放射性物質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，現在采用的方法有干簧管、光電耦合、霍耳器件等。
干簧管會產生抖動造成誤差，光電耦合和霍耳消耗較大電池能量。如果將光電耦
合發光部分不采用電池供電將會節約大量的電池能量，有一種方法就是發光部分
采用放射性物質激發熒光物質發光，再采用光電耦合法，這樣不用消耗電池能量
從而延長電池使用時間。
提起放射性物質大家都有一種談虎色變的感覺，總把它和癌、白血病聯系在
一起。其實我們的生活環境總會有一些放射性物質，它們來自宇宙射線和地殼一
些物質，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
范圍內是不會出問題的。國家規定人體吸收可能電離能量每年在1 毫希沃特以
內， 這個量不包括天然本底輻射和一些疾病診斷治療如X 射線透視和放射性療
法等。順便介紹一下希沃特這個單位，它是指1 千克的物質吸收任何可能引起電
離輻射能量為1 焦耳*輻射品質因素*其它修正系數，對于X 射線、? 射線、β射
線，輻射品質因素為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放出的射線分別為α射線，β射線，? 射線，但我們只
采用放射β射線的物質，因為α射線對熒光物質有損害，而? 射線穿透性太強，
會對環境造成污染。采用何種物質好呢？比較理想的物質為氫的放射性同位素
氚，它是純β放射性物質，半衰期為12.3 年最大β能量為18.6 千電子伏特。 它
其實就是高速電子流， 這個能量相當于彩色電視機熒光屏受到電子轟擊的能量，
所以不會對環境造成污染， 而它的半衰期適中，因為儀表使用中更換電池的時
間越長越好，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。 如果半衰期太長輻射強度太弱，激發出的光也弱。半衰期過短
放射性物質消耗快需要頻繁更換， 而且輻射強度過強，有可能對人體產生不利
影響。
氚的制造成本低，它采用中子轟擊 6Li 產生的，6Li+n? 3H+4He，這樣利
用原子反應堆可以制造。
氚也不是沒有要解決的問題，首先，氚蛻變成 3He， 是一種氣體， 會對容
器產生影響。再則氚易和水或空氣中的水蒸汽中的氫發生同位素交換而造成損
失，并對環境造成污染（應該嚴防放射性物質通過呼吸、飲食、皮膚接觸進入體內）。

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