成一对离子所需消耗的平均能量和一个电子的电量是确定的，因此，对同一种被照物质、在一定的射线能量范围内、在厚度足够时，有多少动能往往就有与之大约对应的电荷量，故数量上两者的关系较为稳定。在许多仪器中，直接按1Gy≈114.5R进行换算。

类似的，空气比释动能在特定条件下也会由被照射物质完全吸收，此时，空气吸收剂量=空气比释动能。当然，事实上总有一小部分初始动能会转变为别的形式并恰好没有被吸收，因此吸收剂量通常比空气比释动能稍小，特别是对比较薄的物体而言（通过韧致辐射逃逸的能量多）。不过，对H(10)这样的深度来说，区别常可忽略，若一定要考虑，则包含在转换系数里面即可。吸收剂量与空气比释动能的量纲是一致的，单位都是Gy。

吸收剂量曾经使用拉德（rad）作为单位，1rad=100erg/g。他们的定义是等价的，只是能量采用“厘米-克-秒制”单位尔格（erg），质量采用克而不是千克，因此拉德可以与戈瑞直接换算，1Gy=100rad。拉德至今仍在航天领域广泛使用。

与拉德类似，过去曾使用克-厘米-秒制的雷姆（rem）作为剂量当量的单位。雷姆与希沃特可以直接换算。1Sv=100rem。现在基本上没人用雷姆了。

本质上，仪器只能通过某种物理原理，感知到射入其敏感部位的辐射引起的事件，得到事件的计数率。通过标定，可以把计数率转换为注量率、吸收剂量率或照量率等，例如1kg水的吸收剂量，或者空气比释动能。到这一步，给出的仍是物理意义上的剂量。乘了转换系数以后，就得到了生物意义上的剂量，有的时候会比物理意义上的剂量大数十倍。

从仪器的物理原理到对人体等效吸收剂量的评估，都必须已知射线的能量和种类。辐射测量是一件十分复杂的事情。

（八）辐射的测量

通过第七节我们知道，要测到辐射，需要满足三点：（1）射线能够进入仪器的敏感部分；（2）能够与敏感部分发生期望的作用；（3）作用的效应能被仪器辨别。已经涉及了一些测量的基本知识，透过这些基本概念，不难思考测量的方法。

射线的进入

常见的射线，在能量相同的情况下，穿透能力较强的有γ和中子（以n表示），穿透力较弱的是α和β，其中α最弱。在一定范围内，能量越高，穿透能力越好。为了测量射线，仪器必须允许射线透过其外壳，进入到敏感的部位。

对于穿透力较弱的射线，往往不是仪器允不允许它进入的问题，而是射不射得出来的问题。

例如，氚主要以氧化氚，也就是超重水的形式存在。氚几乎只产生β辐射，并且能量仅有18keV左右。这种射线都透不过0.1mm厚的水。换句话说，含氚的水发出的射线，绝大部分射不出水面。要想测量氚，必须采用某些奇技淫巧，靠某种仪器靠近氚水是测不到的。

人们能想到的办法，是把水本身变成仪器的“敏感部分”，也就是向水中加入某些可以与β射线发生作用，并且作用的效应能被辨别的物质，直接在水中与射线近距离亲密接触。这种物质叫做液体闪烁体，简称“液闪”。它与β射线亲密接触后，会发出闪光，而闪光可以被光学传感器所探测。

但如果水中的氚含量较少的话，得到闪光就很少。任何光学传感器都有噪音（例如数码相机在光线不足时出现噪点），如果闪光太少，可能无法知道是噪音还是β闪光，无法“辨别”。为了解决这个问题，必须提高氚的浓度，于是需要对被测的水进行浓缩，去掉其中不含氚的部分。采用的方法是电解水，普通水（轻水）很容易电解变成氢气和氧气跑掉，而超重水不太容易电解，就会留在水中。把一吨水电解到只剩1公斤，就浓缩了1000倍。此时再加入液闪，就能让“信噪比”提升大约1000倍，变得易于“辨别”。

α射线的穿透能力比β还差，一般在空气中只能移动几厘米，在移动中会迅速损失能量。对α射线来说，允不允许它进入仪器是次一步的问题，首先是它能不能飞到仪器附近。因此，必须让仪器尽可能靠近辐射源才能测到α射线。另一个办法是把辐射源和仪器放在同一个罐子里面抽成真空，没有空气，α射线理论上就能飞无限远的距离，如果不考虑地球磁场和引力的话。

当α粒子能够飞到仪器附近，才需要考虑它能不能射进仪器。5μm厚度的塑料薄膜，就能让α射线损失 2MeV左右的能量。换句话说，如果α粒子剩余的能量小于2MeV，就无法透过5μm的塑料膜。仪器外壳通常厚达毫米，显然是无法进入的。不过，具备测量α能力的仪器，必然采用了某些措施，例如外壳具有镂空的窗口。但有镂空的窗口并不意味着可以测量α，因为射线进入仪器外壳不等于进入敏感部分。例如，盖革计数管的敏感部分是其内部的金属和气体，玻璃壳子可不能算敏感部分。如果要用盖革管测量α射线，这种盖革管的壳子，至少需要有一部分由极薄的材料构成，例如云母片。

那么，为什么不让敏感部分直接暴露在外，不要有什么外壳呢？

与敏感部分发生作用

大多数物质对射线都有明显的阻挡，阻挡就是“作用”，可以认为大多数物质都对射线敏感。反过来说，大多数射线都能与常见的物质作用。

但作用有强弱之分，或者概率高低之分。射线具有很强的穿透能力，被阻挡，也就是发生作用的，只是其中一部分。如果大部分射线都透过了物质，也可能探测不到。

需要了解，对射线敏感的东西，通常是某些特殊的气体，如果不是的话，那它们除了对射线敏感，往往对光也敏感。大多数情况下，敏感部分必须被外壳保护起来，隔绝空气，或者隔绝光线，或者两者同时隔绝。如果仪器本身不具备隔绝能力，那么环境就必须提供这种条件，例如完全漆黑。日常生活中总不能要求用户必须摸黑测量，所以敏感部分通常都有外壳。外壳又决定了射线能否进入敏感部分，因此需要非常考究。

如果要测量穿透能力弱的射线，可以选择的外壳材料很有限，常见的有：云母、镀铝麦拉膜、铍膜等。没有这些措施，那就只能测量穿透力较强的射线，例如γ和中子，能量较高的β也有可能。

敏感部分有多种可能的原理。空气就对射线敏感。一定能量范围的射线射入空气，与空气发生作用，导致空气电离，就是一种作用。某些稀有气体更容易被射线电离，或者，电离以后更容易被辨别。为了提高探测效率，缩小敏感部分体积，可以使用适当的稀有气体。某些晶体也很容易与射线作用。

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[本文引用或参考的规范性文件]

IAEA标准-基本安全标准.pdf 11.50MB PDF 2次下载预览