何林鋒 陸小軍 徐一鶴 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

氣載放射性碘監(jiān)測(cè)設(shè)備的校準(zhǔn)*

何林鋒 陸小軍 徐一鶴 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

介紹一種氣載放射性碘監(jiān)測(cè)設(shè)備校準(zhǔn)方法，用Na131I放射性溶液與硫酸鐵反應(yīng)產(chǎn)生氣態(tài)碘，并采集至源載體內(nèi)；在確定條件下以實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定高純鍺γ譜儀對(duì)碘-131放射性參考源的探測(cè)效率，據(jù)此對(duì)碘-131標(biāo)準(zhǔn)源定值，用以校準(zhǔn)氣載放射性碘監(jiān)測(cè)設(shè)備的參考響應(yīng)。

放射性碘；參考響應(yīng)；碘-131標(biāo)準(zhǔn)源； 校準(zhǔn)

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(cè)主要針對(duì)來(lái)源于核設(shè)施釋放的裂變產(chǎn)物131I，是核設(shè)施及其周邊環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

氣載放射性碘監(jiān)測(cè)設(shè)備由碘采集器、采樣氣泵、輻射探測(cè)器、電子學(xué)系統(tǒng)和顯示器等組成，工作時(shí)氣泵連續(xù)抽氣采樣，氣流通過(guò)由濾網(wǎng)、活性炭濾紙和（浸漬）活性炭濾盒等組成的采集器時(shí)放射性碘被吸附采集，安裝在貼近采集器位置的探測(cè)器對(duì)放射性碘作γ射線實(shí)時(shí)測(cè)量，采樣空氣體積等于采樣流量與時(shí)間的乘積，儀器測(cè)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(cè)設(shè)備的主要計(jì)量參數(shù)為參考響應(yīng)，它表征監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)放射性碘 γ 射線的響應(yīng)能力，由儀器扣除本底后的讀數(shù)與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量值的比值表示。由于使用過(guò)程中受到環(huán)境條件、電子學(xué)元件性能變化等眾多因素的影響，可能導(dǎo)致監(jiān)測(cè)設(shè)備參考響應(yīng)發(fā)生變化，則測(cè)量結(jié)果將產(chǎn)生偏差，因而氣載放射性碘測(cè)量?jī)x器需要作參考響應(yīng)的校準(zhǔn)。

1 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

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

“三農(nóng)”問(wèn)題關(guān)系著國(guó)計(jì)民生的根本性問(wèn)題，沒(méi)有現(xiàn)代化的農(nóng)村就沒(méi)有現(xiàn)代化的國(guó)家。2018年中央發(fā)布了關(guān)于鄉(xiāng)村振興的一號(hào)文件，提出了鄉(xiāng)村振興的七大基本原則。自改革開(kāi)放以來(lái)一些地區(qū)由于自生優(yōu)勢(shì)和政策優(yōu)勢(shì)搭上快車(chē)得到了快速的發(fā)展，但是一些偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)卻逐漸掉了隊(duì)。近幾年來(lái)國(guó)家通過(guò)一些列的政策來(lái)幫助農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展，從而達(dá)到真正的脫貧。通過(guò)這一列的政策，也對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)產(chǎn)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?zé)o機(jī)碘和有機(jī)碘，其中主要為元素碘、非元素?zé)o機(jī)碘。氣載放射性碘監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象是131I核素，采樣氣流通過(guò)采集器時(shí)，各種形態(tài)的131I分別被濾網(wǎng)、活性炭濾紙、（浸漬）活性炭吸附，分布在碘采集器內(nèi)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(wǎng)、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(biāo)準(zhǔn)源131I核素的分布近似于實(shí)際測(cè)量時(shí)，131I標(biāo)準(zhǔn)源的放射性活度采用γ能譜測(cè)量方式準(zhǔn)確測(cè)定，量值溯源至放射性活度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 校準(zhǔn)方法

1）用Na131I溶液與過(guò)量硫酸鐵反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間1 h，131I2的生成率可達(dá)70%以上。

2）將質(zhì)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(nèi)徑一致的濾紙上，則濾紙?jiān)吹幕疃葹锳0=W1×A1。

采用氧化還原反應(yīng)原理制備131I2，實(shí)驗(yàn)方法：

由于131I核素半衰期僅為8.05 d，所以需要在實(shí)施校準(zhǔn)前制備標(biāo)準(zhǔn)源并準(zhǔn)確測(cè)定131I放射性活度。

烏有先生強(qiáng)忍住咳嗽，將咳在左手掌上的血水抹在身側(cè)雪枝上，右手拈起一顆白子，依袁安所言放置到棋盤(pán)，一邊嘮叨：“我剛才在窗外看過(guò)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(gè)師父，我心里想，這樣的王八拳，是妓院的護(hù)院鏢師教的吧，花拳繡腿當(dāng)什么用，老黃一個(gè)黃雀在后，就可以將你送到黃泉等見(jiàn)你娘。沒(méi)成想你閃閃躲躲，偷偷摸摸，還占了上風(fēng)。你這個(gè)下棋法，大概也是幾百個(gè)棋待詔教你的。一招深入虎穴，盲人騎瞎馬，不怕死，這個(gè)好！老頭子我聽(tīng)你的！”

2）在反應(yīng)體系的溫度大于80 ℃的條件下，反應(yīng)生成的131I2升華為氣態(tài)，用氮?dú)饣蚩諝鈿饬饕朊芊獾膬?chǔ)存箱體（碘室）內(nèi)。

3）為減少氣態(tài)碘的凝華，用電加熱方式升高碘室內(nèi)溫度，以流速為20 ～ 30 L/min的循環(huán)氣流從碘室內(nèi)采集氣載131I核素至碘采集器，采集過(guò)程中碘的凝華、容器和管道對(duì)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(biāo)。Phe濃度＞120μmol／L（2mg／dL）為篩查陽(yáng)性。

A0—131I溶液活度；

式中：ε— 0.365 MeV全能峰效率；

γ能譜測(cè)量為相對(duì)測(cè)量方法，需要確定其對(duì)以碘采集器為源載體的標(biāo)準(zhǔn)源的探測(cè)效率，實(shí)驗(yàn)方法：

1）用131I放射性溶液（Na131I）自行制備點(diǎn)狀源，在高純鍺γ譜儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)γ譜儀）上準(zhǔn)確測(cè)定其活度。設(shè)制備點(diǎn)源的Na131I溶液的質(zhì)量為W，測(cè)得的活度值為A，則放射性溶液的比活度為A1=W/A。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)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(yáng)性和陰性組的腫瘤大小、分化程度、Borrmann分型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及TNM分期等胃癌臨床病理因素相比，差異也均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P值均＞0.05）。

3）將濾紙?jiān)丛讦米V儀上按照碘采集器內(nèi)腔的長(zhǎng)度范圍，以5 mm的間隔逐次進(jìn)行測(cè)量，γ譜儀對(duì)濾紙?jiān)吹奶綔y(cè)效率：

2.2 標(biāo)準(zhǔn)源的刻度

N— 全能峰凈計(jì)數(shù)；

以碘采集器為源載體的131I標(biāo)準(zhǔn)源，放射性活度經(jīng)準(zhǔn)確測(cè)定后作為校準(zhǔn)用的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，可通過(guò)改變131I放射性溶液的量（活度）的方式制備不同活度的標(biāo)準(zhǔn)源。

T— 測(cè)量活度時(shí)間

測(cè)試系統(tǒng)為單場(chǎng)景和多場(chǎng)景,計(jì)劃周期為2年的中長(zhǎng)期調(diào)度問(wèn)題,包含2臺(tái)火電機(jī)組、6臺(tái)水電機(jī)組共8臺(tái)機(jī)組,其中機(jī)組的原始數(shù)據(jù)來(lái)自于文獻(xiàn)[15]。

γ譜儀對(duì)采集器中不同深度處131I的探測(cè)效率是不一致的，對(duì)碘采集器狀131I參考源的平均探測(cè)效率與131I不同深度處的分布相關(guān)。GB/T 14584-1993《空氣中碘-131的取樣與測(cè)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(shù)取值范圍為0.09 ～ 0.35 mm-1，可根據(jù)采樣測(cè)量條件獲取分布參數(shù)值，由γ譜儀對(duì)濾紙?jiān)吹臏y(cè)量值計(jì)算碘采集器體狀參考源的平均探測(cè)效率。由此，γ能譜測(cè)量方式可以準(zhǔn)確測(cè)定碘采集器為源載體的131I標(biāo)準(zhǔn)源放射性活度。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

明確專(zhuān)家評(píng)審費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。制定論證專(zhuān)家評(píng)審費(fèi)用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使論證工作的制度化，保證論證工作更加公開(kāi)透明，便于管理。明確專(zhuān)家評(píng)審主要方式、標(biāo)準(zhǔn)和意見(jiàn)反饋。

用131I標(biāo)準(zhǔn)源現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量氣載放射性碘監(jiān)測(cè)設(shè)備的參考響應(yīng)，實(shí)驗(yàn)方法：

1）氣載放射性碘監(jiān)測(cè)設(shè)備在非采樣條件下對(duì)未使用過(guò)的碘采集器讀數(shù)，得到本底值N0。

在發(fā)現(xiàn)染病羊或者疑似染病羊的第一時(shí)間，需要將其與羊群進(jìn)行隔離處理，同時(shí)對(duì)于羊群活動(dòng)的所有場(chǎng)地以及使用器具都要進(jìn)行細(xì)致的消毒。消毒過(guò)程中可以使用10%石灰乳或3%來(lái)蘇爾或復(fù)合酚，比例控制在1：300-1：200。對(duì)于羊群的排泄物要進(jìn)行堆積發(fā)酵處理。對(duì)于染病死亡的羊需要進(jìn)行無(wú)害化處理，最大程度減少傳染的可能。

2）將131I標(biāo)準(zhǔn)源取代碘采集器設(shè)置在相應(yīng)位置，得到儀器的讀數(shù)平均值，標(biāo)準(zhǔn)源的活度為AS，則氣載放射性碘監(jiān)測(cè)儀的參考響應(yīng)為

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

式中：AS— 校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)源的活度值；

AS0— 標(biāo)準(zhǔn)源刻度時(shí)的活度值；

λ—131I核素的衰變常數(shù)：λ= ln2 /T1/2；

膨脹土在干濕循環(huán)的作用下會(huì)發(fā)生不可逆的脹縮變形，一旦這種變形受到限制，就會(huì)產(chǎn)生膨脹力，這是研究膨脹土問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)然，對(duì)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(shí)影響著膨脹土邊坡的穩(wěn)定性。大量實(shí)際工程發(fā)現(xiàn)，土坡在失穩(wěn)之前，邊坡上往往會(huì)出現(xiàn)一定的裂隙，隨著裂隙的發(fā)展，邊坡的穩(wěn)定性會(huì)隨之降低[11]。因此，在了解了膨脹土邊坡破壞過(guò)程中的變形特征的基礎(chǔ)上，分析膨脹土邊坡在裂隙、膨脹力和降雨歷時(shí)影響下的安全系數(shù)的變化趨勢(shì)，從而了解這些因素對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定性的影響。

Δt— 標(biāo)準(zhǔn)源刻度至校準(zhǔn)測(cè)量間隔的時(shí)間

3 結(jié)語(yǔ)

核設(shè)施周邊環(huán)境氣載放射性碘的監(jiān)測(cè)是保障核安全的重要手段之一，可為核設(shè)施放射性物質(zhì)釋放量、核反應(yīng)堆運(yùn)行情況的評(píng)估、暴露人群所受輻射劑量及其健康風(fēng)險(xiǎn)的估算提供數(shù)據(jù)，并可為核事故狀態(tài)下采取必要的應(yīng)對(duì)措施提供參考依據(jù)。

氣載碘放射性監(jiān)測(cè)設(shè)備校準(zhǔn)的技術(shù)關(guān)鍵在于測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，量值的溯源有助于保障監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確統(tǒng)一。對(duì)于相對(duì)測(cè)量?jī)x器，保持實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)與刻度校準(zhǔn)時(shí)測(cè)量條件的一致性是保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素之一，所以校準(zhǔn)氣載放射性碘監(jiān)測(cè)設(shè)備參考響應(yīng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)采用碘采集器為131I載體，與環(huán)境監(jiān)測(cè)相近的采樣流速采集131I核素，使得標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部放射性碘的分布與監(jiān)測(cè)采樣時(shí)相似。

[1] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局. GB/T 13162-1991[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1991.

[2] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局. GB/T 14584-1993 [S] . 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

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

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[5] 楊懷元, 韓國(guó)勝. 確定空氣中131I取樣濾盒γ總探測(cè)效率的簡(jiǎn)單方法[J]. 輻射防護(hù), 1993, 1: 47-51.

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[7] 賴(lài)財(cái)鋒, 徐家云, 秦建國(guó), 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(xué)與探測(cè)技術(shù), 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(guó)家質(zhì)檢總局質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)（201210044），上海市科委科研計(jì)劃項(xiàng)目（12DZ2293802）