氣載放射性碘監(jiān)測設備的校準*

何林鋒 陸小軍 徐一鶴 / 上海市計量測試技術研究院

氣載放射性碘監(jiān)測設備的校準*

何林鋒 陸小軍 徐一鶴 / 上海市計量測試技術研究院

介紹一種氣載放射性碘監(jiān)測設備校準方法，用Na131I放射性溶液與硫酸鐵反應產生氣態(tài)碘，并采集至源載體內；在確定條件下以實驗方法測定高純鍺γ譜儀對碘-131放射性參考源的探測效率，據此對碘-131標準源定值，用以校準氣載放射性碘監(jiān)測設備的參考響應。

放射性碘；參考響應；碘-131標準源； 校準

0 引言

碘的放射性同位素有125I、129I、131I，環(huán)境中氣載放射性碘的監(jiān)測主要針對來源于核設施釋放的裂變產物131I，是核設施及其周邊環(huán)境放射性監(jiān)測的一項重要內容。

氣載放射性碘監(jiān)測設備由碘采集器、采樣氣泵、輻射探測器、電子學系統(tǒng)和顯示器等組成，工作時氣泵連續(xù)抽氣采樣，氣流通過由濾網、活性炭濾紙和（浸漬）活性炭濾盒等組成的采集器時放射性碘被吸附采集，安裝在貼近采集器位置的探測器對放射性碘作γ射線實時測量，采樣空氣體積等于采樣流量與時間的乘積，儀器測得的放射性活度值與采樣空氣體積之比即為采樣空氣中放射性碘的體積活度。

桑葉蛋白多糖中的多糖部分由D-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-果糖、D-葡萄糖和D-半乳糖組成，它們之間的摩爾比為8.91∶2.71∶1.00∶3.75∶6.04。

氣載放射性碘監(jiān)測設備的主要計量參數為參考響應，它表征監(jiān)測設備對放射性碘 γ 射線的響應能力，由儀器扣除本底后的讀數與測量標準量值的比值表示。由于使用過程中受到環(huán)境條件、電子學元件性能變化等眾多因素的影響，可能導致監(jiān)測設備參考響應發(fā)生變化，則測量結果將產生偏差，因而氣載放射性碘測量儀器需要作參考響應的校準。

1 測量標準

GB/T 7165.4-2008《氣態(tài)排出流（放射性）活度連續(xù)監(jiān)測設備 第4部分：放射性碘監(jiān)測儀的特殊要求》規(guī)定：“為了在型式試驗期間確定參考響應，參考源應是擬測碘同位素蒸汽及碘的化學形態(tài)的已知體積活度的空氣，與收集介質具有相同物理形態(tài)的已知活度的同類固體源可用于傳遞標準”。GB/T 13162-91《環(huán)境中氣載放射性碘監(jiān)測設備》規(guī)定：“應使用具有適當幾何形狀并和擬測的特定同位素相應的固體源”，并且“源的幾何形狀和發(fā)射譜應盡可能與裝置所用捕集部件相近。對于非選擇性監(jiān)測儀可用131I或它的等效同位素進行”。

“三農”問題關系著國計民生的根本性問題，沒有現代化的農村就沒有現代化的國家。2018年中央發(fā)布了關于鄉(xiāng)村振興的一號文件，提出了鄉(xiāng)村振興的七大基本原則。自改革開放以來一些地區(qū)由于自生優(yōu)勢和政策優(yōu)勢搭上快車得到了快速的發(fā)展，但是一些偏遠農村地區(qū)卻逐漸掉了隊。近幾年來國家通過一些列的政策來幫助農村地區(qū)的發(fā)展，從而達到真正的脫貧。通過這一列的政策，也對農村經濟產生巨大的影響。

環(huán)境空氣中的放射性碘以多種形態(tài)存在，包括氣態(tài)或氣溶膠態(tài)的元素碘、非元素無機碘和有機碘，其中主要為元素碘、非元素無機碘。氣載放射性碘監(jiān)測的主要對象是131I核素，采樣氣流通過采集器時，各種形態(tài)的131I分別被濾網、活性炭濾紙、（浸漬）活性炭吸附，分布在碘采集器內不同深度，分布的形成主要取決于氣體的濕度、流速。由此采用濾網、活性炭濾紙和（浸漬）活性炭濾盒組成的碘采集器為源載體，用131I放射性溶液制備氣態(tài)放射性碘，與環(huán)境中采樣相似的流速吸附采集131I核素，使得標準源131I核素的分布近似于實際測量時，131I標準源的放射性活度采用γ能譜測量方式準確測定，量值溯源至放射性活度測量標準。

2 校準方法

1）用Na131I溶液與過量硫酸鐵反應，反應時間1 h，131I2的生成率可達70%以上。

2）將質量為W1、放射性比活度為A1的131I放射性溶液均勻分布在直徑與采樣器內徑一致的濾紙上，則濾紙源的活度為A0=W1×A1。

采用氧化還原反應原理制備131I2，實驗方法：

由于131I核素半衰期僅為8.05 d，所以需要在實施校準前制備標準源并準確測定131I放射性活度。

烏有先生強忍住咳嗽，將咳在左手掌上的血水抹在身側雪枝上，右手拈起一顆白子，依袁安所言放置到棋盤，一邊嘮叨：“我剛才在窗外看過你小子在黃梁驛里打拳，東一腳西一腿，亂七八糟，好像拜了幾百個師父，我心里想，這樣的王八拳，是妓院的護院鏢師教的吧，花拳繡腿當什么用，老黃一個黃雀在后，就可以將你送到黃泉等見你娘。沒成想你閃閃躲躲，偷偷摸摸，還占了上風。你這個下棋法，大概也是幾百個棋待詔教你的。一招深入虎穴，盲人騎瞎馬，不怕死，這個好！老頭子我聽你的！”

2）在反應體系的溫度大于80 ℃的條件下，反應生成的131I2升華為氣態(tài)，用氮氣或空氣氣流引入密封的儲存箱體（碘室）內。

3）為減少氣態(tài)碘的凝華，用電加熱方式升高碘室內溫度，以流速為20 ～ 30 L/min的循環(huán)氣流從碘室內采集氣載131I核素至碘采集器，采集過程中碘的凝華、容器和管道對碘的吸附是影響采集量的主要因素。

1．2．2 苯丙酮尿癥篩查 采用熒光分析法以苯丙氨酸（Phe）作為篩查指標。Phe濃度＞120μmol／L（2mg／dL）為篩查陽性。

A0—131I溶液活度；

式中：ε— 0.365 MeV全能峰效率；

γ能譜測量為相對測量方法，需要確定其對以碘采集器為源載體的標準源的探測效率，實驗方法：

1）用131I放射性溶液（Na131I）自行制備點狀源，在高純鍺γ譜儀（以下簡稱γ譜儀）上準確測定其活度。設制備點源的Na131I溶液的質量為W，測得的活度值為A，則放射性溶液的比活度為A1=W/A。

2.1 標準源的制備

Ⅱ期24例及Ⅲ期42例共66例胃癌患者中，有36例行新輔助化療。在另外47例（包括Ⅱ～Ⅲ期未行新輔助化療的30例，Ⅰ期11例及Ⅳ期6例）胃癌患者中，CTC陽性和陰性組的腫瘤大小、分化程度、Borrmann分型、淋巴結轉移、遠處轉移及TNM分期等胃癌臨床病理因素相比，差異也均無統(tǒng)計學意義（P值均＞0.05）。

3）將濾紙源在γ譜儀上按照碘采集器內腔的長度范圍，以5 mm的間隔逐次進行測量，γ譜儀對濾紙源的探測效率：

2.2 標準源的刻度

N— 全能峰凈計數；

以碘采集器為源載體的131I標準源，放射性活度經準確測定后作為校準用的測量標準，可通過改變131I放射性溶液的量（活度）的方式制備不同活度的標準源。

T— 測量活度時間

測試系統(tǒng)為單場景和多場景,計劃周期為2年的中長期調度問題,包含2臺火電機組、6臺水電機組共8臺機組,其中機組的原始數據來自于文獻[15]。

γ譜儀對采集器中不同深度處131I的探測效率是不一致的，對碘采集器狀131I參考源的平均探測效率與131I不同深度處的分布相關。GB/T 14584-1993《空氣中碘-131的取樣與測定》中給出了不同采樣條件（環(huán)境濕度、采樣流速）下的分布參數取值范圍為0.09 ～ 0.35 mm-1，可根據采樣測量條件獲取分布參數值，由γ譜儀對濾紙源的測量值計算碘采集器體狀參考源的平均探測效率。由此，γ能譜測量方式可以準確測定碘采集器為源載體的131I標準源放射性活度。

2.3 現場校準

明確專家評審費用標準。制定論證專家評審費用的統(tǒng)一標準，使論證工作的制度化，保證論證工作更加公開透明，便于管理。明確專家評審主要方式、標準和意見反饋。

用131I標準源現場測量氣載放射性碘監(jiān)測設備的參考響應，實驗方法：

1）氣載放射性碘監(jiān)測設備在非采樣條件下對未使用過的碘采集器讀數，得到本底值N0。

在發(fā)現染病羊或者疑似染病羊的第一時間，需要將其與羊群進行隔離處理，同時對于羊群活動的所有場地以及使用器具都要進行細致的消毒。消毒過程中可以使用10%石灰乳或3%來蘇爾或復合酚，比例控制在1：300-1：200。對于羊群的排泄物要進行堆積發(fā)酵處理。對于染病死亡的羊需要進行無害化處理，最大程度減少傳染的可能。

2）將131I標準源取代碘采集器設置在相應位置，得到儀器的讀數平均值，標準源的活度為AS，則氣載放射性碘監(jiān)測儀的參考響應為

由于131I核素的半衰期僅為8.05 d，所以計算參考響應R時，AS需作衰變修正：

式中：AS— 校準測量時標準源的活度值；

AS0— 標準源刻度時的活度值；

λ—131I核素的衰變常數：λ= ln2 /T1/2；

膨脹土在干濕循環(huán)的作用下會發(fā)生不可逆的脹縮變形，一旦這種變形受到限制，就會產生膨脹力，這是研究膨脹土問題的一個關鍵因素。當然，對于膨脹土邊坡而言，除了膨脹力以外，還有其他因素也在同時影響著膨脹土邊坡的穩(wěn)定性。大量實際工程發(fā)現，土坡在失穩(wěn)之前，邊坡上往往會出現一定的裂隙，隨著裂隙的發(fā)展，邊坡的穩(wěn)定性會隨之降低[11]。因此，在了解了膨脹土邊坡破壞過程中的變形特征的基礎上，分析膨脹土邊坡在裂隙、膨脹力和降雨歷時影響下的安全系數的變化趨勢，從而了解這些因素對膨脹土邊坡穩(wěn)定性的影響。

Δt— 標準源刻度至校準測量間隔的時間

3 結語

核設施周邊環(huán)境氣載放射性碘的監(jiān)測是保障核安全的重要手段之一，可為核設施放射性物質釋放量、核反應堆運行情況的評估、暴露人群所受輻射劑量及其健康風險的估算提供數據，并可為核事故狀態(tài)下采取必要的應對措施提供參考依據。

氣載碘放射性監(jiān)測設備校準的技術關鍵在于測量標準，量值的溯源有助于保障監(jiān)測結果的準確統(tǒng)一。對于相對測量儀器，保持實際監(jiān)測時與刻度校準時測量條件的一致性是保證測量結果準確的關鍵因素之一，所以校準氣載放射性碘監(jiān)測設備參考響應的測量標準采用碘采集器為131I載體，與環(huán)境監(jiān)測相近的采樣流速采集131I核素，使得標準源內部放射性碘的分布與監(jiān)測采樣時相似。

[1] 國家技術監(jiān)督局. GB/T 13162-1991[S]. 北京：中國標準出版社，1991.

[2] 國家環(huán)境保護總局. GB/T 14584-1993 [S] . 北京：中國標準出版社，1993.

[3] 哈繼錄, 張超, 甘霖, 等. 空氣中131I 的取樣和測量方法的研究[J].輻射防護, 1992, 12(4): 260-260.

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[6] 宋培峰, 凌球, 郭蘭英, 等. 基于133Ba 標準源刻度133I 取樣濾盒 γ總探測效率的方法研究[J]. 核電子學與探測技術, 2006, 26(1): 115 - 117.

[7] 賴財鋒, 徐家云, 秦建國, 等. 一種確定活性碳取樣濾盒的131I活度的新方法[J]. 核電子學與探測技術, 2011, 31(8): 867-870.

Calibration for gaseous radioactive iodine monitoring equipment

He Linfeng，Lu Xiaojun，Xu Yihe
（Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology）

A calibration method for gaseous radioactive iodine monitoring equipment was introduced. Gaseous radioactive iodine was produced from Na131I solution with ferric sulfate through redox reaction, and collected into collection device. The detection ef fi ciency of gamma spectrometer for131I in collection devices under certain conditions was determined by experimental methods. Therefore, the activity of131I reference source was quanti fi ed as gaseous radioactive iodine monitoring equipment reference response in fi eld calibration.

gaseous radioactive iodine；reference response；131I standard source；calibration

國家質檢總局質檢公益性行業(yè)科研專項（201210044），上海市科委科研計劃項目（12DZ2293802）