环境生物样品中的放射性主要来自天然放射性物质, 其中⁴⁰K占相当大的比例, 因而在环境样品放射性分析中常有"减钾总β"之说。通常化学上测定钾的方法很多, 有沉淀法、容量法和分光光度法等^[1]。

天然钾中含有一定比例的放射性同位素⁴⁰K, ⁴⁰K在天然K中的含量为0.0118%。⁴⁰K为β衰变, 半衰期为1.26×10⁹a, 伴生有γ辐射, γ射线的能量为1460keV, 丰度为0.11^[2]。因此, 我们探讨了用Ge(Li) γ能谱直接测定环境生物样品中⁴⁰K含量的可能性和可行性, 给出了测量方法和结果。

1 材料与方法

取3~5kg环境生物样品(如:牛奶、粮食、蔬菜、肉等), 烘干后经炭化、灰化处理以缩小体积和重量, 称重待用。

将灰化后的生物样品灰装入圆柱形塑料盒内(直径50mm、高20mm)作为样品, 再用同样塑料盒装入同体积的固体KCl粉末(分析纯)作为标准源待测。

将样品和KCl标准源分别放在Ge(Li) γ谱仪上测量3×10⁴s, 依γ谱分别计算出⁴⁰K1460keV γ射线的光电峰面积(计数), 进而计算出灰样中⁴⁰K含量。

所用Ge(Li) γ谱仪的组成和性能如下:探头为国营261厂生产的同轴Ge(Li)探测器, 其相对效率为20%, 对60Co1332keV γ射线分辨率为2.3keV; 分析器为意大利LABEN公司生产的LABEN-8000型4096道分析器。探头放在一内腔体积为1m³, 用7cm钢和7cm铅组成的屏蔽体内, 该装置在3×10⁴s测量时间内, 1460keV光电峰的本底计数为210±20。

2 结果与讨论

分别取9.5kg白菜、5kg牛奶、6kg青萝卜和2kg面粉, 依上述方法进行炭化、灰化、研碎, 它们体积刚好和50gKCl的体积相同, 用γ谱分别对它们进行测量, 结果见表 1。

在样品盒内分别放入10g、25g、35g、50gKCl(分析纯), 尽量使其厚度均匀, 在Ge(Li) γ谱仪上进行测量, 结果如表 2所示。

探测下限:对本谱仪的本底进行了多次测量, 每次测量3×10⁴s, 1460keV光电峰内的本底计数为210±20。当计数时间为500min, 置信水平为95%时, 本谱仪的探测下限LLD=4.66计数。如果用我们选取的生物样品为例计算, 其探测下限见表 3, 显然本方法完全可以用于环境生物样品中⁴⁰K含量的测定。

结果表明, 用Ge(Li) γ谱仪测量环境生物样品中⁴⁰K含量, 方法简便易行。由于所用标准源为KCl粉末, 结果可靠。