低本底钢
低本底钢（英语：Low-background steel），或译“低背景钢”，亦称先原子钢[1]（pre-atomic steel）[2]与二战前钢（pre-war steel）[3]，是在1940年代和1950年代第一代原子弹爆炸前生产的钢材。由于在1945年，随着三位一体核试验、广岛、长崎核轰炸，以及冷战早期一系列核武器试验的进行，世界背景辐射量有明显升高。现代生产的钢铁由于普遍使用大气气体而被放射性同位素污染，低本底钢的称呼由此而来。因为其没有受到过此类污染，这种钢材被使用在高精度放射性同位素检测装置上。
放射性同位素污染
[编辑]从1856年到二十世纪中叶，炼钢采用的是贝塞麦转炉炼钢法，这种方法通过向高炉中鼓入空气来将生铁转换为钢。到20世纪中叶，许多炼钢厂已经改为使用氧气吹顶制钢流程，这种方法使用纯氧代替了空气。但是此两种方法都使用了容易被空气中微粒子污染的大气气体。当今的大气中携带有各种放射性同位素，比如钴-60，就会沉积在钢铁中，使其表现出微弱的放射性。[4]
世界上的人为背景辐射于1963年达到了高峰，高于自然水平0.15毫西弗。由于这一年通过了部分禁止核试验条约，人为背景辐射程自此开始呈几何级数下降，到每年高于自然水平0.005毫西弗。[5]
制造
[编辑]现今低背景钢的主要来源是在三位一体核试验之前所沉入水中的各种船舶，其中最有名的是在一战时期于苏格兰斯卡帕湾凿沉的德国战列舰。 [6]
由于钴60存在于废、旧钢铁回收供应链，因此近代生产的钢铁仍会受到钴60之污染。[7]不过2000年代以后人为活动产生的背景辐射接近自然界的水平，在控制钢材炼制原料来源（主要方法是不使用回收钢材）、改进炼制工艺的情况下，仍可制造出符合要求的低背景钢。[8]
应用
[编辑]低背景钢主要应用在以下装置上：
由于这些是用于测试放射性排放量的装置，需要在非常低放射性的环境下才能正常工作。低背景计数舱室是用低背景钢制成，具有非常强的辐射屏蔽能力，用于测量细微核排放。[9]
参考资料
[编辑]- ^ （美）马哈菲. 开凿运河，治疗癌症，飞往木星. 原子的觉醒 解读核能的历史和未来. 科学新文献. 上海: 上海科学技术文献出版社. 2011-04: 180. ISBN 978-7-5439-4828-0 –通过读秀.
- ^ James Mahaffey. Atomic Awakening: A New Look at the History and Future of Nuclear Power. : 226–227 （英语）.
- ^ M. Manohari; R. Mathiyarasu; V. Rajagopal; V. Meenakshisundaram; R. Indira. Calibration of phoswich-based lung counting system using realistic chest phantom. Radiation Protection Dosimetry. 2011, 144 (1-4): 427–432.
- ^ Adams, Cecil. Is steel from scuttled German warships valuable because it isn't contaminated with radioactivity?. The Straight Dope. December 10, 2010 [2015-07-31]. （原始内容存档于2015-09-16）.
- ^ United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), Sources and Effects of Ionizing Radiation (UNSCEAR 2008 Report): Volume I, New York: United Nations: 6, 2010 [2015-07-31], ISBN 978-92-1-142274-0, （原始内容存档于2019-07-16）,
The estimated annual per caput effective dose of ionizing radiation due to global fallout from atmospheric nuclear weapons testing was highest in 1963, at 0.11 mSv, and subsequently fell to its present level of about 0.005 mSv (see figure II). This source of exposure will decline only very slowly in the future as most of it is now due to the long-lived radio-nuclide carbon-14.
- ^ Butler, Daniel Allen. Distant Victory: the Battle of Jutland and the Allied Triumph in the First World War. Westport, Connecticut, USA: Praeger Security International (Greenwood Publishing Group). 2006: 229 [2015-07-31]. ISBN 0-275-99073-7. （原始内容存档于2014-11-04）.
- ^ Reducing Risks in the Scrap Metal Industry - Sealed Radioactive Sources (PDF) (IAEA/PI/A.83 / 05-09511), Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA): 2–6, September 2005 [2015年7月31日], （原始内容 (PDF)存档于2006年6月14日）
- ^ 低放射化フェライト鋼製造技術の現状と課題 (PDF), Japan: プラズマ・核聚变学会, January 2011 [2018-12-13], （原始内容存档 (PDF)于2016-08-03）
- ^ Aaron, D. Jayne; Berryman, Judith. Rocky Flats Plant, Emergency Medical Services Facility - HAER No. CO-83-S (Rocky Flats Plant, Building 122). U.S. Department of Energy, Office of Legacy Management. 1997 [2015-07-31]. （原始内容存档于2016-04-10）.