核和放射性監(jiān)測技術發(fā)展的動向

核和放射性監(jiān)測技術發(fā)展的動向

 核和放射性監(jiān)測領域的基礎科學近年來幾乎沒有什么進展。自從切爾諾貝利核電廠發(fā)生事故以來，*開始重視老放射性反應堆的安全問題，一些國家政府尤其重視發(fā)展、完善核報警和監(jiān)測能力，特別是在低放射性水平監(jiān)測領域。
 原蘇聯(lián)解體后打破了世界核格局的平衡，低放射性監(jiān)測成為現(xiàn)實的防護手段和民事核應急計劃中的一部分。恐怖分子可能利用走私或偷盜的核材料制成放射性散布裝置（RDD）,也就是俗稱的“臟彈”進行恐怖活動，使得公共安全問題更加棘手。
 20世紀50～60年代設計的多數(shù)核監(jiān)測裝備的設計原理為：探測對人員造成明顯傷害的放射性等級的放射性積累劑量（包括人體接受的總放射性劑量）；同樣的，“監(jiān)測儀”的設計目標是：探測高當量核爆炸帶來的高放射性水平沾染。這些裝備只是在軍事作戰(zhàn)中使用于高放射性沉降環(huán)境下，來確定沾染邊界和可安全作戰(zhàn)的范圍等。而個人劑量儀的探測范圍下限也很高，因此人員即使遭受了低水平放射性沾染監(jiān)測不出來。
 現(xiàn)在，出于對核和放射性事件的恐懼和參與與日俱增的維和行動的需要，迫切需要可以探測到低放射性水平的新型輻射監(jiān)測裝備。提高誤報率也是核監(jiān)測裝備面臨的新問題，設計的輻射監(jiān)測裝備必須能夠區(qū)分哪些是自然放射性（既便是患者接受的放射性治療而發(fā)射的射線），哪些是簡易放射性裝置發(fā)射的射線。
 執(zhí)法壓力也鼓勵發(fā)展新型核監(jiān)測技術。由于公民涉嫌核材料違法的案件提起公訴的事例增多，因此，政府開始強化核材料的監(jiān)管職能。核電站和核試驗室所在地同樣可以造成與戰(zhàn)爭或事故中同等的傷亡。因此，一種新的探測需求——探測低強度放射性風險，變得迫切了，而以前它只屬于核電站安保系統(tǒng)所*。
 在整個核監(jiān)測領域發(fā)展zui為迅速的是探測信號的處理和顯示。隨著計算機和電子信息技術的進步，在一個裝備中組合了多種成熟技術。例如，加拿大的探察者GR－135監(jiān)測儀就是一個將傳統(tǒng)的GM計數(shù)管和其他多種探測技術如NaI、中子、新型碲鋅鎘（CdZnTe，CZT）探測器進行組合的典型。源項識別是與恐怖分子斗爭的重要環(huán)節(jié)，因此要選擇適宜的探測器進行核素識別。例如在臟彈襲擊的后果處置中，它可以指導有關部門采取正確的洗消措施，使*迅速抓住罪犯。
 目前，許多國家尤其是在處理低水平輻射（LLR）方面，正在完善、更新他們的核探測、監(jiān)測與測量技術能力。英國研制的TraME戰(zhàn)術輻射儀就是一個很好的證明。法國的核監(jiān)測工業(yè)在核監(jiān)測儀器的市場領域居強勢地位，在北美洲和歐洲許多地區(qū)都采購例如像COGEMA、Saint-Gobain公司出品的民用輻射探測儀器。在核醫(yī)學和健康領域，出現(xiàn)了比TLD*式探測器和膠片劑量儀靈敏度分別高出50倍和200倍的新型個人劑量儀。此外，探測信息的直接下載傳送到指控網(wǎng)絡，更加準確快捷，這樣帶來的zui大好處是通過計算機技術可以將核化生偵察裝備集成在一起，形成一體化。
 中子探測技術也是一個關鍵挑戰(zhàn)，由于不帶電荷，所以不能被直接測量。邦納球型譜儀（BBS）解決了中子探測這一難題。它利用與閃爍體計數(shù)管和劑量儀相結合可以確定復雜輻射場的中子能譜、吸收劑量和平均線性能量轉(zhuǎn)移等問題。而設計者們也因此面臨著與以前設計那種粗糙的野戰(zhàn)用劑量儀不同的嚴峻挑戰(zhàn)。
 一種新的探測技術是使用包含氫和顆粒狀硼的有機化合物做成的涂層，把它作為一種質(zhì)子輻射體，快中子和熱中子產(chǎn)生的反沖質(zhì)子，使得中子變得可以測量。同樣的，在固體探測材料方面，研究使用極薄層的硅（<1μ）作為探測材料。這些新型探測材料將zui終取代傳統(tǒng)的GM和閃爍體探測材料。
 在超導體探測技術發(fā)展中，研制出了比過去工作環(huán)境溫度大大提高的新裝備。加拿大DREV公司研制的一種作為探測材料的新型化合物：BiPbSrCaCuO，在常溫下獲得了更加廣譜的探測范圍（從可見光到毫米波）。這種探測技術一旦成熟，就可能研發(fā)出更加小型、更加靈敏、反應更快的輻射探測器。
 美國和英國政府都已經(jīng)開始著手在主要港口和機場安裝和部署核輻射探測器。這些主要探測器既能探察爆炸物又能檢測出核材料。門檻式輻射監(jiān)測儀（RPMs），作為補充的被動式探測器，可通過對經(jīng)過的人或物的探測檢查中子和γ輻射。由于厚層屏蔽可以躲過RPM的檢查，因此，γ或X射線成像探測技術成為RPM的必要的補充，尤其對U235的檢查很有效。手持式的同位素識別裝置也是一種手段。