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環(huán)境空氣 氣溶膠中γ放射性核素的測(cè)量 γ能譜法

作者：lfb 時(shí)間：2022-11-23 來源：互聯(lián)網(wǎng)

1 適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)量環(huán)境空氣氣溶膠中γ放射性核素的γ能譜分析方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于用大流量或超大流量氣溶膠采樣器進(jìn)行環(huán)境空氣中氣溶膠的采集,濾膜經(jīng)壓縮處理后,用高純鍺γ能譜儀分析氣溶膠中γ射線能量特征譜線能夠分辨開的γ 放射性核素組成及其濃度的手工測(cè)量方法。

當(dāng)環(huán)境空氣采樣體積約為 10000m3,本方法主要γ放射性核素的探測(cè)下限為 5μ Bq/m3~100μBq/m3,詳見附錄 A。

2 規(guī)范性引用文件

本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件中的條款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

HJ 1009 輻射環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站運(yùn)行技術(shù)規(guī)范

GB/T 11713 高純鍺γ能譜分析通用方法

GB/T 11743 土壤中放射性核素的γ能譜分析方法

3 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 氣溶膠 aerosol

氣溶膠:固體或液體微粒物質(zhì)在空氣中形成的氣體分散體系。含放射性核素的氣溶膠稱為放射性氣溶膠。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) standard state

溫度為 273K,壓力為 101.325kPa 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。

3.3 γ能譜 gamma-ray spectrum

探測(cè)器對(duì)入射γ射線響應(yīng)的脈沖計(jì)數(shù)率按能量的分布。

4 方法原理

通過大流量或超大流量采樣器以恒速抽取定量體積的空氣,使空氣中氣溶膠被截留在濾膜上,濾膜經(jīng)壓縮處理后用高純鍺γ能譜儀分析其γ放射性核素組成及其濃度。在γ能譜中,全吸收峰的道址與入射γ射線能量成正比,全吸收峰的凈面積與入射該能量的γ射線數(shù)成正比。

5 試劑和材料

5.1 聚丙烯濾膜:膜面流速為 0.6 m/s 時(shí),對(duì) 0.3μm 標(biāo)準(zhǔn)粒子的截留效率不低于 95%。空濾膜在 0.6 m/s 的潔凈空氣流速時(shí),壓降應(yīng)小于 1kPa。天然放射性核素含量低,無人工放射性污染。

5.2 濾膜保存袋:聚乙烯等材質(zhì)。

5.3 一次性手套。

5.4 防污用品:聚乙烯等材質(zhì)的袋或薄膜,用于包裹探測(cè)器和樣品容器,防止儀器設(shè)備與樣品交叉污染。

5.5 樣品容器:選用天然放射性核素含量低、無人工放射性污染的材料制成,如 ABS 樹脂或聚乙烯等。

5.6 液氮:工業(yè)氮。

5.7 能量刻度源:其性能和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合 GB/T 11713 條款 4.1 和條款 4.2.1 的規(guī)定。

5.8 效率刻度源:以空白濾膜或類似的模擬基質(zhì)為基質(zhì)、直徑與樣品相同、高度與樣品相近的圓柱形輻射源,其性能和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合 GB/T 11713 條款 4.1 和條款 4.3.2 的規(guī)定,推薦優(yōu)先使用發(fā)射單能γ射線的核素,效率刻度常用發(fā)射單能和多能γ射線的核素及其主要參數(shù)見附錄 B。

5.9 檢驗(yàn)源:長(zhǎng)壽命的、高中低能區(qū)至少各有一條特征γ射線的輻射源,活度與效率刻度源相當(dāng), 其性能和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合 GB/T 11713 條款 4.1 的規(guī)定。

6 儀器和設(shè)備

6.1 氣溶膠采樣器:其性能和技術(shù)指標(biāo)除符合 HJ 1009 條款 5.3 的規(guī)定外,大流量采樣器濾膜有效尺寸為 230×180mm,超大流量采樣器濾膜有效尺寸為 570×470mm。

6.2 打號(hào)機(jī)、標(biāo)簽打印機(jī):用于在濾膜、濾膜袋、樣品容器標(biāo)識(shí)標(biāo)簽。

6.3 干燥箱:內(nèi)盛干燥劑,可自動(dòng)連續(xù)工作。

6.4 天平:感量 1mg。

6.5 制樣模具:不銹鋼材質(zhì),內(nèi)徑 50mm。

6.6 液壓機(jī):可提供不少于 10 噸的壓力。

6.7 游標(biāo)卡尺:0~150mm,小分度值 0.1mm。

6.8 γ能譜儀:其性能和技術(shù)指標(biāo)除符合 GB/T 11713 條款 3.1 的規(guī)定外,探測(cè)器的相對(duì)探測(cè)效率一般應(yīng)不小于 40%,探測(cè)器在屏蔽室內(nèi),在 40keV~2000keV 能區(qū)內(nèi)的本底計(jì)數(shù)不大于 2cps。能量低于 50keV 的特征γ射線核素測(cè)量,推薦優(yōu)先使用 N 型或 P 型寬能γ能譜儀。γ能譜儀運(yùn)行期間,應(yīng)對(duì)測(cè)量室的溫度變化和濕度進(jìn)行控制。

6.9 溫度計(jì):測(cè)量范圍℃,精度±0.5℃,用于檢查采樣器溫度測(cè)量部件。 6.10 氣壓計(jì):測(cè)量范圍kPa,精度±0.1kPa,用于檢查采樣器大氣壓測(cè)量部件。 6.11 流量校準(zhǔn)器:量程m3/min,誤差≤2%。用于檢查和校準(zhǔn)采樣器流量。

7 樣品

7.1 采樣前準(zhǔn)備

1)戴上新的一次性手套,用酒精棉球清潔工作臺(tái),工作臺(tái)尺寸應(yīng)大于濾膜尺寸。取一張新濾膜放在工作臺(tái)上,將采樣面向上,檢查濾膜邊緣是否平滑、薄厚是否均勻,且無毛刺、無污染、無碎屑、無折痕、無破損。

2)按照采樣器采樣口的大小裁剪濾膜,濾膜的大小比采樣器采樣口的有效尺寸略寬,在濾膜采樣面的兩個(gè)對(duì)角標(biāo)識(shí)編號(hào),將濾膜平展放入與濾膜編號(hào)相同的濾膜保存袋,采樣前不得將濾膜折疊。

3)打開采樣頭頂蓋,旋松濾膜夾,用清潔干布擦去采樣頭內(nèi)、濾膜夾和濾膜支持網(wǎng)表面的灰塵,檢查濾膜支撐網(wǎng)無堵塞,濾膜夾無污染、無損壞。

7.2 樣品采集

1)將濾膜采樣面朝向進(jìn)氣方向,平放在濾膜支持網(wǎng)上,同時(shí)核查濾膜編號(hào),固定濾膜夾, 對(duì)正、擰緊,以不漏氣為宜,安裝好采樣頭。

2)按照采樣器使用說明,設(shè)置采樣參數(shù),啟動(dòng)采樣。記錄開始采樣時(shí)間、采樣流量等參數(shù), 若阻力增大影響采樣應(yīng)及時(shí)更換濾膜。環(huán)境空氣樣品的采樣體積一般不小于 10000m3。

3)采樣結(jié)束后,旋松濾膜夾,從濾膜邊緣夾取樣品濾膜,并檢查濾膜是否有破裂,或?yàn)V膜上塵積面的邊緣輪廓是否清晰、完整,否則該樣品作廢,需重新采樣。將濾膜采樣面向里均勻?qū)φ蹆纱畏湃肱c濾膜編號(hào)相同的濾膜袋中。記錄累積采樣時(shí)間、采樣流量、采樣工況和標(biāo)況體積等參數(shù)。

7.3 樣品運(yùn)輸保存

樣品采集后,盡快送實(shí)驗(yàn)室分析,并做好交接記錄。樣品運(yùn)輸過程中,應(yīng)避免劇烈振動(dòng)。

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