HPGeγ谱仪测量水中天然放射性核素比活度方法探讨.PDF

HPGeY谱仪测量水中天然放射性核素比活度方法探讨 辜汉华 王 啸 (中矿 (天津)岩石检测有限公司 天津 大港 300270) 摘 要 本文主要介绍了HPGev谱仪测量水中天然放射 式中：A一样品中某核素的比活度 (Bq／L)；N一样品中 性核素比活度的的方法，并对测量过程中的一些具体问题，比 某核素的净峰面积；A。一标准样品中某核素的比活度；N一标 如仪器、测量方法、样品制备、数据处理、误差分析等做 了探 准样品中某核素的净峰面积[5]。 讨，最后采用本方法对六个平行水样进行了比较测量。总的看 3样品及标准样品制备 来本方法可以真实地 了解水中天然放射性核素分布情况和变化 水样品的制备一般采用蒸发浓缩、离子交换、沉淀分离等 规律，而且样品制备简便、采用的是非破坏性的分析手段、可 方法，但后两种方法的核素回收率较低，所以推荐使用蒸发浓 同时测量样品中的多个放射性核素。 缩法。即将采集的水样蒸发浓缩至20ml后，转移到已称重的测 关键词 核探测技术与核电子学 HPGeY谱仪 水 测量 量杯中，然后在红外灯下烘干，密封待测。采集水样的体积可 方 法 根据式 (3)确定。推荐采集20L[7]。 1前言 V=LLD／(Q·r) (3) 用v谱仪测量环境样品放射性核素比活度，可以真实地了 式中：V一采集水样体积，L；LLD一仪器的探测下限， 解环境放射性的分布情况和变化规律，而且样品制备简便、采 Bq；Q一样品中核素的预计浓度，Bq／L；r一预处理工程中的回 用的是非破坏性的分析手段、可同时测量样品中的多个放射性 收率。 核素。在Y谱仪中，半导体探测器v谱仪具有比闪烁探测器Y 用于制备标准样品的标准放射性物质应选用国家法定计量 谱仪高的多的能力分辨率，而在半导体探测器v谱仪中，高纯 部门认可或可溯源于国家法定计量部门的标准物质，其含量的 锗 (HPGe)v探测器由于不需要在液氮低温下保存，因而具有比 标准偏差应小于 ±3．5％，具体活度应根据待测样品的总活度决 Ge(Li)v谱仪维护更方便的优点，因此 目前对环境样品的放 定，相差不要太大 [7]。标准物质可用单核素标准物质，也可使 射性比活度测量，普遍采用HPGev谱仪。本文就是对用高纯锗 用混合标准物质，由于在环境样品分析中，核素种类多、活度 (HPGe)Y探测器测量环境水中天然放射性核素方法中的一些具 低，用混合标准物质时，核素间的干扰比较大，所以推荐使用 体问题进行探讨，并通过试验加以说明 [2]。 单核素标准物质。 2仪器和测量方法 标准样品的制备过程应尽量与待测样品的制备过程相近。 对于高纯锗 (HPGe)Y探测器来说最主要的两个技术指标就 称取适量标准物质 (由待测样品质量决定，推荐取5g)于已称 是它的能量分辨率和探测效率。一般的高纯锗 (HPGe)v探测器 重的空测量杯中，加入适量二次蒸馏水，搅匀后在红外灯下烘 的能量分辨率可达到2KeV左右，完全可以满足测量要求，而水 干，密封待测。 中的放射性核素的比活度较低，所以探测器的探测效率就显得 4测量及数据处理 尤为重要，探测效率越高，测量灵敏度就越高，所需测量时间 4．1测量时间的选择 就越短，除此之外应选择与所用探测器相配套的谱分析仪、谱 测量时间应由要求的净计数率的相对误差和实际的测量条 处理软件和低本底铅室，样品盒也应选择采用低放射性材料制 件控制，即由式 (4)计算测量时间[4]。推荐选择1o万秒。 成的容器，形状及大小由所使用探测器的形状和大小决定 [8]。 2nt = 1 (4) 放射性核素的Y谱测量方法常用的有两种：效率刻度法和 式中：n一估计待测样品的净计数率；u一 净计数率的相 相对测量法。效率刻度法就是用已知活度的混合刻度源或多个 对误差；t一