生物样品是环境放射性向人体转移的重要生物链,因而生物样品的快速监测一直为人们所重视。采用Ge(Li)γ谱仪一次测量可同时分析几乎所有的γ放射性核素,在生物样品γ放射性核素的快速分析中充分显示其优越性。本文使用Ge(Li)γ谱仪,将生物样品作简单预处理后,直接测量,达到快速分析γ放射性核素的目的。
一 材料与方法1.主要试剂和仪器:134Cs、137Cs、131I、标准溶液;塑料环形测量杯[1];S- 80Ge(Li)γ谱仪,美国CANBERRA公司生产,其能量分辨率为2keV,相对效率20%,峰康比为47.4,铅室厚10cm,内衬3mm铜板和5 mm有机玻璃板,内腔容积45×45×50cm,本底1.8cps(10keV-2MeV)。
2.实验原理:生物样品的预处理必须保证放射性核素的损失降低到最低限度。由于γ能谱分析是非破坏性的分析,使样品的预处理大大简化,因而避免了碳化、灰化所造成的放射性核素的损失。γ能谱分析是一种相对测量,必须保证样品的重量、体积尽可能与标准源一致。由于生物样品种类繁多,密度差异大,低能γ射线的探测效率会随密度的增加而减小,为此我们选用不同密度的生物样品制作标准源,尽可能减少由于密度的差异而造成的误差。
计算公式为:
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式中
Ai-待测核素的比活度,(Bq·Kg-1);
Si-在测量时间T内,待测核素γ射线特征峰净峰面积计数;
Fi-待测核素γ射线特征峰效率(可在能量~效率拟合曲线上求得);
Yi-待测核素γ射线特征峰的分支比;
t-样品采集到测量的间隔时间(d);
T-样品测量时间(S);
w-样品重量所对应的鲜重公斤数(Kg)。
3.样品制备:各种生物样品均采集新鲜可食部分,在100C烘箱中烘干,粉碎、过筛、求得鲜、干比,装满塑料环形测量杯。样品重量、体积和标准源保持一致。
4.标准源的制备及能量~效率曲线的绘制:标准源是选择不同密度的生物样品(在100C烘箱中烘干、粉碎、过筛后,称取一定量)为介质,均匀滴入131I、134Cs、137Cs标准溶液,在100℃烘箱中烘干,充分摇匀后,装满塑料环形测量杯。标准源参数见附表。
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附表 标准原参数 |
在与样品相同条件下测量,获得284.3、364.5、637.0、604.7、795.8、661.7 keV能量γ射线的探测效率,计算公式为:
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式中
Fi-某能量γ射线的探测效率;
T-源的测量时间(S);
Ao-源的活度(Bq);
Yi-某能量γ射线特征峰的分支比;
t-源刻度日期到测量日期的间隔时间(d);
Si-某能量γ射线特征峰的净峰面积计数。
经最小二乘法处理后,拟合方程,分别在全对数纸上绘制能量~效率曲线(见附图)。
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附图 Ge(Li)γ谱仪不同介质密度能量~效率曲线 |
将上述能量、效率数据经最小二乘法处理后,分别得到拟合方程为:
F0.51= 4.4718 E-0.9471
(γ =-0.9591)
F0.61=3.9697 E-0.9827
(γ=-0.9872)
F0.83=2.1267 E-0.8272
(γ=-0.9949)
二 结果讨论1.由附图看出,γ射线能量大于170keV时,能量~效率曲线在全对数纸上为一直线。在170~600keV时,密度效应(即在低能范围,在同一能量下,随介质密度的增加,探测效率减小)随能量的增加而减小,大于600keV后,密度效应不明显。
2.在制备标准源时,介质粉碎后,以100目过筛为好,介质颗粒度越小,越容易将核素混合均匀。
3.本方法曾成功地应用于苏联切尔诺贝利核电站事故后,上海地区生物样品放射性污染的应急监测。当时对上海地区污染的主要核素为131I、103Ru、137Cs和134Cs[2, 3]
[1] |
张淑蓉, 等. 测量环境样品用的环形样品盒[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1983, 3(3): 56. |
[2] |
吴水龙, 等. 高纯锗探测器分析切尔诺贝利核电站事故对上海地区的影响[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1987, 7(增刊): 47. |
[3] |
丛树越, 等. 切尔诺贝利核电站事故对上海地区的放射性影响[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1987, 7(增刊): 53. |