2020環(huán)境空氣氣溶膠中γ放射性核素的測(cè)定

環(huán)境空氣氣溶膠中γ放射性核素的測(cè)定濾膜壓片/γ能譜法目 次前 言 ii適用范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1方法原理 1試劑和材料 1儀器和設(shè)備 2樣品 2分析步驟 4結(jié)果計(jì)算 4結(jié)果表示 5精密度與準(zhǔn)確度 6質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 7注意事項(xiàng) 8附錄A（規(guī)范性附錄）探測(cè)下限 9附錄B（規(guī)范性附錄）采樣器流量自行校準(zhǔn)方法 10附錄C（規(guī)范性附錄）采樣器流量比對(duì)方法 11附錄D（資料性附錄）方法的精密度和準(zhǔn)確度匯總表 12附錄E（資料性附錄）記錄表格 14i環(huán)境空氣氣溶膠中γ放射性核素的測(cè)定濾膜壓片/γ能譜法適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用濾膜壓片/γ能譜法測(cè)定環(huán)境空氣氣溶膠中γ放射性核素的方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于輻射環(huán)境常規(guī)監(jiān)測(cè)，環(huán)境空氣氣溶膠中γ放射性核素的測(cè)定。當(dāng)采樣體積為1000m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），測(cè)量時(shí)間為24小時(shí)時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的各γ放射性核素探測(cè)下限為μBq/3～100μBq/3，探測(cè)下限見附錄A。規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T11713高純鍺γ能譜分析通用方法GB/T11743土壤中放射性核素的γ能譜分析方法HJ1009輻射環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站運(yùn)行技術(shù)規(guī)范術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。氣溶膠aerosol液體或固體微粒分散在空氣中形成的相對(duì)穩(wěn)定的懸浮體系。standardstate273.15K101.325kPa時(shí)的狀態(tài)。本標(biāo)準(zhǔn)中的放射性核素活度濃度均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的活度濃度。方法原理通過(guò)大流量或超大流量采樣器抽取定量體積的空氣，使空氣中氣溶膠粒子被截留在濾膜上，濾膜經(jīng)壓片處理后用高純鍺γ能譜儀分析其γ放射性核素組成及其濃度。試劑和材料0.6m/s0.3μm標(biāo)準(zhǔn)粒子的截留效率不低于950.6m/s的潔凈空氣流速時(shí)，壓降小于1kPa。天然放射性核素含量低，無(wú)人工放射性污染。易于壓片，壓片后表面平整，不易變形。如需進(jìn)一步放射化學(xué)分析，還應(yīng)具有完全溶解性。ABSGB/T117131直徑與樣品相同、高度與樣品相近的圓柱形刻度源，裝入樣品容器并固定密封。性能和技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行GB/T11713γ射線的核素。γGB/T11713濾膜保存袋：聚乙烯等材質(zhì)。防污用品：聚乙烯等材質(zhì)的袋或薄膜。一次性手套：聚乙烯等材質(zhì)。儀器和設(shè)備HJ1009γGB/T1171330%。0.01g。干燥設(shè)備：干燥器、干燥箱等。10壓片機(jī)模具：不銹鋼材質(zhì)。游標(biāo)卡尺：0mm～150mm0.1mm。溫度計(jì)：用于校準(zhǔn)采樣器溫度測(cè)量部件，測(cè)量范圍-30℃～50℃，精度±0.5℃。50kPa～107kPa，精度±0.1kPa。流量校準(zhǔn)器：用于校準(zhǔn)采樣器流量，在采樣器流量范圍內(nèi)，誤差≤2%。樣品采樣前準(zhǔn)備，用天平稱量（m1）。稱量后的濾膜平展放入與濾膜編號(hào)相同的濾膜保存袋，采樣前不得折疊。樣品采集境大氣壓等參數(shù)。采樣體積一般不小于1000m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。E。2樣品運(yùn)輸樣品采集完成后，應(yīng)盡快送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品制備。樣品運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)盡量避免劇烈振動(dòng)。樣品制備3～5果測(cè)量4Ar、88Kr等半衰期特別短的核素，可不進(jìn)行氡子體衰變。取出濾膜，立即用天平稱量（m2）。（如果濾膜附有支持層，應(yīng)先除去支持層）。需要將多張濾膜制備成一個(gè)樣品，可將濾膜（1濾膜沿長(zhǎng)邊均勻?qū)φ酆笤俅蜷_得對(duì)折折痕。其余兩個(gè)對(duì)角再向?qū)φ壅酆蹆?nèi)折，折成正方形的形狀。

兩個(gè)對(duì)角向?qū)φ壅酆蹆?nèi)折。4折，重復(fù)該步驟，直至可塞入壓片機(jī)模具。圖1濾膜折疊示意圖102用游標(biāo)卡尺測(cè)量高度（h），用天平稱量（3）?？瞻讟悠分苽洌?.4.37.4.4相同的操作步驟制備空白樣品。3分析步驟γ能譜儀刻度GB/T11713477.6keV、1460.8keV效率刻度執(zhí)行G/T1113的相關(guān)規(guī)定。效率刻度曲線有個(gè)“接點(diǎn)”Ee，對(duì)γ射線能量E<e的低能段,選擇3～5個(gè)能量的γ射線，對(duì)γ射線能量E>e的高能段至少選擇5個(gè)能量的γ射線?？潭葧r(shí)刻效率刻度測(cè)量時(shí)間滿足特征γ0.25%。樣品測(cè)定測(cè)量前用酒精棉清潔制備好的樣品（7.4）并檢查樣品標(biāo)簽。測(cè)量時(shí)樣品和效率刻度源與探測(cè)器的相對(duì)位置應(yīng)嚴(yán)格一致，必要時(shí)可采用定位架。24γ5%。γ能譜內(nèi)7Be47.6keV和40K140.8keVγ1E?？瞻讟悠窚y(cè)定結(jié)果計(jì)算計(jì)算樣品中待測(cè)核素的活度濃度按照公式（1）計(jì)算：C=K×s?b)×ε×F×γ式中：AC—樣品中待測(cè)核素的活度濃度，Bq/3；sn—樣品中待測(cè)核素特征γ射線全吸收峰凈計(jì)數(shù)率，-1；sn—與n相對(duì)應(yīng)的特征γ射線本底凈計(jì)數(shù)率，s-；

（1）b snV—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，m3；nε—待測(cè)核素特征γ射線全吸收峰效率，s-1·Bq-；FF

=1×2，1為樣品相對(duì)于效率刻度可取值1。為樣品相對(duì)于效率刻度源高度修正因子，如果樣品與效率刻度源高度相近，F(xiàn)2可取值1。γ—待測(cè)核素特征γ射線的發(fā)射概率；KK=為采樣開始至結(jié)束待測(cè)核素衰變修正因?yàn)闃悠窚y(cè)量期間待測(cè)核素衰變修正因子。衰變修正假設(shè)采樣期間待測(cè)核素濃度恒定，衰變修正因子KC按照公式（2）計(jì)算：4KC=

×C1??C

（2）式中：KC—采樣開始至結(jié)束待測(cè)核素衰變修正因子，如果待測(cè)核素半衰期與樣品采樣時(shí)間的比值大于100，KC可取值1；tC—采樣開始至結(jié)束的時(shí)間，s；λ—待測(cè)核素衰變常數(shù)，-1。衰變修正因子KW按照公式（3）計(jì)算:1WKW=e?λ×tW

（3）1001；tW—采樣結(jié)束至測(cè)量開始的時(shí)間，s；λ—待測(cè)核素衰變常數(shù)，-1。衰變修正因子KD按照公式（4）計(jì)算:KD=

λ×tD1??D

（4）式中：KD—樣品測(cè)量期間待測(cè)核素衰變修正因子，如果待測(cè)核素半衰期與樣品測(cè)量時(shí)間的比值大于100，KD可取值1；tD—測(cè)量開始至結(jié)束的時(shí)間，s；λ—待測(cè)核素衰變常數(shù)，-1。采樣體積采樣體積按照公式（5）計(jì)算：V=Q×t=Q×t×P×273.15

（5）n n 101.325×Tnn式中：V—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，m3；Q—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣流量，m3h；t—采樣開始至結(jié)束的時(shí)間，h；—實(shí)際采樣流量，m/h；nnP—采樣時(shí)環(huán)境大氣壓，kPa；T—采樣時(shí)環(huán)境溫度，K。樣品高度和密度差異修正γ射線全吸收峰效率作高度和密度差（（1mm3等參數(shù)推薦優(yōu)先使用蒙特卡羅模擬計(jì)算方法修正。結(jié)果表示大于探測(cè)下限結(jié)果表示952。5測(cè)定結(jié)果一般保留2～3位有效數(shù)字。小于探測(cè)下限的結(jié)果表示當(dāng)測(cè)定結(jié)果小于探測(cè)下限時(shí)，表示為“<LLD”并注明探測(cè)下限。探測(cè)下限的計(jì)算方法見附錄A。不確定度評(píng)定不確定度K2K2V2×ε2×F2×γ2×N+N+s bAC×2?u) u(22ε) u2u(2γ) u2?nt2? ns? nV2+ε2+F2+γ2+K2??c()=

（6）式中：c()—測(cè)定結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；Ns—樣品中待測(cè)核素特征γ射線全吸收峰凈計(jì)數(shù)；Nb—與Ns相對(duì)應(yīng)的特征γ射線本底凈計(jì)數(shù)；ts—樣品測(cè)量活時(shí)間，s；nV—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，m3；nε—待測(cè)核素特征γ射線全吸收峰效率，s-1·Bq-1；F—樣品相對(duì)于效率刻度源自吸收和高度修正因子；γ—待測(cè)核素特征γ射線的發(fā)射概率；K—待測(cè)核素衰變修正因子；AC—樣品中待測(cè)核素的活度濃度，Bq/3；n)—采樣體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；nεu(F)Fu(γ)γ

—全吸收峰效率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；—自吸收和高度修正因子的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；—發(fā)射概率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；u(K)K

—衰變修正因子的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。擴(kuò)展不確定度測(cè)定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度按照公式（7）計(jì)算：U=c()式中：U—測(cè)定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度；k—包含因子，取2，相應(yīng)包含概率為95%。精密度與準(zhǔn)確度

（7）3γD。6質(zhì)量保證和質(zhì)量控制采樣過(guò)程質(zhì)量保證與質(zhì)量控制采樣器應(yīng)送有資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)，或自行校準(zhǔn)、比對(duì)，每年至少一次，采樣器流量自行校準(zhǔn)BC。90%～110%，采樣全過(guò)程平均流量95%～1051推薦優(yōu)先使用恒流且具有標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下采樣體積功能的采樣器。每次采樣檢查采樣器是否漏氣，當(dāng)濾膜安裝正確，采樣器無(wú)漏氣時(shí)，采樣后濾膜受塵面上的積塵邊緣輪廓應(yīng)清晰。如果積塵邊緣輪廓出現(xiàn)模糊、不完整，則表明有漏氣，應(yīng)檢查濾膜安裝是否正確，或更換濾膜密封墊、濾膜夾。采樣期間，所有有關(guān)樣品代表性和有效性的因素，如采樣器故障、沙塵暴等異常氣象條件、重度污染及以上空氣質(zhì)量狀況和異常建設(shè)活動(dòng)等均應(yīng)詳細(xì)記錄。γ能譜儀性能檢查每月至少測(cè)定一次γ能譜儀本底，測(cè)量時(shí)間一般不小于24小時(shí)，計(jì)算全譜本底計(jì)數(shù)，繪制本底計(jì)數(shù)質(zhì)控圖，如果有異常，應(yīng)查找原因。0i)?i)i)計(jì)算，高0i)?i)i)Dε=式中：Dε—效率相對(duì)偏差；

×100%

（8）εE)—效率刻度后首次測(cè)定時(shí)，能量E的效率，s-1·B-1；0 iE)—性能檢查時(shí)，能量E的效率，s-1·Bq-。i每年至少用檢驗(yàn)源進(jìn)行一次泊松分布的檢驗(yàn)，如果有異常，應(yīng)查找原因?？瞻讟悠贩治雒苛鶄€(gè)月至少制備并測(cè)定一個(gè)空白樣品。此外，新購(gòu)置或維修后的γ能譜儀啟用前、每批次濾膜、每批次樣品容器應(yīng)至少制備并測(cè)定一個(gè)空白樣品。樣品重復(fù)測(cè)定10（10/批110天，樣品中7Be活度濃度相對(duì)平均偏差按照公式（9）計(jì)算，相對(duì)平均偏差應(yīng)滿足表1要求。RAD=

A?B10%A+B

（9）式中：D—7Be活度濃度相對(duì)平均偏差；AC、AC—兩次重復(fù)測(cè)定結(jié)果，Bq/3。A B7表1 樣品重復(fù)測(cè)定要求樣品中7Be活度濃度（mBq/m3）相對(duì)平均偏差（%）≤0.5≤15>0.5≤10注意事項(xiàng)樣品γ能譜分析時(shí)，根據(jù)待測(cè)核素的特征，原則上盡量選擇發(fā)射概率大，受其他因素干擾小的一個(gè)或多個(gè)γγGB/T11743131I7γ能譜儀探測(cè)器頂部和樣品容器用防污用品包裹,包裹時(shí)防止因空氣進(jìn)入導(dǎo)因空氣污染等原因，導(dǎo)致阻力增大影響采樣時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾膜?？諝赓|(zhì)量狀況優(yōu)良時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)采樣時(shí)間。8附 錄 A（規(guī)范性附錄）探測(cè)下限4.66×4.66×K×NLLD=

s×n×ε×F×γ

（A.1）式中：D—置信度為95Bq/3；N—樣品中待測(cè)核素特征γ射線全吸收峰對(duì)應(yīng)的本底計(jì)數(shù)；ts—樣品測(cè)量活時(shí)間，s；nV—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，m3；nε—待測(cè)核素特征γ射線全吸收峰效率值，-1·B-1；F—樣品相對(duì)于效率刻度源自吸收和高度修正因子；γ—待測(cè)核素特征γ射線的發(fā)射概率；K—待測(cè)核素衰變修正因子。當(dāng)采樣體積為1000m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），測(cè)量時(shí)間為24小時(shí)時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的各γ放射性核素探測(cè)A.1。表A.1 探測(cè)下限核素探測(cè)下限（μBq/m3）7Be5040K10054Mn558Co560Co595Zr10131I20134Cs5137Cs5140Ba50144Ce50210Pb100228Ra20注：樣品直徑50mm，樣品高度約5mm；γ能譜儀探測(cè)器的相對(duì)探測(cè)效率不小于30%。9附 錄 B（規(guī)范性附錄）采樣器流量自行校準(zhǔn)方法操作步驟如下：2℃。T=S?R式中：?T—溫度示值誤差，℃；TS—采樣器環(huán)境溫度測(cè)量示值，℃；TR—校準(zhǔn)溫度計(jì)環(huán)境溫度測(cè)量值，℃。

（B.1）1kPa。P=S?R式中：?P—大氣壓示值誤差，kPa；S—采樣器環(huán)境大氣壓測(cè)量示值，kP；R—校準(zhǔn)氣壓計(jì)環(huán)境大氣壓測(cè)量值，ka。

（B.2）在采樣器中安裝一張空白濾膜，流量校準(zhǔn)器按照使用說(shuō)明與采樣器連接，確保連接處不漏氣。1010流量示值誤差按照公式（B.3）5%，大流量采樣2%。

DQ—流量示值誤差；

DQ=

×100%QS?QS?QR

（B.3）RQ—流量校準(zhǔn)器流量平均值，mRSQ—采樣器流量平均值，m/h。S校準(zhǔn)合格的采樣器，即可用于采樣，不得再改動(dòng)調(diào)節(jié)器狀態(tài)。10附 錄 C（規(guī)范性附錄）用于比對(duì)的大流量采樣器應(yīng)送有資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)，每年至少一次，合格后方可使用。操作步驟如下：在同一環(huán)境條件下，將大流量采樣器和待測(cè)超大流量采樣器的采樣入口盡量調(diào)整至同一高度，4m～6m。4樣品制備后，用同一臺(tái)γ7Be活度濃度，相對(duì)偏差按照公式（C.1）計(jì)算，比對(duì)相20%。

=PD—7Be活度濃度相對(duì)偏差；P

S?R

×100%

（C.1）RC—大流量采樣器采集的樣品中e活度濃度，mB/m3；RSAC—待測(cè)超大流量采樣器采集的樣品中7e活度濃度，mB/m3。S11附 錄 D（資料性附錄）方法的精密度和準(zhǔn)確度匯總表七個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)3個(gè)不同活度的統(tǒng)一γ放射性核素標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行了測(cè)定。精密度和準(zhǔn)確度匯總數(shù)據(jù)見表D.1和表D.2。表D.1 方法的精密度匯總表核素平均值（Bq）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)（%）實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)（%）重復(fù)性限（Bq）再現(xiàn)性限（Bq）241Am2750.1～1.62.26185470.2～2.22.817468200.1～1.73.4227957Co79.70.3～3.41.43.24.21580.3～3.51.4792360.2～3.02.41119139Ce1200.4～2.21.6472370.4～2.11.67123540.2～2.21.21317113Sn2080.4～6.41.316164100.3～3.71.221246140.2～4.41.83544137Cs1020.3～4.51.4672010.2～5.21.212123010.2～4.71.5172054Mn1750.3～2.91.2793460.3～2.11.29145200.2～2.52.4203888Y3470.4～2.71.813216860.3～2.22.219461.03×1030.3～3.22.50.05×1030.09×10360Co1590.2～3.41.3793130.2～3.50.812134730.1～3.01.8172812表D.2 方法的準(zhǔn)確度匯總表核素標(biāo)準(zhǔn)值（Bq）相對(duì)誤差范圍和平均值（%）范圍RE±2SRE241Am278.2-3.7～1.8-1.1±4.2548.6-3.0～4.3-0.37±5.6827.9-4.2～5.2-0.95±6.657Co80.77-2.9～0.56-1.4±2.8159.3-2.1～1.7-0.72±2.8240.3-3.9～2.6-1.6±4.6139Ce121.3-4.2～0.58-1.4±3.0239.1-4.0～1.1-1.1±3.0360.8-4.1～-0.78-1.8±2.4113Sn210.4-2.7～0.29-1.2±2.4415.0-2.7～0.80-1.2±2.4626.3-3.9～1.0-2.0±3.4137Cs103.4-3.3～0.58-1.7±2.8203.8-3.1～0.25-1.5±2.2307.5-4.1～-0.52-2.2±2.854Mn177.1-2.7～0.79-1.0±2.4349.3-2.2～0.89-1.1±2.2527.1-3.6～3.1-1.4±4.688Y345.9-3.2～2.50.33±3.6682.1-4.0～3.10.53±4.41029-3.7～4.1-0.08±5.060Co161.3-2.