放射性物質(zhì)在低功耗儀表上的應用

現在許多儀表，如熱量表、電子式水表、電子式煤氣表要想實(shí)現電子計量需
要采用低功耗單片機， 如MCS430 等， 電源普遍采用高能鋰電池。 如何將一
次表的流量信號采集出來(lái)，現在采用的方法有干簧管、光電耦合、霍耳器件等。
干簧管會(huì )產(chǎn)生抖動(dòng)造成誤差，光電耦合和霍耳消耗較大電池能量。如果將光電耦
合發(fā)光部分不采用電池供電將會(huì )節約大量的電池能量，有一種方法就是發(fā)光部分
采用放射性物質(zhì)激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光，再采用光電耦合法，這樣不用消耗電池能量
從而延長(cháng)電池使用時(shí)間。
提起放射性物質(zhì)大家都有一種談虎色變的感覺(jué)，總把它和癌、白血病聯(lián)系在
一起。其實(shí)我們的生活環(huán)境總會(huì )有一些放射性物質(zhì)，它們來(lái)自宇宙射線(xiàn)和地殼一
些物質(zhì)，但因人體對放射性損傷有一定的自修復能力，只要把它控制在一定劑量
范圍內是不會(huì )出問(wèn)題的。國家規定人體吸收可能電離能量每年在1 毫希沃特以
內， 這個(gè)量不包括天然本底輻射和一些疾病診斷治療如X 射線(xiàn)透視和放射性療
法等。順便介紹一下希沃特這個(gè)單位，它是指1 千克的物質(zhì)吸收任何可能引起電
離輻射能量為1 焦耳*輻射品質(zhì)因素*其它修正系數，對于X 射線(xiàn)、? 射線(xiàn)、β射
線(xiàn)，輻射品質(zhì)因素為1，α為20。如果是體外照射其它修正系數也為1。
我們知道放射性物質(zhì)放出的射線(xiàn)分別為α射線(xiàn)，β射線(xiàn)，? 射線(xiàn)，但我們只
采用放射β射線(xiàn)的物質(zhì)，因為α射線(xiàn)對熒光物質(zhì)有損害，而? 射線(xiàn)穿透性太強，
會(huì )對環(huán)境造成污染。采用何種物質(zhì)好呢？比較理想的物質(zhì)為氫的放射性同位素
氚，它是純β放射性物質(zhì)，半衰期為12.3 年最大β能量為18.6 千電子伏特。 它
其實(shí)就是高速電子流， 這個(gè)能量相當于彩色電視機熒光屏受到電子轟擊的能量，
所以不會(huì )對環(huán)境造成污染， 而它的半衰期適中，因為儀表使用中更換電池的時(shí)
間越長(cháng)越好，如果采用干簧管電池使用理論值為8 年左右，國家規定儀表為兩年
強制檢定一次。 如果半衰期太長(cháng)輻射強度太弱，激發(fā)出的光也弱。半衰期過(guò)短
放射性物質(zhì)消耗快需要頻繁更換， 而且輻射強度過(guò)強，有可能對人體產(chǎn)生不利
影響。
氚的制造成本低，它采用中子轟擊 6Li 產(chǎn)生的，6Li+n? 3H+4He，這樣利
用原子反應堆可以制造。
氚也不是沒(méi)有要解決的問(wèn)題，首先，氚蛻變成 3He， 是一種氣體， 會(huì )對容
器產(chǎn)生影響。再則氚易和水或空氣中的水蒸汽中的氫發(fā)生同位素交換而造成損
失，并對環(huán)境造成污染（應該嚴防放射性物質(zhì)通過(guò)呼吸、飲食、皮膚接觸進(jìn)入體內）。

其它可利用的物質(zhì) 90Sr 和 137Cs，這兩種物質(zhì)均為原子反應堆核裂變后的物質(zhì)，半衰期分別為28.1 年30.2 年它們都是純β放射物質(zhì)，但β射線(xiàn)能量較高，下表介紹幾種放射性物質(zhì)的特性。90Y 為90Sr 衰變后的物質(zhì)，有弱的 ? 射線(xiàn)，其它物質(zhì)衰變后均為穩定物質(zhì)。以上觀(guān)點(diǎn)僅供大家參考。