1977年，Minogue定义人们在市场上可直接得到并在个人及家庭中广泛被使用的含有放射性物质的产品、商品及材料称为放射性消费品^[1]，随之在各式各样的产品、商品或材料中发现含有放射性物质，例如早期使用的发光钟表中含²²⁶Ra、烟草中含有放射性核素²¹⁰Po和²¹⁰Pb、眼镜玻璃片中加入铀、钍和其化合物以及为了假牙具有天然色和荧光，在假牙中加入了铀盐等^[1]。为此我国2001年讨论并发布了放射性防护器材与含放射性产品卫生管理办法，于2002年7月1日起实施，规定含有放射性物质消费品应当符合有关含放射性物质消费品的放射卫生防护标准，以及对含放射性物质消费品的防护提出相应的管理规定^[2-4]。2003年9月，测量发现北京某科技有限公司销售的一种电池卡中放射性核素²²⁸Th、²³⁰Th、²³²Th、²²⁴Ra、²³⁸U、²³⁴U含量超过我国电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB 18871-2002规定的豁免水平^[5-6]。2016年韩国测量了手镯，项链，垫子，枕头等样品中²³⁸U和²³²Th的活度浓度，发现其活度浓度相对较高，个别产品对于²³⁸U的活度浓度达到了2 810 Bq/kg，而²³²Th的活度浓度达到了11 859 Bq/kg^[7]。因此，为了保护大众免受不必要的辐射危害，需加强市场上消费品和生活用品中放射性物质的检测和监管^[8-9]。

本文主要介绍了应用高纯锗(HPGe) γ能谱方法对放射性异常的护具样品进行了半定量核素测量，对测量结果进行了分析和讨论，并对我国消费品的辐射安全评价提出了初步建议。

1 材料和方法 1.1 护具样品及谱仪系统

放射性异常的护具样品包括护膝和护腰两种，材质主要以棉、羊毛为主，是一种应用纳米技术磁纤维织成的磁疗保健产品，其护膝和护腰样品的质量分别为0.089 2、0.186 6 kg。

测量所用的γ能谱仪为CANBERRA公司生产的BE5030型超低本底宽能HPGe γ能谱仪，其探头晶体为圆柱状，直径为80 mm，高30 mm，配备有厚度为15 cm的铅屏蔽，比典型铅屏蔽厚50%，起到良好的屏蔽作用，在20~2 000 keV范围内铅室本底为53 cpm。该谱仪的有效测量能量范围为3~3 000 keV，相对NaI(Tl)晶体(3″×3″)的探测效率为50.5%，对于能量为1.33 MeV的⁶⁰Co发射出的γ射线分辨力为1.88 keV。

谱仪系统所用谱分析软件为Genie^TM 2000软件，版本为V3.3，并配备有LabSOCS无源效率刻度软件，版本为V4.4，探头经过工厂表征，可对各种基质样品的效率进行较为精确的模拟。

1.2 方法

随机抽取护具样品装入密封袋，贴签，作为半定量测量的样品。为了便于应用HPGe γ能谱仪进行实验测量，将护膝和护腰样品折叠成规则的圆柱形状，分别装入直径75 mm、高70 mm的实验室专用样品盒中，制作成两份待测样品。

将待测量的护膝和护腰样品分别放置在HPGe γ能谱仪探头表面上进行测量，通过谱图分析护具样品中无人工放射性核素，但含有放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th，且峰面积计数明显。测量时间根据放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th对应的全能峰净计数统计涨落小于1%而定，当净计数达到10 000个以上后，测量结束，应用谱分析软件GenieTM 2 000获得相应能峰的全能峰净计数。

将表征后的探测器尺寸输入无源效率刻度软件LabSOCS中，通过模拟计算获得护具样品中放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th对应能量的探测效率值，将其作为分析护具样品中放射性核素活度浓度的关键参数，因此可计算出护具样品中放射性活度浓度，其计算详见公式1)。

$ A_{m}=\frac{n_{t}-n_{b}}{\varepsilon \eta m} $

(1)

式中：A_m为护具样品中放射性活度浓度；n_t为放射性核素对应的全能峰计数；n_b为本底计数；ε为全能峰探测效率；η为放射性核素发射的γ射线发射概率；m为护具样品的质量，单位为kg。

测量结果的扩展不确定度U详见公式2)。

$ U=k u_{c} $

(2)

式中：U为扩展不确定度；k为包含因子，一般取2，相应置信度约为95%；u_c为合成不确定度。其中u_c详见公式3)。

$ u_{c}=\sqrt{u_{1}^{2}+u_{2}^{2}+\cdots \cdots u_{n}^{2}} $

(3)

式中：u_c为合成标准不确定度；u_i为各不确定度分量(u₁，u₂，……，u_n)，一般包括计数统计不确定度、无源效率刻度带来的不确定度、样品质量不确定度、几何位置不确定度、γ射线发射几率不确定度等。

2 结果

HPGe γ能谱仪测量的本底谱如图 1所示，从图中可看出，除511 keV湮没峰外，无其它的峰计数存在，说明测量使用的γ谱仪铅室对宇宙射线及环境本底具有了良好的屏蔽效果，外部其它本底辐射对测量结果的影响较小。

护具样品的谱仪测量结果显示，样品中放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th的对应能峰的计数率较大，说明护具样品中含有较高的放射性。以护膝样品能谱中²³²Th为例，测量能谱如图 2所示，²³²Th在583.14 keV处特征峰计数为35 580，测量时间6 h，其计数率为1.65 s^-1。

根据样品中放射性核素活度浓度的计算公式，得出护具样品中放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th的活度浓度值，其计算结果如下表 1所示：

3 讨论

从本次抽检的护具样品结果来看，护具中含有天然放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th，不含人工放射性核素。其中护腰样品的放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th的活度浓度分别为(409±30)、(137±10)、(1 634±122)Bq/kg，护膝样品分别为(770±56)、(283±22)、(3 106±230)Bq/kg。为接近护具实际使用情况，用谱仪测量时样品罐未密封，²²⁶Ra与其子体²²²Rn未达到平衡状态，所以从测量结果上来看，护腰和护膝中²³⁸U的活度浓度计算结果约为²²⁶Ra的3倍。本次抽检的护具样品中²³⁸U、²²⁶Ra和²³²Th的活度浓度值相对较大，特别是²³²Th的值超出了我国电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB 1887-2002规定的豁免水平(1 Bq/g)^[6]，说明该护具样品中人为添加了天然放射性水平高的物质。

我国要求消费品中添加放射性物质要经过政府卫生行政部门审查批准，GB 16353和GB 11871^{[2, 6]}对添加的核素种类、有效当量剂量、密封包装、辐射说明的都有严格要求。目前，国内外以红外、磁疗加热等名义宣传疗效的保健消费品种类繁多，广大消费者也大量使用。部分不良厂商违法在保健消费品添加放射性物质，避开政府监管，以达到所谓的保健效果。

我国在各国境口岸通道设置有辐射监测系统，能有效防止放射性异常的消费品进入我国。因此查出放射性异常的保健消费品时有报道，主要发生在我国国境口岸。对国内流通的保健消费品辐射监测做的非常少，如果不开展专门监测，很难发现。发现少并不代表流通少。

本次护具样品的检测结果提示，应加大对国内流通的保健消费品辐射监测力度，特别是商品中标有红外、磁疗等保健品应进行特别的监测。