空间辐射环境危害综合监测原理样机研制
基于Geant4的多层闪烁体荧光模拟研究及原理样机研制
基于Geant4的多层闪烁体荧光模拟研究及原理样机研制基于Geant4的多层闪烁体荧光模拟研究及原理样机研制 [引言]随着科学技术的不断发展，人们对于辐射探测技术的需求也越来越迫切。
多层闪烁体荧光探测器是一种常见的辐射探测器，广泛应用于核物理、医学影像和高能物理等领域。
然而，设计和优化一种高效、高灵敏度的闪烁体辐射探测器并不容易。
为了解决这一问题，我们基于Geant4模拟平台进行了多层闪烁体荧光模拟研究，并成功研制了原理样机。
本文将介绍我们的研究结果及原理样机的制作过程。
[Geant4模拟研究]Geant4是一套基于C++编程语言的高能物理模拟工具包，被广泛应用于模拟和分析粒子相互作用以及辐射传输过程。
我们使用Geant4来模拟多层闪烁体荧光探测器中的辐射与闪烁体的相互作用。
通过调整模拟参数，如闪烁体的厚度、材料特性和入射粒子的能量等，我们可以研究光子的产生、传输和探测效率等关键参数。
我们首先建立了一个多层闪烁体模型，模型包含闪烁体、光电倍增管和支撑结构等元素。
然后，我们通过Geant4中的物理模型来模拟入射粒子与闪烁体之间的相互作用过程，包括能量沉积、荧光产生和光子传输等。
最后，我们使用相应的数学算法和统计方法来计算闪烁体探测器的灵敏度、能量分辨率和空间分辨率等性能指标。
[原理样机研制]基于模拟结果，我们设计并制作了一台多层闪烁体荧光探测器的原理样机。
该样机由多个闪烁体层组成，每个层内部填充着荧光粉，并连接了光电倍增管。
我们选择了高效率的荧光粉和敏感的光电倍增管来提高探测器的灵敏度。
样机还包括了相应的电子电路和数据采集系统，用于记录和分析探测器输出信号。
为了验证原理样机的性能，我们进行了一系列实验。
我们使用放射性核素以及不同能量的入射粒子来测试探测器的灵敏度和能量分辨率等性能指标。
实验结果与模拟结果吻合较好，证明了我们基于Geant4的多层闪烁体荧光模拟的准确性和有效性。
[应用前景]多层闪烁体荧光探测器具有较高的探测效率、较低的能量分辨率和较好的空间分辨率等优点，因此在核物理实验、医学影像和高能物理等领域具有广泛的应用前景。
空间材料
空间材料科学空间材料科学系研究空间环境条件下材料加工、生产工艺过程的物理规律，从而获得性能全新的材料。
从材料生成机理看，空间材料可分为晶体生长和金属、复合材料制备两类；按材料的性能用途分，它又可分为包括半导体、超导、磁性和光纤等在内的功能性材料，包括合金、金属、泡沫多孔和复合材料等在内的结构材料，以及陶瓷、玻璃材料等几类。
在航天器上利用空间微重力条件进行材料科学研究和实验，已取得了很大进展。
在空间失重环境中，对流、沉积、浮力、静压力等现象都消失了，另外一些物理现象却显现出来。
例如，液体的表面张力使液体在不和其他物体接触时，紧紧抱成一团，在空中悬浮；液体和其他物体接触时，液体在物体表面能无限制地自由延展。
太空毛细现象加剧了液体的浸润性，气体泡沫能均匀地分布在液体中，不同密度的液体可均匀混合。
通过大量的研究实验，不仅清楚地认识了这些在微重力环境下产生的物理现象以及产生这些物理现象的机理，而且也进一步了解了地球重力环境限制材料加工的各种因素。
利用这些在微重力环境下特殊的空间物理现象和过程，人类已试验了空间焊接、铸造、无容器悬浮冶炼等工艺，冶炼出高熔点金属，制造出了具有特殊性能的各种合金、半导体晶体、复合材料和光学玻璃等新材料。
40年来，已在各种航天器上进行了许多次空间材料实验，从而对空间晶体生长和空间材料加工过程中的特殊现象及其规律有了较深入的了解，并取得许多新的成果。
美国早在阿波罗号飞船上就开展过微重力条件下的材料科学实验。
1973年发射升空的“天空实验室”空间站上，航天员进行了28项微重力研究实验，1975年在阿波罗号-联盟号联合飞行中又开展了13项微重力实验。
自1981年航天飞机飞行以来，美国航天员利用空间微重力环境开展了晶体生长、特殊材料的工艺研究和生产，特别是把空间微重力实验室送入轨道进行材料加工，生产砷化镓晶体等材料。
苏联于1969年在联盟号飞船上首次进行了金属焊接和切割试验，研究了微重力下的熔融金属性状，在礼炮号空间站上进行了微重力材料加工，拉出了重1.5千克的均匀单晶硅，制备了碲镉汞半导体材料、陶瓷和光学材料，还生产出球体伍德合金和铝镁、钼镓、铝钨、铜铟和锑铟等多种合金材料。
辐射环境监测方案
辐射环境监测方案随着社会经济的进展，人们的生活水平越来越高，但同时也伴随着种种环境问题的显现。
其中，辐射环境污染问题备受关注。
为了把握辐射环境的情况，进行有效整治，辐射环境监测是必不可少的一步。
因此，本文将重点探讨辐射环境监测的方案，包括监测内容、监测方式、监测仪器和监测管理等方面，并提出一些实在的措施和建议，以加强和完善辐射环境监测工作。
一、监测内容辐射环境监测的重要内容为放射性核素浓度、γ射线（X射线）剂量率和氡浓度等。
这些指标是反映环境中放射性污染情况的紧要指标。
其中，放射性核素浓度是指环境中放射性核素的含量，重要包括氡、铀、钍等。
γ射线（X射线）剂量率是指单位时间内的剂量，重要用于反映人体在环境中受到的辐射剂量。
氡浓度是指环境空气中氡的含量，这是与室内空气污染相关的指标。
二、监测方式辐射环境监测的方式重要有现场监测和自动监测两种。
现场监测是指专门的监测人员现场采集数据，该方式可以获得更为精准的数据。
自动监测是指通过安装相关的仪器设备，在长时间内连续监测辐射环境，具有连续监测的优点，但其精准性可能会受到环境条件的影响。
三、监测仪器辐射环境监测的仪器重要包括γ（X）射线监测器、氡浓度测量仪、放射性核素分析仪等。
γ（X）射线监测器用于测量环境中的γ射线（X射线）剂量率，一般常常使用探针式γ（X）射线计。
氡浓度测量仪用于测量环境空气中氡的浓度，常常使用电子式氡测仪。
放射性核素分析仪用于对环境中的放射性核素进行定量分析，能够实现高精度、高效率地分析污染环境中的放射性物质，为监测供给更为精准的数据支撑。
四、监测管理辐射环境监测的管理包括监测计划、监测执行、数据收集和分析处理等方面。
监测计划的订立需要考虑环境特征、监测目的、监测频率和监测规模等方面，使监测计划具有可操作性和针对性。
监测执行需要进行现场检测和试验室分析，并对监测数据进行质量掌控和统计分析，保证监测数据的精准性和牢靠性。
数据收集和分析需要对监测数据进行归档、整理和分析处理，对监测结果进行评估，适时提出污染源的整治建议。
环境辐射监测方法和技术
利用卫星和无人机等遥感技术，实现大范围的环 境辐射监测，提高监测覆盖面和快速响应能力。
3
生物监测
利用生物个体或种群对辐射的敏感性，通过生物 指标反映环境辐射水平，为早期预警和评估提供 依据。
监测技术的挑战与对策
监测标准与规范
建立和完善环境辐射监测的标准和规范，确保监测数据的可比性和 准确性。
实时监测法
总结词
通过在线或自动监测设备，实时监测环境中放射性核素的含量。
详细描述
实时监测法是一种动态的环境辐射监测方法。它通过在线或自动监测设备，实时监测环境中放射性核 素的含量，能够快速获取环境辐射的实时数据。该方法适用于对环境辐射进行实时监控和预警，但设 备成本和维护成本较高，且需要定期校准和标定。
监测网络建设
加强环境辐射监测网络建设，提高监测点的密度和分布合理性，确 保监测数据的全面性和代表性。
监测设备研发
加大监测设备研发力度，提高设备的灵敏度、稳定性和耐用性，以满 足不同环境条件下的监测需求。
监测技术的未来展望
监测技术不断创新
随着科技的不断进步，环境辐射监测技术将不断推陈出新，提高 监测效率和准确性。
03
环境辐射监测技术
放射性测量技术
01
02
03
测量方法
通过测量放射性物质的活 度、能量和类型等参数， 评估环境中的辐射水平。
测量仪器
包括盖革计数器、闪烁计 数器和半导体探测器等。
应用范围
广泛应用于环境辐射监测 、核设施周边环境监测等 领域。
核素分析技术
分析方法
通过化学和物理手段，对环境中 的放射性核素进行分离、纯化和
鉴定。
分析仪器
包括质谱仪、光谱仪和色谱仪等。
注册核安全工程师-核安全专业实务：14、辐射环境检测
监测时间贯穿于设施的整个寿期
实行“双轨监测”
概念：运行期间的监测包括企业开展的环境监测和政府部门进行的监督性监测。
职责
辐射工作单位
核与辐射工作单位（即业主）必须设立或聘用有资质的单位来对期核与辐射设施运行可能造成的环境影 响进行监测；
核设施运营单位必须设立独立的环境辐射监测机构。
报告
取样或现场测量地点的几何位置
测量方法
测量结果及期误差
核素种类 简单评价
分析方法
上报的监测报告内容应包括
辐射环境连续自动监测
一个比较完善的连续自动监测网络的功能
可以连续自动地测量，记录大量信息，可以观察辐射水平随时间和地点的变化情况，分析它们的变化规律和趋势
可以设置足够数量的探测器，由计算机统一管理形成网络，可以自动分析各点测量结果之间，以及各点测量结果和释放源之 间的时空相关关系
生物样品如不能立即分析，必须进行预处理。
实验室测量分析
放射化学分析 放射性测量
样品处理
要采用标准的或已证明是合适的程序处理样品 处理要防止核素损失和样品交叉污染。
离
分析时要增加适量的平行样和放射性含量已知的加标样
但不能让分析者识别出哪 引索是平行样和加标样
测量样品制备
沉降物收集
采集大气沉降物时，应使用合适的取样设备，要防眩目已收集到的样品的再悬浮，并尽量减少地面再悬浮物的干扰；
大气沉降物取样频度视沉降物中放射性核素变化的情况而定。
确定采样对象，并由此确定合适的采样计划和采样程序；
水样采集
采集水样时，采样管路和容器先要用待取水样冲刷数次；
采集到的水样必须进行预处理，以便防止因化学或生物作用使水中放射性核素浓度发生变化。
辐射环境监测方案
辐射环境监测可以及时发现潜在的环境污染问题 ，为环境保护部门提供科学依据，采取有效措施 防止或减少环境污染。
促进核能等领域的可持续发展
通过辐射环境监测，可以评估核能等领域的活动 对环境的影响，为相关领域的可持续发展提供决 策支持。
02
辐射环境监测方案概述
监测方案的目标
评估辐射环境质量
随着核能、放射性物质应用等领域的快速发展，辐射环境监测变得越来越重要 。为了及时了解辐射环境状况，保障公众健康和环境安全，制定一套科学、合 理的辐射环境监测方案势在必行。
监测方案的重要性
1 2 3
保障公众健康
通过监测辐射环境，可以及时了解环境中的辐射 水平，为公众提供安全保障，避免或减少辐射对 健康的危害。
监测数据的解读与报告编制
数据解读
对监测数据进行深入解读，提取出有用的信息，为环境评估、决策制定等提供科学依据。
报告编制
根据监测数据和解读结果，编制监测报告，包括数据汇总、分析、结论等，以便相关部门能够快速了解辐射环境 状况。
05
辐射环境监测方案的评估与改 进建议
评估指标与评估方法
评估指标
评估辐射环境监测方案的有效性，需 要综合考虑多个指标，包括监测数据 的准确性、可靠性、及时性，以及监 测方案的可操作性和可重复性等。
监测项目
根据辐射环境的特点和实际情况，选择合适的监测项目，包括空气 、水、土壤、生物等。
监测频次
根据辐射环境的特点和实际情况，确定合适的监测频次，包括定期 、不定期和实时监测。
监测方案的实施时间
实施计划
制定详细的实施计划，包括监测点位 的选择、监测项目的确定、监测频次 的安排等。
实施时间
根据实际情况和需要，确定合适的实 施时间，包括短期、中期和长期监测 。同时，根据监测结果及时调整实施 计划和时间安排。
中国科学院创新交叉团队-西安光机所
中国科学院创新交叉团队
终期评估报告
交叉团队名称：空间高能宇宙辐射的探测与
研究团队
团队成立时间：2012年10月
团队负责人：李学龙
依托单位：西安光学精密机械研究所填表时间：2016年4月
中国科学院人事局
说明
一、创新交叉团队项目执行期结束后，团队负责人及其合作者应按照相关管理规定，在项目研究工作的基础上，实事求是地填写本报告中各项内容，并提供必要附件材料，保证填报内容真实、数据准确。
该报告作为项目终期评估的主要依据。
二、团队依托单位按照相关管理规定，认真审查，确保报告的真实性和准确性。
三、附件材料单独装订成册，一式一份报送。
四、所有材料不得包含涉密内容，请依托单位严格把关。
十四五国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2022年度项目申报指南（征求意见稿）。说明书
“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿)1.智能传感基础及前沿技术1.1光声量子纠缠调控机理及加速度传感器研制研究内容：针对无人潜器/飞行器长航时自主导航与定位对高精度、小体积加速度传感器的应用需求，研究光学微腔系统中光子-声子耦合调控方法与纠缠机制；研究超高品质因子微腔可控制造；研究噪声抑制及传感信号高效提取技术；研制微腔光机械量子加速度传感器样机，开展技术验证。
考核指标：建立受限空间超强光子-声子耦合力学量传感模型；微腔Q值优于109；传感器敏感单元体积≤5cm×5cm×5cm；形成加速度光量子传感器样机，精度≤10-10g/Hz1/2，加速度计量程10mg；申请发明专利不少于2项。
组织方式建议：公开竞争1.2精准分子识别智能增强嗅觉传感技术研究研究内容：针对嗅觉传感器在混杂气氛中对多目标分子同时识别的灵敏度低、精准性差等问题，研究高灵敏分子识别材料的设计制备方法，研制对甲基苯丙胺、二亚甲基双氧安非他明、氯胺酮等有害物质的高性能敏感材料；研究分子识别材料表界面在目标分子气氛中的热力学动力学性质，材料结构与其传感性能间的构效关系；研究敏感单元阵列制备与分子识别智能算法，研制感算一体化嗅觉传感器样机。
考核指标：建立分子识别传感器阵列与智能算法相融合的智能仿生嗅觉传感新模式，传感器可在混杂气体中检测甲基苯丙胺、二亚甲基双氧安非他明、氯胺酮等3类以上有害物质，检测下限≤1ppb，检测准确率≥90%，分析时间≤3s；实现在物流或者公共场所毒品检查的试用验证；申请发明专利不少于2项。
组织方式建议：公开竞争1.3微机电同步共振弱力传感机理及器件研究研究内容：针对目前力学传感器小型化中机电非线性限制信噪比提升的共性问题，研究MEMS同步共振等非线性效应与同步共振传感机理；研究非线性MEMS超灵敏力学传感方法；研究微机电器件结构非线性振动多模态表征技术；研究高性能非线性MEMS传感电路和传感器性能测试评价技术；研制超灵敏MEMS力学传感器原型器件，在高精度材料原位力学测试系统等明确的场景中开展技术验证。
上海博物馆PPT教案
微动力空气净化器-调湿集成调控系统
制氮——调湿高密封调控系统，应用配置于 考古现场移动实验室中。
各种展柜结构及开启方案，目标是提升 展柜密封度
2005年11月由批准设立，2008年3月28日揭牌成立。主要研究 方向为馆藏文物保存环境的基础科学和应用技术。
“十一五”期间，科研基地研究梳理馆藏文物预防性保护需 求，在科技部大力支持下，在国家文物局有力组织下，通过 组织实施重大科研项目，取得一批具有自主知识产权的基础 型和应用性研究成果，应用于2010上海世博会中国国家馆、 城市足迹馆和世博会博物馆等重大文物展览项目的文物保存 环境改善工作，突显了国家文物局创新设立重点科研基地的 引领和支撑作用。
空气污染物浓度采样检测 和 综合质量监测，是进行环境质量 评价和实施有效调控的基础。
馆藏文物保存微环境中污染物检测具有污染气体种类特殊、 极限浓度低、环境空间小、安防要求高等行业特殊性，现行 的室内人居环境空气质量监测技术方法和标准，难以应对博 物馆文物保存环境的监测评价需求。
因此需要研究开发 适合博物馆文物保存环境特殊需要的地浓 度空气污染物监测分析技术 和 环境质量综合实施监测评估技 术。
馆藏文物保存环境，是指收藏与展示各类可移动文物的相对 独立的空间，包括文物库房、展厅、展柜、储藏柜（箱、盒） 等小空间。
环境因素是引发博物馆藏品损害的重要原因，包括温湿度、 污染气体、光辐射、虫害和霉菌等环境因素，对文物保存有 着至关重要的影响。
当前，馆藏文物科技保护理念，已经从以抢救性保护修复、 被动维修遭损文物，向以预防性调控环境、主动维护防止文 物产生劣化方面转变。形成了“预防性保护”原则。
环境放射性监测
监测方法
使用高精度测量仪器，定期对 空气、土壤、水体等进行采样 和分析。
案例
法国某核电站周围环境监测。
结果
监测数据显示核电站周围环境 的放射性水平在正常范围内，
未发现异常升高。
核废料储存与处理设施监测案例
监测目的
确保核废料储存和处理设施的安全运 行，防止放射性物质泄漏和扩散。
监测方法
对核废料储存和处理设施的各个关键 区域进行实时监测，包括废料池、处 理车间和储存仓库等。
伽马能谱分析
通过测量放射性衰变过程中释放的伽马射线能量， 确定不同放射性核素的种类和浓度。
剂量率测量
使用剂量计测量环境中的辐射剂量率，评估人体 受到的辐射剂量。
表面污染测量
对物体表面进行放射性测量，以检查是否存在放 射性物质污染。
数据处理与分析
数据清洗
去除异常值、处理缺失值和异常数据，确保数据质量。
要点一
公众教育
加强公众对环境放射性污染的认识和了解，提高公众的环 保意识和自我保护能力。
要点二
公众参与
鼓励公众参与环境放射性监测活动，提供监测数据和信息 ，促进监测工作的公开透明和民主监督。
05
环境放射性监测案例研究
核设施周围环境监测案例
监测目的
评估核设施运行对周围环境的 放射性影响，确保公众健康与
统计分析
对监测数据进行统计分析，识别放射性分布特征和规律。
模型预测
利用数学模型和算法预测未来环境放射性趋势和变化。
监测标准与法规
国际标准
遵循国际原子能机构（IAEA）等国际 组织制定的监测标准和指南。
国家法规
遵守各国政府制定的环境放射性监测 法规和标准，确保监测活动的合法性 和规范性。
辐射环境监测方案
辐射环境监测方案1. 引言随着现代社会的发展，辐射环境对人们的健康和安全日益成为关注的焦点。
辐射环境监测旨在对辐射源进行定量和定性分析，以评估辐射水平是否达到安全标准，并提供及时的预警和控制措施。
本文将介绍一个综合辐射环境监测方案，包括监测设备、监测方法与数据处理及分析。
2. 监测设备为了对辐射环境进行有效监测，需要采用专业的辐射监测设备。
常见的辐射监测设备包括：•辐射剂量仪：用于测量辐射剂量率和累计剂量。
常见的辐射剂量仪有电离室辐射剂量仪、 Geiger-Muller 计数器和气溶胶辐射剂量仪等。
•环境γ射线监测仪：用于检测环境中γ射线的强度。
它通常包括高精度探测器、电路放大器和数据记录单元。
•α、β、γ辐射监测仪：使用探测器和闪烁体对α、β、γ辐射进行测量。
监测仪会将辐射粒子和能量转换为光信号，通过光电倍增管进行放大。
•多功能辐射监测仪：集成了多种辐射监测功能，包括辐射剂量测量、γ射线测量和环境辐射测量等。
3. 监测方法为了确保监测结果准确可靠，需要采用科学合理的监测方法。
以下是常用的辐射环境监测方法：•点源监测法：通过将监测仪器靠近辐射源，对辐射剂量和强度进行测量。
这种方法适用于点源辐射的监测，如放射性物质的泄漏。
•区域监测法：将监测仪器在特定区域内固定位置，定期测量辐射水平。
这种方法适用于大范围区域的辐射监测，如核电站周边环境。
•移动监测法：将监测仪器固定在车辆上，通过在特定区域内移动进行辐射监测。
这种方法适用于对广范围区域的辐射监测，如城市辐射环境巡查。
4. 数据处理与分析辐射环境监测的数据处理与分析是确保监测结果正确解读的重要环节。
以下是常用的数据处理与分析方法：•数据采集与记录：监测设备通过传感器采集环境辐射数据，并将数据记录在数据库中。
记录的数据包括辐射剂量率、累计剂量、射线强度等。
•数据质量控制：对采集到的数据进行质量控制，包括数据去噪、异常值处理和数据修正等。
确保采集数据的准确和可信度。
中国科学院创新交叉团队-西安光学精密机械研究所
中国科学院创新交叉团队
终期评估报告
交叉团队名称：空间高能宇宙辐射的探测与
研究团队
团队成立时间：2012年10月
团队负责人：李学龙
依托单位：西安光学精密机械研究所填表时间：2016年4月
中国科学院人事局
说明
一、创新交叉团队项目执行期结束后，团队负责人及其合作者应按照相关管理规定，在项目研究工作的基础上，实事求是地填写本报告中各项内容，并提供必要附件材料，保证填报内容真实、数据准确。
该报告作为项目终期评估的主要依据。
二、团队依托单位按照相关管理规定，认真审查，确保报告的真实性和准确性。
三、附件材料单独装订成册，一式一份报送。
四、所有材料不得包含涉密内容，请依托单位严格把关。
环境辐射监测技术的发展与应用
环境辐射监测技术的发展与应用环境辐射监测技术是指利用一系列科学技术手段来对环境中的辐射进行监测和评估的技术。
随着人类社会的发展和工业化进程的加快，环境辐射带来的健康和安全问题越来越受到人们的关注。
因此，环境辐射监测技术的发展和应用显得尤为重要。
一、技术发展的历程环境辐射监测技术的发展经历了多个阶段。
最早的辐射监测技术主要依靠人工采样和实验室分析，缺乏实时性和全面性。
随着科技的进步，传感器技术、遥感技术、核技术等得到了广泛应用，使得环境辐射监测技术不断向自动化、数字化和遥感化发展。
如今，环境辐射监测技术已经具备了实时监测、大数据处理和网络传输等功能，为环境保护提供了有力支撑。
二、技术应用的领域环境辐射监测技术的应用涵盖了多个领域。
首先是核能领域，核电站、核工业厂区和核废料处理场等地的环境辐射监测是必不可少的。
其次是医疗领域，医用放射源和医疗设备的辐射安全监测至关重要。
另外，环境监测、食品安全、灾害防范等领域也都需要环境辐射监测技术的支持。
三、技术发展的趋势环境辐射监测技术未来的发展趋势主要有以下几个方面。
一是技术智能化，未来环境辐射监测设备将更加智能化，能够实现自动化监测和数据处理。
二是技术精准化，通过不断提高监测设备的精度和灵敏度，实现对环境辐射的更加准确监测。
三是技术网络化，环境辐射监测设备将会更多地实现网络化监测，实现监测数据的实时共享和传输。
综上所述，环境辐射监测技术的发展和应用对于维护人类健康和生态环境具有重要意义。
只有不断推动技术创新和应用，才能更好地应对环境辐射带来的挑战，实现可持续发展的目标。
希望未来环境辐射监测技术能够不断进步，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。
关于辐射环境自动监测空气采样器现场标定装置的研究
其中, K p 是压力计算的放大系数, B p 是压力计算
的偏置系数, 这两个系数通过实际的压力标定环节得
到; Pad 为温度传感器的采样值。
工况累积流量 p sum( i) ( m3 ) 为:
P sum( i) = P sum( i - 1) + Q m( i) × 3600
2. 浙江大学, 杭州 310012)
【 摘要】 根据“ 十三五” 发展规划提出的环保系统辐射环境自动监测站建设的配置标准, 针对目前自动站中超大流量
采样器计量精度较低的现状, 本文应用高精度气体涡轮流量传感器和温度、 压力补偿方法, 设计了基于电池供电的
空气采样器现场标定装置, 该装置核准的计量精度为 1%, 装置在杭州丁桥站和上海监测站, 其测试结果表明, 可
以提高自动站超大采样器的计量精度。
【 关键词】 辐射环境; 自动监测站; 大流量气体标定
中图分类号: X83 文献标识码: A 文章编号: 1673-288X(2020)05-0129-04 DOI: 10. 19758 / j. cnki. issn1673-288x. 202005129
从“ 十五” 开始一直到“ 十二五” , 国家均对辐射环
对现场运行的辐射环境空气采样器有关参数测量精度进
累积量的统计, 并与大气采样器的指示值进行对比。 由
行合理评估。 在全国辐射监测工作会议上, 各省辐射环
于皂膜流量的计量范围较小, 不符合目前辐射环境空气
境监测站的技术人员对现有大流量采样器及超大流量采
采样器大流量( 最大 900m3 / hr) 的要求, 而且皂膜流量
《 大气采样器检定规程》 ( JJG956—2013) 中的标定方法
为, 用量程为 0 ~ 6L / min、 精度等级为± 1% 的皂膜流量
生态环境部核设施安全监管司关于发布2024年辐射监测标准预研究项目清单（第一批）的通知
生态环境部核设施安全监管司关于发布2024年辐射监测标准预研究项目清单（第一批）的通知文章属性•【制定机关】生态环境部•【公布日期】2024.07.01•【文号】核设函〔2024〕16号•【施行日期】2024.07.01•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】核与辐射安全管理正文关于发布2024年辐射监测标准预研究项目清单（第一批）的通知核设函〔2024〕16号各相关单位：为加快完善辐射监测标准体系，提高标准编制质量和效率，现将《环境γ辐射剂量率累积监测法》等27项标准纳入2024年辐射监测标准预研究项目清单（第一批）（见附件）。
有关事项通知如下。
一、项目承担单位应按照《国家生态环境监测标准制修订工作细则（试行）》《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ 168-2020）等要求开展预研究工作，编制标准文本和编制说明。
二、项目周期为12个月，项目承担单位须在12个月内开展文献调研、条件试验、实验室间验证等工作，完成标准制修订过程全部实验研究和材料编制工作，于2025年6月30日前提交标准文本和编制说明。
未按时完成的，终止该单位的预研究工作。
三、核与辐射安全中心、辐射环境监测技术中心根据职责分工对标准预研究工作进行技术指导和调度。
四、我司将对完成预研究的项目组织开展专家论证，对达到立项要求的项目按程序申请立项。
立项后的标准制修订项目由预研究项目承担单位和负责人承担。
五、请各单位认真开展专家研讨，广泛听取意见，严谨科学、扎实高效地推进标准预研究工作，确保如期高质量完成预研究任务。
联系人：核设施安全监管司监测应急处陆建峰、马磊电话：（010）65646036、65646035附件：辐射监测标准预研究项目清单（第一批）生态环境部核设施安全监管司2024年7月1日。
基于环保理念的辐射环境监测发展探究
基于环保理念的辐射环境监测发展探究摘要：新常态背景下我国的经济社会发展十分快速，很大程度上提升了我国的国际竞争力以及我国人民的生活水平。
但是由于近几年来核技术被广泛运用到人们的生活工作当中，为人们提供便利的同时，一定程度上为人们的生活环境带来了核辐射威胁。
我国一直秉承生态环保理念、人与自然和谐共处保护生态平衡。
基于此我国要加强对辐射水平的监测，从而对其带来的影响进行有效防控和解决。
基于此，文章对辐射环境监测工作的优化策略进行了研究，以供参考。
关键词：环保理念；辐射检测；发展策略1辐射环境监测工作概述辐射环境监测简单来说就是指对放射性物质周围环境的辐射水平进行监测，检测方式主要是依据周围环境以及现有的检测手段，通过现场直接监测的方式或现场取样到实验室检测分析方式进行监测。
辐射环境监测的主要目的就在于监测核设施运行的具体情况，并保证核辐射对周围环境辐射水平符合国家规定，进而有效减少核设施运行对人们生活所造成的影响。
而辐射环境监测工作的主要工作内容是：（1）辐射环境监测的结果是在一定范围内浮动的，所以工作人员就需要充分考虑周围环境的因素，以此提高数据监测的准确性和科学性。
（2）在监测的过程中为了保证数据的真实性，就需要对监测过程进行精细化管理，以科学的监测方式来提升辐射环境监测的水平。
随着核技术的应用日益广泛，国家对核技术的安全性重视程度也越来越高，因此国家也颁布了《核安全与放射性污染防治规划》文件。
并且国家也加大了对核辐射环境监测站的资金投入，通过先进的设备以强化辐射监测工作的效率。
近些年来，国家环境监测工作也不断完善，且监测的准确性和速度也有了明显的提升，为国家核技术的应用提供了坚实的后盾。
2基于环保理念的辐射环境监测发展策略研究2.1健全与优化电离辐射环境监测体系，划分好工作人员岗位职责为确保电离辐射环境监测质量效果可以达到预期，建议主体监测单位方面应该对当前所实行的电离辐射环境监测体系进行适当健全与优化。
核辐射监测系统KRT培训教材
KRT系统在未来的应用前景
核设施安全监测
KRT系统将继续在核设施安全监测领域发挥重要作用，保障核设施 的安全运行。
环境保护和公共安全
随着人们对环境和公共安全的关注度不断提高，KRT系统将在环境 保护和公共安全领域发挥更大的作用，保障公众的健康和安全。
科研和教育
KRT系统也可应用于科研和教育领域，为科研人员提供准确的监测数 据和实验结果，同时也可作为教材和培训资料，培养专业人才。
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KRT系统的特点与优势
KRT系统的特点
实时监测
KRT系统能够实时监测 核辐射水平，及时发现
异常情况。
高精度
系统采用先进的传感器 技术，能够精确测量辐 射剂量率、温度、湿度
等参数。
自动化程度高
可靠性高
KRT系统具备自动报警、 数据存储和远程传输等 功能，减少了人工干预
的需求。
系统采用高品质的硬件 和软件，确保长时间稳 定运行，不易出现故障。
KRT系统的优势
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全面监测
KRT系统能够监测核辐射的各 个参数，提供全面的监测数据
。
远程管理
通过互联网技术，用户可以在 远程对系统进行管理和维护，
方便快捷。
安全可靠
系统具备多重安全保障措施， 确保数据安全和系统稳定。
易于集成
KRT系统可以与其他监测系统 集成，实现统一管理。
KRT系统与其他系统的比较
介绍KRT系统在核科学研究中的应用 案例，如示踪实验、放射性测量等。
核应急响应案例
介绍某核事故应急响应中KRT系统的 应用案例，包括系统部署、数据实时 监测、事故后果评估等。
KRT系统的实际应用效果
核辐射检测机器人系统设计与实现
核辐射检测机器人系统设计与实现引言核辐射检测在核电站、核废料处理场等高辐射环境中至关重要。
为了减轻人类在辐射环境中的工作压力，提高辐射环境的作业效率，本文设计并实现了一种核辐射检测机器人系统。
该系统基于嵌入式系统和机器人技术，集成了多种传感器和执行器，可在复杂环境中自动完成辐射测量、环境感知、自主导航等任务，为辐射环境的监测和管理提供了新的解决方案。
系统总体设计核辐射检测机器人系统主要由机器人平台、传感器模块、控制模块和电源模块等组成，总体结构如图1所示。
图1 核辐射检测机器人系统总体结构1. 机器人平台机器人平台是整个系统的载体，负责实现机器人的移动、姿态调整等功能。
本文采用轮式机器人，具有结构简单、稳定性好、维护方便等优点。
2. 传感器模块传感器模块包括辐射传感器、环境传感器和视觉传感器等。
辐射传感器用于测量环境中的辐射剂量，包括伽马剂量率和中子剂量率；环境传感器用于感知环境参数，如温度、湿度、气压等；视觉传感器用于获取周围环境的图像信息，为自主导航提供参考。
3. 控制模块控制模块是整个系统的核心，负责实现机器人的运动控制、传感器数据采集和处理等功能。
本文采用嵌入式控制系统，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。
4. 电源模块电源模块为整个系统提供电力支持。
为了保证系统的稳定性和续航能力，本文采用高容量锂电池作为电源。
系统实现1. 硬件实现硬件实现是系统开发的关键环节之一。
本文采用Arduino 作为主控板，通过扩展板连接各种传感器和执行器。
具体硬件配置如下：* 主控板：Arduino UNO* 轮式机器人：2轮差动式* 辐射传感器：GM计数管* 环境传感器：DHT11、BMP280* 视觉传感器：OV7670* 嵌入式控制系统：STM32F103C8T6* 电源模块：12V 5Ah锂电池2. 软件实现软件实现是系统实现的核心环节之一。
本文采用C语言编写控制程序，通过串口通信与上位机进行数据传输。
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第 36 卷第 1 期航 天 器 环 境 工 程Vol. 36, No. 1 2019 年 2 月SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING89 E-mail: htqhjgc@ Tel: (010)68116407, 68116408, 68116544空间辐射环境危害综合监测原理样机研制马英起，朱 翔，李宏伟，张振龙，韩建伟（中国科学院 国家空间科学中心，北京 101499）摘要：依据空间辐射环境的分布特性及具体空间辐射效应的特征判据，设计出多功能、模块化的航天器空间环境危害监测样机。
该样机可针对不同运行轨道辐射环境采用不同的探测模块组合，能够实现单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充电效应和深层充电效应等辐射危害的综合监测，且具有高集成、低功耗的特性，可为卫星平台提供有效的辐射危害实时监测告警和故障诊断支持。
关键词：空间辐射；单粒子效应；总剂量效应；位移损伤效应；充电效应；监测样机中图分类号：V520.6; TL81文献标志码：A文章编号：1673-1379(2019)01-0089-06 DOI: 10.12126/see.2019.01.014Development of a space radiation hazard monitorMA Yingqi, ZHU Xiang, LI Hongwei, ZHANG Zhenlong, HAN Jianwei(National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 101499, China) Abstract: A multifunctional and modular space radiation hazard monitor is designed based on the characteristics of the space radiation environment and the related radiation effects. Different types of modularized monitors are designed for different orbits. There are monitors capable of detecting the single event effects, the total radiation dose effects, the displacement damage effects, and the surface and deep dielectric charging effects. The prototype for the space radiation hazard monitoring is an integrated, low-power instrument that provides the host spacecraft with in-flight radiation data, in-situ diagnosis and autonomously generated warnings of the space radiation environmental threats.Keywords: space radiation; single event effects; total ionization dose effects; displacement damage effects; dielectric charging effects; prototype monitor收稿日期：2018-07-26；修回日期：2019-01-17基金项目：中国科学院战略性先导科技专项——空间科学预先研究项目（编号：XDA15015500）引用格式：马英起, 朱翔, 李宏伟, 等. 空间辐射环境危害综合监测原理样机研制[J]. 航天器环境工程, 2019, 36(1): 89-94MA Y Q, ZHU X, LI H W, et al. Development of a space radiation hazard monitor[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2019, 36(1): 89-940 引言空间环境中的各种高能粒子和宇宙射线会对航天器材料和元器件造成损伤，引发航天器的功能异常和失效。
不同来源的统计数据表明，有16%～42%的航天器故障和异常是由空间环境引起的[1-4]。
据美国航空航天局统计，平均每个航天器在轨工作期间会发生1次空间环境诱发的故障 [5]。
为应对空间环境效应危害，美、欧已经研发出紧凑型空间环境异常监测器（Compact Environmental Anomaly Sensor, CEASE）、ESA 标准辐射环境监测器（Standard Radiation Environment Monitor, SREM）等多功能、一体化的空间环境危害传感器，并陆续开始搭载卫星投入使用。
目前报导CEASE已经有CEASE1、CEASE2两代产品，曾搭载至TSX-5、STRV-1c、DSP-21等多颗卫星[6-9]。
法国JASON2卫星上也携带了空间环境监测器ICARE-NG，专门用于监测质子、电子、重离子诱发的各种辐射效应[6]。
上述探测器多通过直接探测辐射环境特征的方式来实现环境能谱及粒子通量等参数的探测。
国内现有空间环境效应环境探测器和监测装置多为探测高能带电粒子及某类效应的单一功能载荷，难以实现较宽范围空间辐射效应监测功能；同时，缺乏系统的航天器故障诊断和预警手段，需要提高卫星在轨故障发现的时效性和定位准确性。
鉴于此，本文设计了针对空间单粒子效应、表面充电效应、深层充电效应等的探测模块，利用半导体器件实现单粒子效应、总剂量效应及位移损伤效应等环境效应特征测量，能更直接反映辐射环境危害程度，同时完成了各模块相关的集成、研制和测试。
在此基础上，组合研制了航天器空间环境辐射危害监测原理样机，能够实现对主要空间辐射环境效应在轨监测的功能。
区别于通常卫星上搭载的空间环境探测仪器，样机内模块具有与航天器本身的数管系统和电源系统的直接耦合接口，集成度更高，可作为卫星平台或者探测载荷组成的一部分。
样机同时能够提供空间辐射效应告警及与航天器故障相关的环境数据，有助于航天器事故分析以及改进航天器辐射安全可靠性设计。
1 模块化系统设计思路空间环境监测最为关注的问题是空间环境扰动和灾难性空间环境事件，而空间辐射环境危害综合监测主要通过各探测模块对高能粒子的响应特征表现实现辐射效应的综合诊断和预警。
涉及的高能粒子主要包括：地球辐射带电子和质子，太阳宇宙射线质子和重离子，银河宇宙射线质子和重离子。
航天器在不同轨道运行过程中遭遇的空间环境效应风险类型表现不同，例如航天器经历的空间等离子环境有电离层、等离子体层和地球同步轨道等离子体等，深层充放电一般发生在高能电子通量较高的外辐射带（2R E～7R E），其中高能电子通量峰值分布于3R E～5R E范围，是发生充电最危险的区域，运行轨道经过此区间范围内的航天器需要进行有针对性的监测与防护。
根据综合辐射环境和辐射效应的空间区域分布特性，对常见空间环境运行轨道的空间环境危害监测进行模块化设计，表1给出了常见航天器运行轨道的探测模块配置情况，轨道包括低地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）、地球静止轨道（GEO）、极地轨道（PEO）；探测模块包括单粒子效应（SEE）探测模块、总剂量效应（TID）探测模块、位移损伤效应（DDE）探测模块、表面充电效应（SDC）探测模块及深层充电效应（DDC）探测模块。
主要空间环境效应探测模块根据需要选择集成的综合监测技术，能够实现探测样机高度集成化，并可根据航天器轨道任务量身定制，减小综合监测样机的额外功耗，有效节省平台的配置资源。
表 1 航天器不同运行轨道下空间辐射危害监测样机探测模块配置Table 1 Details of the distribution of space radiation hazard monitor modules轨道探测模块配置LEO SEE, TID, DDEPEO SEE, TID, DDE, SDCGEO, MEO SEE, TID, DDE, SDC, DDC 行星轨道和行星际空间视具体情况而定在此基础上，组合研制航天器空间环境危害监测原理样机，能够实现对主要空间环境效应在轨监测的功能。
样机的系统组成如图1所示。
各探测模块的探测信号经过信号调理单元放大、甄别处理后，得到各种辐射效应的初步信息；经过数据处理单元的进一步对比分析，得到空间辐射环境的危害程度和航天器电子系统工作异常状态90航 天 器 环 境 工 程第 36 卷信息，提交给卫星平台数管系统；数管系统根据具体信息给出对应策略。
上述信号的进一步处理及与卫星数管系统通信功能由模块管理、工程遥测及开关指令控制单元来执行。
同时，样机具有与卫星平台的电源接口，由二次电源模块进行供电。
图 1 空间辐射危害监测样机系统组成Fig. 1 Configuration of the Space Radiation Hazard Monitor (SRHM)样机主要组成探测模块的设计功能原理具体介绍如下：1.1 单粒子效应探测模块引起单粒子效应的空间辐射粒子主要是高LET值的重离子及能够引起次级核反应造成大能量沉积事件的高能质子，目前常用的探测手段一是用半导体探测器测量能损，二是利用SRAM通过测量质子核反应能量沉积事件及重离子直接沉积大能量事件引起的单粒子翻转计数来评估单粒子效应程度。
后者只反映单一器件及单一LET阈值的单粒子翻转水平，不能测量其他器件及多LET阈值的单粒子效应程度，其配套电路也相对复杂。
综合考虑，采用传统的半导体探测器作为探测模块来测量评估单粒子效应发生水平。
研制工作中采用大面积Si-PIN探测器作为敏感元件实现单粒子效应的探测。
基本探测原理为：测量高LET值重离子及质子核反应引起大能量沉积事件产生的信号，通过放大成形甄别出能量沉积超过一定阈值的单粒子信号，对之进行统计计数，可以评估航天器所遭受的单粒子效应程度；通过设置不同的甄别阈值，可以实现多LET阈值的单粒子效应探测。
1.2 总剂量及位移损伤效应探测模块总剂量效应探测模块采用PMOS场效应管直接对总电离剂量的累计值进行测量，即利用测量PMOS场效应管的栅极电压漂移随吸收剂量的变化来测量总剂量。
具体测量原理为：电离辐射在PMOS氧化物绝缘介质中产生电子−空穴对，空穴被在栅氧化物SiO2及Si/SiO2界面处的势阱俘获，在Si/SiO2界面处形成新的界面电荷态，使沟道变窄，沟道阻抗变大，源极与漏极电流减小，最终结果是栅极偏置电压即阈值电压向负向漂移。