活動：香港的輻射監察和測量

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學習重點：
1.   α, β, γ 輻射和放射性衰變
2.   輻射的測量和輻射安全
3.   同位素及放射性變化
4.   科學研究、溝通，資料的搜集和處理
5.   批判的思考與自學

教師筆記：[ZIP] 參考結果，建議答案，學生工作紙。

簡介：

在 1987 年，香港天文台建立了環境輻射監測計劃，以密切地監察廣東大亞灣核電站對環境可能構成的影響。

你想知多一點關於輻射監測的過程和儀器嗎？在這次活動中，你會參觀香港天文台在京士柏的輻射實驗室和輻射監測站。你需要定下計劃，以便在參觀時拍照和收集資料，以及在參觀後寫一份報告或在課堂上作簡介。

基本資料：

圖 1   京士柏的輻射實驗室。照片來源﹕香港天文台網頁

圖 2   在輻射監測站內的儀器。照片來源﹕香港天文台網頁

香港天文台監察空氣、食物、食水及海水的放射性。方法主要是從空氣、泥土、蔬菜、牲畜、水果、食水、海鮮、海水、甚至是潮汐沉積物中抽取大量樣本進行分析。所有樣本被送到京士柏的輻射實驗室進行分析。實驗室有四個主要的儀器，包括阿爾法譜法系統、伽馬譜法系統、低本底阿爾法-貝他粒子計數系統，以及液體閃爍計數系統。

此外，天文台亦建立了一個輻射監測網絡。它由 10 個分佈於香港各地的固定輻射監測站組成。每個監測站的儀器包括：高壓電離室 (HPIC)、放射性碘取樣器、高容量空氣取樣器 (HVAS)，以及總沉積物收集器。高壓電離室把環境伽瑪輻射的數據，以兩個獨立的通訊系統傳送至天文台總部。假如任何一個監測站的輻射水平超出定下的標準，便會引發警報。

上述的儀器有些比較複雜，另外一些就較為簡單。但總括來說，它們的設計與所需要監察的輻射或放射性物質的特性有很密切的關係。在這次活動中，嘗試了解它們的運作吧！

過程：

學生被分為八組，每組被指定進行兩項工作：

工作 1

嘗試對香港輻射監察和測量的情況作一個概括的了解，特別是關於天文台的工作。所有八組同學都需要進行這項工作。

工作 2

每組需要在京士柏輻射實驗室和全港輻射監察站的儀器之中選擇 (或由老師指派) 一項。每組需負責找出儀器在監察計劃中扮演的角色，以及它的運作原理、特性和背後的物理結構。輻射探測和監察的儀器如下：

1. 伽馬譜法系統
2. 液體閃爍計數系統
3. 低本底阿爾法-貝他粒子計數系統
4. 阿爾法譜法系統
5. 高壓電離室 (HPIC)
6. 放射性碘取樣器
7. 高容量空氣取樣器 (HVAS)
8. 總沉積物收集器

參觀之前…

1. 在書本/期刊/網上搜尋資料，嘗試對香港輻射監察和測量的情況作一個概括的了解。亦嘗試找出你的組別所負責的儀器的相關資料。
   
2. 寫出參觀報告或課堂簡介的大綱。分析你所搜尋得的資料，加深了解，並找出你不明白的部份，或釐定你在寫報告/做課堂簡介時需要甚麼資料。
   
3. 根據你所需要的資料，定下計劃，以決定你在實際參觀時需要拍的照片、記錄的資料，和想問的問題。

參觀時…

同學應該主要收集與中學課程指引中原子物理課題相關的資料。在參觀過程中收集資料，回答以下的問題：

1. 在香港，輻射的測量和監察的具體情況是怎樣的？
2. 你所選擇的儀器在輻射測量和監察計劃中扮演甚麼角色？
3. 你所選擇的儀器量度/監察哪一類的輻射和放射性物質？
4. 為何選擇監察這類放射性物質？這類放射性物質釋放出哪種輻射？
5. 這種輻射的特性 (例如穿透力、電離能力、強度等) 是怎樣的？
6. 這儀器有何特性？以甚麼方式運作？它以甚麼原理測量/監察輻射或放射性物質呢？

參觀之後…

每組在參觀之後需要把發現寫成報告，或在堂上作簡介，當中包括與其他同學溝通的答問環節。

參考資料