水中鍶-90測(cè)量的不確定度評(píng)估探究

摘要：因?yàn)橹苓叚h(huán)境介質(zhì)的反射性水平相對(duì)較低，放射性的分析方法較為復(fù)雜，其操作方式步驟較多，造成的不確定影響因素繁多，在環(huán)境介質(zhì)中放射性測(cè)量不確定度評(píng)價(jià)較為復(fù)雜。對(duì)此，探究水中鍶-90測(cè)量的不確定度評(píng)估因素，了解不同因素對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的影響，可以為水中鍶-90測(cè)量評(píng)估提供參考與支持。基于此，本文主要探究了水中鍶-90測(cè)量的不確定度評(píng)估的相關(guān)內(nèi)容，以供參考。

關(guān)鍵詞：水中鍶-90;測(cè)量;不確定度;評(píng)估

中圖分類號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）03-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.092

Study on uncertainty evaluation of strontium-90 measurement in water

Wang Yanwei

（Liaoning Ecological Environment Monitoring Center，Shenyang Liaoning 110000，China）

Absrtact：Because the reflective level of the surrounding environment medium is relatively low，the analysis method of radioactivity is more complex，and there are many operation steps，which results in many uncertain factors，and the evaluation of uncertainty of radioactivity measurement in the environment is more complex.Therefore，exploring the uncertainty evaluation factors of strontium-90 measurement in water and understanding the influence of different factors on the measurement can provide reference and support for the measurement and evaluation of strontium-90 in water.Based on this，this paper mainly explores the uncertainty evaluation of strontium-90 measurement in water for reference.

Key words：Strontium-90 in water;Measurement;Uncertainty;Evaluation

1 水中鍶-90測(cè)量的不確定度分析

自然界中鍶主要是通過84Sr、86Sr、87Sr和88Sr四種穩(wěn)定的同位素形式存在的。其中84Sr的相對(duì)豐度為0.56%;86Sr相對(duì)豐度為9.86%;87Sr相對(duì)豐度為7.02%;88Sr相對(duì)豐度為82.56%，而其他的均屬于放射性的同位素，多數(shù)屬于短壽命的核素，而90Sr則屬于長(zhǎng)壽命核素，90Sr的物理半衰期為28.1a，通過β-衰變?yōu)?0Y。90Sr是一種裂變的產(chǎn)物，主要就是通過核爆炸等途徑進(jìn)入到環(huán)境中。90Sr可以在土壤以及植物的葉片中沉降，通過各種途徑污染環(huán)境，并且會(huì)通過食物鏈進(jìn)入到人體中。加之90Sr與鈣的化學(xué)以及生化性質(zhì)相同，會(huì)在骨骼以及牙齒中滯留，對(duì)人體的骨髓造血以及骨骼組織會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的輻射性損傷。為了降低90Sr對(duì)環(huán)境以及人體造成的影響，就要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測(cè)。

90Y測(cè)量主要是采用統(tǒng)計(jì)測(cè)量方法，測(cè)量不確定度根據(jù)樣品測(cè)量時(shí)間、本底測(cè)量時(shí)間而定。標(biāo)準(zhǔn)溶中的稀釋配置以及標(biāo)準(zhǔn)溶液取量等相關(guān)因素都是影響不確定度的關(guān)鍵因素。獲得50mL容量瓶的平均瓶重量，將90Y-90Sr溶液加入到1L容量瓶當(dāng)中，再次測(cè)量3次取均值，記錄數(shù)值，通過pH1.0酸化水對(duì)其進(jìn)行定容，獲得數(shù)值67.443g，總重量參數(shù)為71.556g，標(biāo)準(zhǔn)溶液活度參數(shù)為5.43Bq/mL。通過試驗(yàn)天平進(jìn)行處理，B級(jí)最大誤差允許值為0.02g，根據(jù)B類不確定度進(jìn)行評(píng)估。A級(jí)最大容量瓶最大允許范圍為0.01g，通過不確定度評(píng)估。天平最大允許誤差為±0.0005g，1L容量瓶允許誤差為±0.001L。通過測(cè)量不確定度為0.00011，定容不確定度為0.00061。

按照GB6766-86《水中鍶-90放射化學(xué)分析方法》，取1.0L水為樣本，鍶-90的水平為2.OBq/L水平，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量分析其合成不確定度，獲得結(jié)果為6.67%，去相對(duì)擴(kuò)展不確定度參數(shù)為13.34%。A級(jí)1L移液管移取90Y-90Sr載體溶液，1L移液管容量公差允許值為±0.007L，根據(jù)計(jì)算其不確定度為0.004.

2 討論分析

根據(jù)《水中鍶-90放射化學(xué)分析方法》分析研究，進(jìn)行不確定度來源以及影響因素分析，獲得結(jié)果如表1。其具體如下：

水中90Sr中探測(cè)效率、回收率以及計(jì)數(shù)率、儀器穩(wěn)定性等因素都是造成不確定度的重要因素。

低本底測(cè)量裝置在處理中可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，在穩(wěn)定狀態(tài)中可以有效減少檢驗(yàn)源檢定儀器穩(wěn)定性造成的不確定性應(yīng)。90Y生長(zhǎng)因素衰變因子相對(duì)較為精準(zhǔn)，其不確定度較小，可以忽略，因此在實(shí)踐中其產(chǎn)生的不確定度因素主要為四個(gè)方面。

2.2 不確定度分量分析

分析不確定度分量發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閮x器探測(cè)效率導(dǎo)致的不確定度參數(shù)為100數(shù)量級(jí)水平，而測(cè)量技術(shù)則在100～-101的區(qū)間范圍中，對(duì)此其測(cè)量技術(shù)與儀器探測(cè)效率影響相對(duì)較大。通過分析三次樣品中總不確定度比例分別為98.5%、90.8%以及86.9%。

2.3 不確定分量評(píng)價(jià)過程分析

通過分析可以發(fā)現(xiàn)：化學(xué)回收率不確定度受到取樣量、取樣方式的影響;而探測(cè)效率則受到90Y的步驟以及不確定因素的影響。樣品測(cè)量屬于一種統(tǒng)計(jì)性的測(cè)量方式，會(huì)影響不確定度。同等測(cè)量條件中放射性水平較低的樣品的不確定度則相對(duì)較大。通過增加測(cè)量時(shí)間的方式提升計(jì)數(shù)則就會(huì)減少測(cè)量的不確定度。隨著測(cè)量時(shí)間的增加樣品計(jì)數(shù)率會(huì)逐漸降低。樣品測(cè)量不確定度在時(shí)間的增加過程中呈現(xiàn)先降低然后升高的趨勢(shì)。對(duì)此，在水中的90Sr測(cè)量會(huì)通過增加測(cè)量時(shí)間的方式達(dá)到減少不確定度的目的，但是要將測(cè)量時(shí)間控制在24h中。

3 不確定度分析結(jié)果

3.1 樣品化學(xué)回收率不確定度

通過獲取不同放射性水樣，根據(jù)步驟分析樣品，通過分析過程即可獲得水樣品化學(xué)回收率的不確定度，90Y-90Sr取量等相關(guān)不確定度按照B類不確定度模型計(jì)算，根據(jù)樣品化學(xué)回收率不確定度進(jìn)行計(jì)算。水樣化學(xué)率回收率為0.0078，其主要受到樣品分析方法的影響。

3.2 取樣不確定度

將不同的取樣量進(jìn)行分析，樣品1取樣量為1L、用1L量筒測(cè)量1次;樣品2和樣品3取樣量為200mL，使用A級(jí)200mL移液管取量1次。量筒容量允許差為±50mm，移液管容量允許公差為±0.16mL，按照B類不確定模型計(jì)算。確定在測(cè)量中科學(xué)取樣量等相關(guān)參數(shù)都會(huì)對(duì)取樣不確定性造成直接影響。

3.3 樣品測(cè)量不確定度

90Y-90Sr在同等條件下測(cè)量，通過測(cè)量方案，根據(jù)公式計(jì)算，放射性水平較低的樣品測(cè)量不確定度較高。此外，測(cè)量計(jì)數(shù)、儀器探測(cè)效率帶來的不確定度較大，這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)占據(jù)不確定比重均達(dá)到了85%以上，影響非常大。通過不確定分量評(píng)定可知，90Y-90Sr取樣不確定度和放射水平樣品取樣量、取樣方法之間有著直接關(guān)系，考慮到90Y-90Sr不確定度檢測(cè)流程多且繁雜，所以多個(gè)不確定度分量值變化不大。樣品測(cè)量是影響不確定度的重要因素，同等測(cè)量條件中通過增加測(cè)量時(shí)間的方法減少測(cè)量不確定度。

90Y作為短壽命衰變核素，樣品計(jì)數(shù)率會(huì)隨著時(shí)間增加降低;而樣品不確定度會(huì)隨著測(cè)量時(shí)間增加呈現(xiàn)出倒“U”曲線（先降后升），放射性水平最低的樣品變化幅度最大，趨勢(shì)更加明顯，而放射性水平較高的樣品在經(jīng)過24h測(cè)量之后不確定度基數(shù)較小。所以通測(cè)量要高于24h。

4 結(jié)論

分析水中90Sr放射性濃度確定樣品測(cè)量計(jì)數(shù)等各項(xiàng)參數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大的不確定度，這兩項(xiàng)不確定度為總體比重80%以上，在測(cè)量中通過適當(dāng)?shù)脑黾訙y(cè)量時(shí)間的方式則可以有效的降低不確定，但是要將時(shí)間控制在24h范圍中，可以為磷酸萃取色層法的應(yīng)用提供評(píng)估方式。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-01-11

作者簡(jiǎn)介：王艷偉（1988-），男，蒙古族，本科學(xué)歷，副主任科員，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。