水中氚的分析方法（HJ 1126-2020）

目次

前言..........................................................................................................................................II

1適用范圍...............................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件...................................................................................................................1

3方法原理...............................................................................................................................1

4術語和定義...........................................................................................................................1

5試劑和材料...........................................................................................................................2

6儀器和設備................................水中氚的分析方法...........................................................................................2

7樣品.......................................................................................................................................3

Analysismethodfortritiuminwater

8分析步驟...............................................................................................................................3

9結果計算與表示...................................................................................................................7

10精密度和準確度...................................................................................................................9

11質量保證和質量控制...........................................................................................................9

12廢物處理.............................................................................................................................10

附錄A正確使用標準的說明（資料性附錄）.........................................................................11

附錄B堿式電解濃集裝置示意圖（資料性附錄）.................................................................12

附錄CSPE電解濃集裝置示意圖（資料性附錄）.................................................................14

附錄D淬滅校正曲線的制作、使用及內標法概述（資料性附錄）.....................................15

I

前言

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國放射性污染防治法》和《中

華人民共和國核安全法》，規(guī)范水中氚的分析工作，制定本標準。

本標準規(guī)定了水中氚的測定步驟以及應遵守的技術規(guī)定。包括試劑和材料、儀器和設備、

樣品、分析步驟、結果計算與表示、精密度和準確度、質量保證和質量控制、廢物處理等技

術要求。

本標準對《水中氚的分析方法》（GB/T12375-1990）作了修訂，修訂過程中主要參考

了ASTMD4107-2008《StandardTestMethodforTritiuminDrinkingWater》、ISO9698-2010

《Waterquality—Determinationoftritiumactivityconcentration—Liquidscintillationcounting

method》、以及日本文部科學省《放射性能測定法系列9氚分析法》等國際標準。

《水中氚的分析方法》（GB/T12375-1990）首次發(fā)布于1990年，原標準起草單位為中

國原子能科學研究院。本次為第一次修訂，修訂的主要內容：

——增加了規(guī)范性引用文件、方法原理、術語和定義、樣品、廢物處理等章節(jié)；

——補充了水樣與閃爍液配比確定，電解濃集裝置的標定，淬滅校正曲線的制作、使用

與內標法等關鍵技術細節(jié)，引入了固體聚合物電解質電解濃集法；

——補充了探測下限的計算公式；

——對部分內容表述進行了修訂。

本標準實施之日起，《水中氚的分析方法》（GB/T12375-1990）在相應的國家放射性

污染防治標準實施中停止執(zhí)行。

本標準由生態(tài)環(huán)境部核設施安全監(jiān)管司、法規(guī)與標準司組織修訂。

本標準起草單位：浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站（生態(tài)環(huán)境部輻射環(huán)境監(jiān)測技術中心）。

本標準由生態(tài)環(huán)境部2020年4月9日批準。

本標準自2020年4月30日起實施。

本標準由生態(tài)環(huán)境部負責解釋。

II

水中氚的分析方法

1適用范圍

本標準規(guī)定了水中氚的分析方法。

本標準適用于地表水、地下水、飲用水和海水等環(huán)境水體中氚的分析，對于核設施液態(tài)

流出物中氚的分析，也可參照使用。

2規(guī)范性引用文件

以下標準和規(guī)范所含條文，在本標準中被引用即構成本標準的條文，與本標準同效。凡

是不注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

HJ/T61輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范

3方法原理

水樣中加入高錳酸鉀，經常壓蒸餾后，餾出液與閃爍液按一定比例混合，待測試樣中氚

發(fā)射的β射線能量被閃爍液中的溶劑吸收并傳遞給閃爍體分子，閃爍體分子退激發(fā)射的可見

光光子被液體閃爍計數(shù)器內的光電倍增管探測，從而測得樣品中氚的計數(shù)率，經本底、探測

效率校正后，得出水樣中氚的活度濃度。對于部分環(huán)境水樣，可采用堿式電解濃集或固體聚

合物電解質電解濃集的方法，利用1H同位素比3H同位素更快被電解成氣體的現(xiàn)象，將樣品

中氚濃集后進行分析和測量。

4術語和定義

4.1液體閃爍計數(shù)器liquidscintillationcounter

通過對輻射能量傳遞至液態(tài)閃爍體所產生的熒光進行計數(shù)，來檢測和測量被分析樣品中

電離輻射強度的儀器。

4.2電解濃集因子electrolyteenrichmentfactor

本標準中所稱的濃集因子，是指在電解濃集裝置標定時，所使用的工作標準溶液電解濃

集后的活度濃度（Cf），除以工作標準溶液初始活度濃度（Ci）所得的商，記作ηe。

4.3優(yōu)值figureofmerit

1

表征液體閃爍計數(shù)器對特定樣品體系測量性能的一個定量指標，簡稱FOM，由百分計

-12

數(shù)效率（E×100）的平方除以以min為單位的本底計數(shù)率（Nb）得到，即FOM=(E×100)/Nb。

4.4淬滅quench

所有對射線能量轉換為計數(shù)瓶中釋放出的熒光這一過程產生干擾的現(xiàn)象。分為化學淬滅

和顏色（光學）淬滅兩種。

4.5淬滅指示參數(shù)quenchindicationparameter

指示樣品淬滅水平的值，因液體閃爍計數(shù)器型號的不同，在測量結果中表示為SQP(E)

（外標譜淬滅參數(shù)）、tSIE（外標轉換譜指數(shù)）、ESCR（外標道比）、TDCR（三雙符合比）

和SIS（樣品譜指數(shù)）等的數(shù)值。

5試劑和材料

除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的分析純試劑和蒸餾水。

5.1高錳酸鉀，KMnO4。

5.2閃爍液，由閃爍體和溶劑按一定比例配制，或選用合適的商用閃爍液。

5.3氫氧化鈉，NaOH。

5.43H標準溶液，采用有證標準物質，不確定度≤3%。

5.5本底水，氚計數(shù)率盡量低的水，通常采用與外界交換較少的深井水或冰川水。

5.6二氧化碳，純度≥99.9%。

5.7液氮，純度≥99.9%。

5.8沸石或玻璃珠。

6儀器和設備

6.1低本底液體閃爍計數(shù)器（以下簡稱“液閃”），典型計數(shù)條件下，對水中氚的探測下限≤

2.0Bq/L。

6.2分析天平，感量0.0001g，量程大于100g。

6.3玻璃圓底燒瓶，500mL。

6.4玻璃圓底燒瓶，1L。

6.5蛇形冷凝管，250mm。

6.6磨口塞玻璃瓶，250mL。

6.7磨口塞玻璃瓶，500mL。

2

6.8容量瓶，1L。

6.9計數(shù)瓶，聚乙烯、聚四氟乙烯或低鉀玻璃材質，20mL。

6.10堿式電解濃集裝置，參考附錄B（資料性附錄）。

6.11固體聚合物電解質（SolidPolymerElectrolyte,以下簡稱SPE）電解裝置，參考附錄C

（資料性附錄）。

6.12電導率儀，測量范圍0～2×105μS/cm，基本誤差≤±1%。

6.13加液器，量取范圍0~10mL，誤差≤±1%。

6.14量筒，1L。

7樣品

7.1水樣的采集參照HJ/T61《輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》。

7.2使用可避免同位素交換的容器貯存水樣，樣品采集時，水樣應充滿貯存容器，對于需

要電解的樣品，樣品量一般要求為1L以上；對于不需電解的樣品，樣品量應大于500mL。

7.3為防止化學淬滅干擾，用于氚分析的樣品不能酸化，樣品取回實驗室后，應盡快分析。

8分析步驟

8.1樣品處理

8.1.1取300mL水樣，放入圓底燒瓶（6.3）中，加入約0.5g高錳酸鉀（5.1），放入幾粒

沸石或玻璃珠（5.8）以防爆沸，蓋好磨口玻璃塞，裝好蛇形冷凝管（6.5），開始常壓蒸餾，

收集電導率低于10μS/cm的餾出液約150~200mL于磨口塞玻璃瓶（6.6）中，記作“常壓蒸

餾樣品”，密封保存，待用。一般情況下，棄去的是前50mL餾出液，收集的餾出液處于中

間段。

8.1.2對用于堿式電解濃集的樣品，放入圓底燒瓶（6.4）中的初始水樣體積為600mL，

棄去約50毫升初始餾出液，將中間的500mL餾出液收集于磨口塞玻璃瓶（6.7）中，棄去最

后的50mL餾出液，密封保存，待用。

8.1.3對用于SPE電解濃集的樣品，放入圓底燒瓶（6.4）的初始水樣體積為600mL，用

電導率儀（6.12）測量餾出液電導率，收集電導率低于5μS/cm的餾出液約500mL于磨口塞

玻璃瓶（6.7）中，密封保存，待用。

8.2電解濃集

8.2.1堿式電解濃集

3

8.2.1.1調節(jié)堿式電解濃集裝置（圖B.1）陽極位置，使電解后剩下的濃集液體積為10~20

mL。

8.2.1.2用量筒（6.14）量取一定體積的餾出液（8.1.2），倒入電解槽（圖B.1）中，并加入

一定量的氫氧化鈉（5.3）。

8.2.1.3將電解槽（圖B.1）放入水槽（圖B.1）內，開啟冷卻水循環(huán)裝置（圖B.1），連接

線路，接通電源，設置電解電流和冷卻溫度，開始電解。

8.2.1.4電解結束后，以10~20mL/min的流速，向電解槽（圖B.1）內緩慢地通入二氧化

碳（5.6），至濃集液被中和。

8.2.1.5真空冷凝蒸餾

對被中和后的濃集液，開展真空冷凝蒸餾，步驟如下：

a）把稱重過的收集瓶（圖B.2）放入液氮（5.7）中冷卻5min后取出，與放在井形電

爐（圖B.3）中的電解槽（圖B.1）連接。打開收集瓶上（圖B.2）的閥門，抽真空，在100℃

以內加熱電解槽，冷凝蒸餾30min。

b）再次稱重收集瓶，確定濃集液被蒸餾后的凈重，待用。

8.2.2SPE電解濃集

8.2.2.1設置SPE電解濃集裝置（圖C.1）停止液位的位置，使電解后剩下的濃集液體積為

10~20mL。

8.2.2.2用量筒（6.14）量取一定體積的本底水（5.5），倒入儲樣瓶（圖C.1）中，打開電

解開關，對SPE電解濃集裝置（圖C.1）進行10min左右的清洗，打開濃集液出口（圖C.1）

閥門，排出本底水。重復以上步驟3次左右，直至電解單元中殘留的氚被清洗完畢。

8.2.2.3將一定體積的餾出液（8.1.3），倒入儲樣瓶（圖C.1）內。

8.2.2.4設置冷卻單元（圖C.1）溫度為1～2℃，開啟冷卻單元。

8.2.2.5設置好電解電流，啟動電解，電解濃集液到達停止液位后，電解自動停止，一般需

2～3天。

8.2.2.6關閉電解電源（圖C.1）和冷卻單元（圖C.1）電源，打開濃集液出口（圖C.1）閥

門，將濃集液放入磨口塞玻璃瓶（6.6）中，待用。

8.2.2.7重復8.2.2.2的清洗步驟，以備下次電解。

8.3制備試樣

8.3.1水樣與閃爍液配比確定

制備用于測量的試樣之前，需要確定水樣與閃爍液（5.2）的質量體積配比（g:mL），以

20mL計數(shù)瓶為例，說明如下：

a）對于已知最高含水率的閃爍液（5.2），如標簽上注明“最多可以在10mL閃爍液中

4

合并10mL水”的商用閃爍液，可以在水樣和閃爍液（5.2）質量體積配比10:10以下，按

照1:19，2:18，3:17，…，10:10的配比，分別配制10個本底試樣和10個標準試樣。

b）對于未知最高含水率的其它閃爍液（5.2），則可以按照1:19，2:18，3:17，…，19:1

的配比，分別配制19個本底試樣和19個標準試樣。

c）按8.5節(jié)流程，分別測量以上本底試樣和標準試樣，按9.1.1節(jié)公式（1）算出探測

效率E，并計算出相應的優(yōu)值，取優(yōu)值最大的質量體積配比，用作水樣與相應類型閃爍液（5.2）

的最佳配比。

d）以下分析流程均基于上述3步所確定的最佳配比開展，為便于描述，將試樣質量和

閃爍液（5.2）體積分別記作m和V。

8.3.2制備本底試樣

8.3.2.1按8.1節(jié)所述流程對本底水（5.5）進行常壓蒸餾處理，收集與8.1.1~8.1.3節(jié)所述流

程處于同段的本底水餾出液，作為相應的刻度用本底水樣，待用。

8.3.2.2用分析天平（6.2）稱取質量為m的本底水樣（8.3.2.1）于計數(shù)瓶（6.9）中，使用

加液器（6.13）加入體積為V的閃爍液（5.2），充分振蕩以使本底水樣和閃爍液混合成均相，

密封保存，備用。

8.3.3制備待測試樣

8.3.3.1對于常壓蒸餾樣品，用分析天平（6.2）稱取質量為m的餾出液（8.1.1）于計數(shù)瓶

（6.9）中；對于堿式電解濃集樣品，稱取質量為m的經中和處理后的濃集液（8.2.1.5）于

計數(shù)瓶（6.9）中；對于SPE電解濃集樣品，稱取質量為m的濃集液（8.2.2.6）于計數(shù)瓶（6.9）

中。

8.3.3.2在以上計數(shù)瓶（6.9）中，使用加液器（6.13）分別加入體積為V的閃爍液（5.2），

充分振蕩以使待測水樣和閃爍液混合成均相，密封保存，備用。

8.3.4制備標準試樣

8.3.4.1工作標準溶液的配制

稱取一定量的3H標準溶液（5.4）于容量瓶（6.8）中，用本底水樣（8.3.2.1）稀釋至1

L，作為工作標準溶液，保存待用?？刂乒ぷ鳂藴嗜芤夯疃葷舛扰c待測試樣盡量相當，其活

度濃度記作Cs。

8.3.4.2試樣制備

用分析天平（6.2）稱取質量為m的工作標準溶液（8.3.4.1）于計數(shù)瓶（6.9）中，使用

5

加液器（6.13）加入體積為V的閃爍液（5.2），充分振蕩以使工作標準溶液和閃爍液混合成

均相，密封保存，備用。

8.4電解濃集裝置的標定

8.4.1按8.3.4.1節(jié)所述流程配制標定用工作標準溶液，控制其活度濃度在10Bq/L左右，記

作Ci。

8.4.2按8.2節(jié)的流程，開展電解濃集，電解時加入的工作標準溶液初始體積（記作Vi）和

電解后剩余的濃集液體積（記作Vf）均與8.2節(jié)保持一致，加入的工作標準溶液活度記作Ai。

8.4.3按照8.5.2節(jié)流程，測量以上濃集液，并按9.2.1節(jié)公式（2）計算出其活度濃度，記作

Cf，電解后剩余的濃集液活度記作Af。

8.5測量

8.5.1儀器準備

8.5.1.1預熱

液閃（6.1）開機后，按照儀器使用說明書要求，經過一段時間的預熱，以達到正常工

作狀態(tài)。

8.5.1.2儀器測量道寬/能量窗口的選擇

試樣的測量結果，在液閃中顯示的是連續(xù)的β譜，譜圖以道址（最大為1024~4096不等）

或能量（氚的能量范圍為0~18.6keV）為橫坐標。由于儀器自身本底和淬滅的存在，譜圖上

顯示的不全是真實的氚β射線，因而，需要選擇合適的道寬或能量窗口。

不同的液閃，可以通過手動設置，或者在譜圖上自動調節(jié)的方式，實現(xiàn)對道寬的上下道

址和/或能量窗口的能量上下閾值的調整。通過測量一對標準試樣和本底試樣，可以計算不

同道寬/能量窗口下儀器的優(yōu)值，將最大的優(yōu)值對應的道寬/能量窗口，設置在液閃分析軟件

的相應選項（部分液閃可于測量結束后，在專門的數(shù)據(jù)處理軟件中設置）內。

8.5.2樣品測量

把制備好的本底試樣（8.3.2），待測試樣（8.3.3）和標準試樣（8.3.4），一起放入液閃（6.1）

測量室內。

依次設置測量模式（3H）、樣品循環(huán)數(shù)和單次測量時間（需滿足計數(shù)要求）、試樣位置，

同時，選擇在結果中能夠顯示試樣淬滅指示參數(shù)的測量模式（如外標源測量模式等）。

6

試樣避光2~24h后，開始測量。

8.5.3數(shù)據(jù)記錄

8.5.3.1按照8.5.1.2選定的道寬/能量窗口，記錄本底試樣、待測試樣和標準試樣的計數(shù)率，

分別記作Nb、Nc、Ns。

8.5.3.2記錄本底試樣、待測試樣和標準試樣的淬滅指示參數(shù)，分別記作Qb、Qc和Qs。

8.5.3.3當Qc與Qb或Qs差別較大時，說明待測試樣的淬滅水平與刻度用的標準試樣及本

底試樣不一致，不能直接用9.1節(jié)公式（1）計算所得E值代入后續(xù)公式參與計算。此時，

需要重新處理待測試樣，直至其淬滅指示參數(shù)與Qb和Qs試樣一致。否則，需要通過淬滅校

正，得出樣品淬滅指示參數(shù)為Qc的情況下，對應的儀器探測效率E值，參與后續(xù)計算，淬

滅校正可通過制作淬滅校正曲線和內標法實現(xiàn)，具體參考附錄D。

9結果計算與表示

9.1儀器效率的計算

NN

Esb（1）

0.06mCs

式中：E——液閃對氚的計數(shù)效率；

-1

Ns——標準試樣計數(shù)率，min；

-1

Nb——本底試樣計數(shù)率，min；

m——試樣質量，g；

Cs——標準試樣活度濃度，Bq/L；

0.06——換算系數(shù)（0.001L/g×60min-1/Bq）。

9.2樣品水中氚活度濃度計算

9.2.1常壓蒸餾樣品水中氚活度濃度計算

NN

Ccb（2）

0.06mE

式中：C——水樣中氚活度濃度，Bq/L；

-1

Nc——試樣計數(shù)率，min；

其余同公式（1）。

9.2.2電解濃集樣品水中氚活度計算

7

()NN

Ccb（3）

0.06mEe

式中：C——水樣中氚活度濃度，Bq/L；

ηe——電解濃集因子，用公式（4）計算；

其余同公式（2）。

????×??

??==（4）

????×??

式中：Ci、Ai、Vi——電解濃集裝置標定用工作標準溶液活度濃度、活度和體積，單位分別

為Bq/L、Bq和mL；

Cf、Af、Vf——標定用工作標準溶液電解后濃集液活度濃度、活度和體積，單位分別

為Bq/L、Bq和mL；

Vi/Vf——體積濃集倍數(shù)，是衡量電解濃集裝置性能的主要指標；

Af/Ai——電解濃集回收率，可記作Re，是衡量電解濃集裝置性能的主要指標。

9.3方法探測下限的計算

9.3.1不需電解樣品探測下限計算

4.65Nb

LD（5）

0.06mEtb

式中：LD——水中氚探測下限，Bq/L；

tb——本底試樣測量時間，min；

其余同公式（2）。

9.3.2需要電解樣品原始水樣探測下限計算

4.65Nb

LD（6）

0.06mEebt

式中：LD——水中氚探測下限，Bq/L；

tb——本底試樣的測量時間，min；

其余同公式（3）。

使用公式（5）和公式（6）開展探測下限計算的前提為：待測試樣和本底試樣測量時間

相等，采用泊松分布標準差，統(tǒng)計置信水平取95%。

8

9.4結果表示

對于小于LD的水樣，水中氚的分析結果用<LDBq/L表示；對于其他樣品，水中氚的分

析結果用C±SBq/L表示。其中，C為根據(jù)9.2中公式算得的水中氚活度濃度值，S為按照待

測試樣多次測量計數(shù)率標準偏差算得的水中氚活度濃度標準偏差。

10精密度和準確度

10.1精密度

6個實驗室對水中氚平均活度濃度為0.45Bq/L,0.54Bq/L,4.59Bq/L的樣品進行了分析：

實驗室內相對標準偏差分別為：7.8%～25%，5.7%～19%，1.5%～12%；

實驗室間相對標準偏差分別為：9.1%，6.9%，3.2%；

重復性限為：0.18Bq/L，0.22Bq/L和0.85Bq/L；

再現(xiàn)性限為：0.20Bq/L，0.23Bq/L和0.89Bq/L。

10.2準確度

6個實驗室對水中氚活度濃度已知為148.7Bq/L、92.5Bq/L和10.8Bq/L的樣品進行了

分析：

相對誤差分別為：-4.1%～3.8%，-3.6%～6.4%，-11%～19%；

相對誤差最終值：(-0.12%±6.42%)148.7Bq/L，(1.07%±8.16%)92.5Bq/L，(4.72%±9.48%)10.8Bq/L。

11質量保證和質量控制

11.1液閃質量控制

11.1.1本底和效率校準刻度

定期使用本底試樣和標準試樣對儀器進行刻度，因試劑和材料、儀器和設備、測量環(huán)境

的改變，導致根據(jù)公式（5）計算所得探測下限值變化在0.1Bq/L以上時，應重新刻度。

定期使用儀器自帶無淬滅校驗源開展探測效率測定，發(fā)現(xiàn)異常時，及時查找原因。

11.1.2短期穩(wěn)定性檢驗

用儀器廠家提供或自配的3H校驗源/本底樣，測量61個計數(shù)數(shù)據(jù)（如每組測定10分鐘，

循環(huán)61次），測量完成后，用X2檢驗法檢驗這61個計數(shù)數(shù)值是否符合泊松分布，置信度取

95%。泊松分布的檢驗方法參考HJ/T61附錄C。

9

11.1.3長期穩(wěn)定性檢驗

用儀器廠家提供或自配的本底樣，在相同測量條件下，收集20個左右的本底計數(shù)率數(shù)

據(jù)（如每月收集1~2個數(shù)據(jù)，大約一年時間），計算這些數(shù)據(jù)的平均值和標準差，建立本底

個值質控圖。此后，每隔20天左右收集一個相同條件下的測量數(shù)據(jù)并把它點在圖上，如果

該點落在控制線之間，說明測量處于受控狀態(tài)；如果該點落在控制線之外，或者出現(xiàn)七點連

續(xù)下降或上升的情況時，說明測量有失去控制的傾向，應立即檢查原因，予以及時糾正。

11.2實驗室內質量控制

按實驗室管理體系要求，每批樣品隨機抽取10%~15%的樣品作平行樣分析，每20個樣

品做一次加標樣分析，平行樣相對標準偏差應≤±5%，加標回收率應控制在90%~110%。

11.3實驗室間質量控制

參加實驗室間水中氚測量比對，驗證方法的準確度和精密度是否在10.1和10.2所列范

圍之內，發(fā)現(xiàn)異常時，及時查找原因。

11.4電解濃集裝置

水樣電解濃集過程中，使用的大電流會產生較大的熱量，可能會引起水樣的揮發(fā)，從而

給電解參數(shù)帶來誤差，因而，需要定期對裝置冷凝溫度進行檢查。

電解濃集裝置應保持合適的標定頻率（至少2次/年），以驗證電解質和電解槽性能的穩(wěn)

定性，從而保證電解濃集因子、體積濃縮倍數(shù)和電解濃集回收率等指標的準確性。

12廢物處理

本標準實施過程中，分析流程產生的廢物主要是已測計數(shù)瓶，因其中含有甲苯等溶劑和

各種有機閃爍體，屬于有機廢物，分析人員應按照所在實驗室質量/環(huán)境管理體系文件的規(guī)

定，委托有資質的危廢處理公司進行回收處置。

10

附錄A

（資料性附錄）

正確使用標準的說明

A.1第8.1節(jié)中，水樣蒸餾前加入的KMnO4重量取決于雜質含量，可通過實驗或經驗確定；

當水樣中存在可能干擾測量的放射性碘和放射性碳時，蒸餾前需加入適量NaOH。

A.2關于第8.1節(jié)樣品處理時是否需要電解濃集的說明

A.2.1從水樣中氚活度濃度水平考慮，如果待測試樣中氚含量較高，經過常壓蒸餾后直接測

量能得到滿意的結果，可省去電解濃集步驟。

A.2.2從測量目的考慮，在對活度濃度水平低于液閃探測限的環(huán)境樣品中氚進行定量分析

時，需要開展電解濃集；以監(jiān)控為目的開展水中氚的分析時，水樣可不經濃集處理。

A.3在滿足本標準其他分析流程要求的前提下，不限制“8.1樣品處理”中用于蒸餾的水樣

初始體積，例如：可以使用初始體積為250mL的蒸餾瓶，對150mL的初始水樣進行蒸餾

處理；“8.2電解濃集”所述流程中，用于電解的餾出液初始用量依據(jù)裝置實際情況而定，

用于SPE電解的餾出液初始用量應盡量排除死體積對分析結果的影響。

A.48.2.1節(jié)所述堿式電解濃集開始前，應首先調節(jié)好陽極位置，在電解槽中加入20mL1%

（m/V）NaOH溶液，將陽極插入電解槽，邊上下調節(jié)陽極位置，邊測量陰陽極間的電阻，

當獲得一個突然變小或變大的值時，通過仔細調節(jié)，在突然變化的那個位置上，用陽極上的

兩個螺母，把陽極管固定在法蘭盤上；電解槽的起始電流范圍，按陰極電流密度控制在0.1～

0.2A/cm2范圍計算。

A.5按8.3節(jié)步驟制備本底試樣、待測試樣和標準試樣時，鼓勵使用稱量法對試樣進行定量。

但是，本標準不限制將經計量檢定合格的移液槍和移液管用于試樣定量。

A.68.4節(jié)所述電解濃集裝置標定結果，與電極材料、電解質、冷卻水溫度、電流密度、水

樣初始體積、濃集液體積以及電解方式等有關。開展待測水樣電解時，上述參數(shù)以及電解過

程中其他相關實施條件，應與標定時的參數(shù)和條件保持一致，否則，應重新對裝置進行標定。

應盡量選取電解前后計數(shù)率無明顯變化的水樣作為本底水。

A.7第8章所述樣品處理、制備試樣等每一個可能引起樣品間交叉污染的步驟中，操作要按

先低水平，后高水平的順序進行，以避免交叉污染。

A.8開展相對高活度濃度樣品，如核設施液態(tài)流出物樣品中氚分析時，7.2節(jié)所述樣品采集

量可減少，并可在第8章相關步驟中用本底水對樣品進行稀釋或減少待測試樣重量。

11

附錄B

（資料性附錄）

堿式電解濃集裝置示意圖

圖B.1堿式電解濃集裝置結構示意圖

說明：

1——圖中所標注數(shù)字單位為mm。

圖B.2真空蒸餾收集瓶

12

說明：

1——圖中所標注數(shù)字單位為mm。

圖B.3井形電爐

13

附錄C

（資料性附錄）

SPE電解濃集裝置示意圖

圖C.1SPE電解濃集裝置示意圖

14

附錄D

（資料性附錄）

淬滅校正曲線的制作、使用及內標法概述

D.1淬滅標準曲線由一系列活度值相同、淬滅指示參數(shù)遞增/遞減的標準物質制作。淬滅指

示參數(shù)的逐瓶遞增/遞減通過加入淬滅指示劑實現(xiàn)，常用于氚測量化學淬滅校正的淬滅指示

劑有CCl4,CH3NO2和HNO3等。

D.2淬滅校正曲線的制作步驟

D.2.1選擇與待測試樣相同的計數(shù)瓶。

D.2.2用與待測試樣相同的水樣與閃爍液配比，按8.3.2和8.3.4節(jié)所述流程，分別配制10個本

底試樣和10個標準試樣。

D.2.3選擇適當?shù)拇銣缰甘緞?。在每個標準試樣中加入遞增數(shù)量的淬滅指示劑，得到10個淬

滅校正系列標準源；同時，在每個本底試樣中加入遞增數(shù)量的淬滅指示劑，得到10個淬滅校

正系列本底。淬滅指示劑的用量以得到的淬滅校正曲線數(shù)據(jù)點盡量分布平均、且能夠覆蓋日

常分析樣品的淬滅指示參數(shù)范圍為準。

D.2.4用8.5節(jié)所述流程測量上述20個樣品，記錄每個淬滅系列標準源的淬滅指示參數(shù)Q，用

9.1節(jié)公式（1）分別計算液閃對10個淬滅校正系列標準源的探測效率E。

D.2.5以淬滅指示參數(shù)Q為橫坐標，探測效率E為縱坐標，作出Q-E淬滅校正曲線。并使用數(shù)

據(jù)擬合工具得到探測效率E與淬滅指示參數(shù)Q之間的擬合公式。圖D.1為氚的某個測量體系淬

滅校正曲線和擬合公式實例。

圖D.1淬滅校正曲線及擬合公式示例

D.3淬滅校正曲線的使用：待測試樣按正文所述流程完成分析后，根據(jù)其淬滅指示參數(shù)值

Qc，用上步所得擬合公式或者將該值插入淬滅校正曲線，可得到經校正后的探測效率E值，

15

并代入9.2節(jié)所列公式參與計算。

D.4除了通過淬滅校正曲線來校正探測效率外，也可以使用內標法。具體流程為：待測試樣

經液閃測量完畢后，往其中加入體積可以忽略的，一定活度濃度的氚標準溶液，使用液閃進

行測量，通過內標試樣與待測試樣的計數(shù)率之差，代入已知的標樣活度，可算得儀器對氚的

探測效率，結合待測試樣計數(shù)率和本底試樣計數(shù)率，可算得待測試樣中氚的活度濃度。由于

加入的氚標準溶液體積可以忽略，待測試樣與內標試樣的淬滅程度可以認為是一致的，從而

實現(xiàn)了淬滅校正。鑒于本底計數(shù)率扣除值的不確定性，內標法對于本底計數(shù)率可以忽略的高

活度濃度水樣較為適用。

16

中華人民共和國國家環(huán)境保護標準

HJ1126-2020

水中氚的分析方法

Analysismethodfortritiuminwater

（發(fā)布稿）

本電子版為發(fā)布稿。請以中國環(huán)境出版集團出版的正式標準文本為準。

水中氚的分析方法

1適用范圍

本標準規(guī)定了水中氚的分析方法。

本標準適用于地表水、地下水、飲用水和海水等環(huán)境水體中氚的分析，對于核設施液態(tài)

流出物中氚的分析，也可參照使用。

2規(guī)范性引用文件

以下標準和規(guī)范所含條文，在本標準中被引用即構成本標準的條文，與本標準同效。凡

是不注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

HJ/T61輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范

3方法原理

水樣中加入高錳酸鉀，經常壓蒸餾后，餾出液與閃爍液按一定比例混合，待測試樣中氚

發(fā)射的β射線能量被閃爍液中的溶劑吸收并傳遞給閃爍體分子，閃爍體分子退激發(fā)射的可見

光光子被液體閃爍計數(shù)器內的光電倍增管探測，從而測得樣品中氚的計數(shù)率，經本底、探測

效率校正后，得出水樣中氚的活度濃度。對于部分環(huán)境水樣，可采用堿式電解濃集或固體聚

合物電解質電解濃集的方法，利用1H同位素比3H同位素更快被電解成氣體的現(xiàn)象，將樣品

中氚濃集后進行分析和測量。

4術語和定義

4.1液體閃爍計數(shù)器liquidscintillationcounter

通過對輻射能量傳遞至液態(tài)閃爍體所產生的熒光進行計數(shù)，來檢測和測量被分析樣品中

電離輻射強度的儀器。

4.2電解濃集因子electrolyteenrichmentfactor

本標準中所稱的濃集因子，是指在電解濃集裝置標定時，所使用的工作標準溶液電解濃

集后的活度濃度（Cf），除以工作標準溶液初始活度濃度（Ci）所得的商，記作ηe。

4.3優(yōu)值figureofmerit

1

表征液體閃爍計數(shù)器對特定樣品體系測量性能的一個定量指標，簡稱FOM，由百分計

-12

數(shù)效率（E×100）的平方除以以min為單位的本底計數(shù)率（Nb）得到，即FOM=(E×100)/Nb。

4.4淬滅quench

所有對射線能量轉換為計數(shù)瓶中釋放出的熒光這一過程產生干擾的現(xiàn)象。分為化學淬滅

和顏色（光學）淬滅兩種。

4.5淬滅指示參數(shù)quenchindicationparameter

指示樣品淬滅水平的值，因液體閃爍計數(shù)器型號的不同，在測量結果中表示為SQP(E)

（外標譜淬滅參數(shù)）、tSIE（外標轉換譜指數(shù)）、ESCR（外標道比）、TDCR（三雙符合比）

和SIS（樣品譜指數(shù)）等的數(shù)值。

5試劑和材料

除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的分析純試劑和蒸餾水。

5.1高錳酸鉀，KMnO4。

5.2閃爍液，由閃爍體和溶劑按一定比例配制，或選用合適的商用閃爍液。

5.3氫氧化鈉，NaOH。

5.43H標準溶液，采用有證標準物質，不確定度≤3%。

5.5本底水，氚計數(shù)率盡量低的水，通常采用與外界交換較少的深井水或冰川水。

5.6二氧化碳，純度≥99.9%。

5.7液氮，純度≥99.9%。

5.8沸石或玻璃珠。

6儀器和設備

6.1低本底液體閃爍計數(shù)器（以下簡稱“液閃”），典型計數(shù)條件下，對水中氚的探測下限≤

2.0Bq/L。

6.2分析天平，感量0.0001g，量程大于100g。

6.3玻璃圓底燒瓶，500mL。

6.4玻璃圓底燒瓶，1L。

6.5蛇形冷凝管，250mm。

6.6磨口塞玻璃瓶，250mL。

6.7磨口塞玻璃瓶，500mL。

2

6.8容量瓶，1L。

6.9計數(shù)瓶，聚乙烯、聚四氟乙烯或低鉀玻璃材質，20mL。

6.10堿式電解濃集裝置，參考附錄B（資料性附錄）。

6.11固體聚合物電解質（SolidPolymerElectrolyte,以下簡稱SPE）電解裝置，參考附錄C

（資料性附錄）。

6.12電導率儀，測量范圍0～2×105μS/cm，基本誤差≤±1%。

6.13加液器，量取范圍0~10mL，誤差≤±1%。

6.14量筒，1L。

7樣品

7.1水樣的采集參照HJ/T61《輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》。

7.2使用可避免同位素交換的容器貯存水樣，樣品采集時，水樣應充滿貯存容器，對于需

要電解的樣品，樣品量一般要求為1L以上；對于不需電解的樣品，樣品量應大于500mL。

7.3為防止化學淬滅干擾，用于氚分析的樣品不能酸化，樣品取回實驗室后，應盡快分析。

8分析步驟

8.1樣品處理

8.1.1取300mL水樣，放入圓底燒瓶（6.3）中，加入約0.5g高錳酸鉀（5.1），放入幾粒

沸石或玻璃珠（5.8）以防爆沸，蓋好磨口玻璃塞，裝好蛇形冷凝管（6.5），開始常壓蒸餾，

收集電導率低于10μS/cm的餾出液約150~200mL于磨口塞玻璃瓶（6.6）中，記作“常壓蒸

餾樣品”，密封保存，待用。一般情況下，棄去的是前50mL餾出液，收集的餾出液處于中

間段。

8.1.2對用于堿式電解濃集的樣品，放入圓底燒瓶（6.4）中的初始水樣體積為600mL，

棄去約50毫升初始餾出液，將中間的500mL餾出液收集于磨口塞玻璃瓶（6.7）中，棄去最

后的50mL餾出液，密封保存，待用。

8.1.3對用于SPE電解濃集的樣品，放入圓底燒瓶（6.4）的初始水樣體積為600mL，用

電導率儀（6.12）測量餾出液電導率，收集電導率低于5μS/cm的餾出液約500mL于磨口塞

玻璃瓶（6.7）中，密封保存，待用。

8.2電解濃集

8.2.1堿式電解濃集

3

8.2.1.1調節(jié)堿式電解濃集裝置（圖B.1）陽極位置，使電解后剩下的濃集液體積為10~20

mL。

8.2.1.2用量筒（6.14）量取一定體積的餾出液（8.1.2），倒入電解槽（圖B.1）中，并加入

一定量的氫氧化鈉（5.3）。

8.2.1.3將電解槽（圖B.1）放入水槽（圖B.1）內，開啟冷卻水循環(huán)裝置（圖B.1），連接

線路，接通電源，設置電解電流和冷卻溫度，開始電解。

8.2.1.4電解結束后，以10~20mL/min的流速，向電解槽（圖B.1）內緩慢地通入二氧化

碳（5.6），至濃集液被中和。

8.2.1.5真空冷凝蒸餾

對被中和后的濃集液，開展真空冷凝蒸餾，步驟如下：

a）把稱重過的收集瓶（圖B.2）放入液氮（5.7）中冷卻5min后取出，與放在井形電

爐（圖B.3）中的電解槽（圖B.1）連接。打開收集瓶上（圖B.2）的閥門，抽真空，在100℃

以內加熱電解槽，冷凝蒸餾30min。

b）再次稱重收集瓶，確定濃集液被蒸餾后的凈重，待用。

8.2.2SPE電解濃集

8.2.2.1設置SPE電解濃集裝置（圖C.1）停止液位的位置，使電解后剩下的濃集液體積為

10~20mL。

8.2.2.2用量筒（6.14）量取一定體積的本底水（5.5），倒入儲樣瓶（圖C.1）中，打開電

解開關，對SPE電解濃集裝置（圖C.1）進行10min左右的清洗，打開濃集液出口（圖C.1）

閥門，排出本底水。重復以上步驟3次左右，直至電解單元中殘留的氚被清洗完畢。

8.2.2.3將一定體積的餾出液（8.1.3），倒入儲樣瓶（圖C.1）內。

8.2.2.4設置冷卻單元（圖C.1）溫度為1～2℃，開啟冷卻單元。

8.2.2.5設置好電解電流，啟動電解，電解濃集液到達停止液位后，電解自動停止，一般需

2～3天。

8.2.2.6關閉電解電源（圖C.1）和冷卻單元（圖C.1）電源，打開濃集液出口（圖C.1）閥

門，將濃集液放入磨口塞玻璃瓶（6.6）中，待用。

8.2.2.7重復8.2.2.2的清洗步驟，以備下次電解。

8.3制備試樣

8.3.1水樣與閃爍液配比確定

制備用于測量的試樣之前，需要確定水樣與閃爍液（5.2）的質量體積配比（g:mL），以

20mL計數(shù)瓶為例，說明如下：

a）對于已知最高含水率的閃爍液（5.2），如標簽上注明“最多可以在10mL閃爍液中

4

合并10mL水”的商用閃爍液，可以在水樣和閃爍液（5.2）質量體積配比10:10以下，按

照1:19，2:18，3:17，…，10:10的配比，分別配制10個本底試樣和10個標準試樣。

b）對于未知最高含水率的其它閃爍液（5.2），則可以按照1:19，2:18，3:17，…，19:1

的配比，分別配制19個本底試樣和19個標準試樣。

c）按8.5節(jié)流程，分別測量以上本底試樣和標準試樣，按9.1.1節(jié)公式（1）算出探測

效率E，并計算出相應的優(yōu)值，取優(yōu)值最大的質量體積配比，用作水樣與相應類型閃爍液（5.2）

的最佳配比。

d）以下分析流程均基于上述3步所確定的最佳配比開展，為便于描述，將試樣質量和

閃爍液（5.2）體積分別記作m和V。

8.3.2制備本底試樣

8.3.2.1按8.1節(jié)所述流程對本底水（5.5）進行常壓蒸餾處理，收集與8.1.1~8.1.3節(jié)所述流

程處于同段的本底水餾出液，作為相應的刻度用本底水樣，待用。

8.3.2.2用分析天平（6.2）稱取質量為m的本底水樣（8.3.2.1）于計數(shù)瓶（6.9）中，使用

加液器（6.13）加入體積為V的閃爍液（5.2），充分振蕩以使本底水樣和閃爍液混合成均相，

密封保存，備用。

8.3.3制備待測試樣

8.3.3.1對于常壓蒸餾樣品，用分析天平（6.2）稱取質量為m的餾出液（8.1.1）于計數(shù)瓶

（6.9）中；對于堿式電解濃集樣品，稱取質量為m的經中和處理后的濃集液（8.2.1.5）于

計數(shù)瓶（6.9）中；對于SPE電解濃集樣品，稱取質量為m的濃集液（8.2.2.6）于計數(shù)瓶（6.9）

中。

8.3.3.2在以上計數(shù)瓶（6.9）中，使用加液器（6.13）分別加入體積為V的閃爍液（5.2），

充分振蕩以使待測水樣和閃爍液混合成均相，密封保存，備用。

8.3.4制備標準試樣

8.3.4.1工作標準溶液的配制

稱取一定量的3H標準溶液（5.4）于容量瓶（6.8）中，用本底水樣（8.3.2.1）稀釋至1

L，作為工作標準溶液，保存待用。控制工作標準溶液活度濃度與待測試樣盡量相當，其活

度濃度記作Cs。

8.3.4.2試樣制備

用分析天平（6.2）稱取質量為m的工作標準溶液（8.3.4.1）于計數(shù)瓶（6.9）中，使用

5

加液器（6.13）加入體積為V的閃爍液（5.2），充分振蕩以使工作標準溶液和閃爍液混合成

均相，密封保存，備用。

8.4電解濃集裝置的標定

8.4.1按8.3.4.1節(jié)所述流程配制標定用工作標準溶液，控制其活度濃度在10Bq/L左右，記

作Ci。

8.4.2按8.2節(jié)的流程，開展電解濃集，電解時加入的工作標準溶液初始體積（記作Vi）和

電解后剩余的濃集液體積（記作Vf）均與8.2節(jié)保持一致，加入的工作標準溶液活度記作Ai。

8.4.3按照8.5.2節(jié)流程，測量以上濃集液，并按9.2.1節(jié)公式（2）計算出其活度濃度，記作

Cf，電解后剩余的濃集液活度記作Af。

8.5測量

8.5.1儀器準備

8.5.1.1預熱

液閃（6.1）開機后，按照儀器使用說明書要求，經過一段時間的預熱，以達到正常工

作狀態(tài)。

8.5.1.2儀器測量道寬/能量窗口的選擇

試樣的測量結果，在液閃中顯示的是連續(xù)的β譜，譜圖以道址（最大為1024~4096不等）

或能量（氚的能量范圍為0~18.6keV）為橫坐標。由于儀器自身本底和淬滅的存在，譜圖上

顯示的不全是真實的氚β射線，因而，需要選擇合適的道寬或能量窗口。

不同的液閃，可以通過手動設置，或者在譜圖上自動調節(jié)的方式，實現(xiàn)對道寬的上下道

址和/或能量窗口的能量上下閾值的調整。通過測量一對標準試樣和本底試樣，可以計算不

同道寬/能量窗口下儀器的優(yōu)值，將最大的優(yōu)值對應的道寬/能量窗口，設置在液閃分析軟件

的相應選項（部分液閃可于測量結束后，在專門的數(shù)據(jù)處理軟件中設置）內。

8.5.2樣品測量

把制備好的本底試樣（8.3.2），待測試樣（8.3.3）