据有关资料报道[1],至1986年,有14个国家的核动力厂发生约150余起“重大核安全事故”。1986年苏联切尔诺贝利核电站事故,是世界核电史上最严重的一次事故。苏联核电站一年造成的放射性污染超过1945 ~1980年大气层核武器试验造成的污染[2]。其中多数核电站事故,都是由于管理不善,人为的因素造成的。因此切实加强放射卫生防护管理,加强核事故应急监测,十分必要。本文使用Ge(Li)γ谱仪,通过简便、迅速收集沉降物样品,达到了快速分析、判断的目的。
一 仪器与试剂1.S-80Ge(Li)γ谱仪,美国CANBERRA公司生产,其能量分辨率为2.0KeV,相对效率20%,峰康比为47.4,铅室厚10cm老铅(是四十年代沉船“阿波丸”上收集的,没有人工放射性核素污染,故放射性本底较低),内衬3mm铜板和5mm有机玻璃板,内腔容积45×45×50cm3,本底1.8cps (10keV-2MeV)。
2.塑料环形测量杯,园柱形塑料盒ϕ80 ×75mm,均由卫生部工业卫生实验所提供。
3.纯铀矿粉、铀-镭平衡矿粉、钍矿粉,均由核工业部五所提供。
4.134.137Cs标准溶液(卫生部工业卫生实验所提供),131I溶液(上海市中山医院提供,上海市计量局刻度)。
5.SiO2、A12O3、KCl等试剂均为分析纯。
二 样品制备1.沉降物的快速收集:在本所实验大楼楼顶,在一定面积内帚取沉降物样品,放入塑料环形测量杯中,测其γ能谱,在2小时内即可作出有无污染的结论,若确有污染,则将样品标准化(即过筛、称重、装杯均与标准源相同),就可以得出定量的结果。
2.民航国内外班机擦拭物,国际列车、轮船等表面擦拭物,直接放入园柱形塑料盒中压紧加盖后,测γ能谱。
三 标准源与能量~效率曲线1.沉降物的标准源是以Al2O3和SiO2为介质,分别掺入一定量的纯铀矿粉、铀-镭平衡矿粉、钍矿粉、KCl标准试剂,均匀混合而成,其重量为500克,体积为460毫升。在相同的几何条件下,测其γ能谱,获得238.6、352.0、583.1、609.3、911.1、1460.8keV能量γ射线的探测效率,经最小二乘法处理后,在全对数纸上绘制效率~能量刻度曲线,见图 1。
2.擦拭物的标准源是以蒸馏水和棉花球为基质,加入一定量134Cs、137Cs和131I标准溶液,均匀混合而成,其在园柱形塑料盒中的高度,尽可能与样品保持一致,在相同的几何条件下,测其γ能谱,获得284.3、364.5、637.0、604.7、795.8、661.7keV能量γ射线的探测效率,其计算公式为:
式中Fi-某能量γ射线的探测效率;
T-源的测量时间(s);
A0-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烈计数。
经最小二乘法处理后,在全对数纸上绘制能量~效率曲线,见图 2。
1.由于沉降物γ能谱公析迅速及时,在二小时内即可作出是否污染的判断,在确定有污染的情况下,只要将样品标准化,即可得出单位面积各污染核素的活度。其计算公式为:
式中Ai-待测核素的沉降密度(Bq·M-2);
Si-在测量时间T内,待测核素γ射线特征峰净面积计数;
Fi-待测核素γ射线特征峰效率(在图 1中求得);
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);
S500-500克沉降物所对应的沉降面积(M2)。
因而可以作为核事故应急监测快速分析的重要手段。
2.从国际列车、轮船等擦拭物的结果看到,其放射性核素种类较多,比活度较强,一定程度反映了污染的来源,以及整个货轮污染的概况,有利于对货物的污染程度作出判断。由于方法简便易行,因而也是一个有效的监测手段。
3.从民航国内外班机擦拭物的结果[3]看到,它反映了高空污染的方位和程度,便于地面及时采取相应的防护措施,可以起到一个预报的作用,因此这是一个很好的监测手段。
4.资料[4]表明表明,羊甲状腺中131I的监测是个灵敏的指标,由于甲状腺对131I有强的浓集作用,蓄积浓度最高,几乎与气溶胶同时出现,且持续时间最长。它在一定程度上反映了131I对人体甲状腺的照射剂量,所以该项目的监测具有剂量学的意义,今后应加强这方面的研究。
5.水样(包括雨水、江河水、海水及饮用水)的快速处理。目前我们仍使用蒸发的方法,耗费时间、能源,今后可结合有关课题的研究,把放射化学的浓集与γ能谱分析结合起来,制定一个有效的联合分析程序,以满足核事故应急快速分析的需要。
[1] |
李学成. 近年来一些国家的核电站事故情况[J]. 放射卫生, 1990, 3(3): 144. |
[2] |
朱昌寿, 等.苏联切尔诺贝利核电站事故对我国的放射性污染与卫生学评价.中华放射医学与防护杂志1987年增刊: 1~7.
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[3] |
任天山, 等切尔诺贝利核事故后环境放射性污染的γ能谱分析.中华放射医学与防护杂志1987年增刊: 13.
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[4] |
诸洪达. 环境辐射监测中的指示种[J]. 放射卫生, 1990, 3(3): 135. |