随着核能事业的发展,特别是核电的兴建,越来越多的环境实验室开展了辐射环境的监测。在辐射环境监测中,质量控制是必不可少的,其中实验室间的分析测量比对是一个重要组成部分,也是提高实验室能力,发现系统误差的最有效率途径[1]。90Sr是核裂变产物的主要组分之一,由于半衰期较长,进入人体后持久地沉积在造血的骨骼系统中,辐射危害较大[2]。因此,90Sr是辐射环境监测中最受关注的重要核素[3-4]。
2016年本分析监测实验室在全国范围内组织了有关辐射环境监测实验室对土壤介质中的90Sr分析测量比对,以检验各实验室对于环境样品中90Sr放射性核素的分析测量能力,发现并解决分析测量中存在的问题,从而提高各实验室的分析测量水平。本文主要介绍本次比对活动的相关情况,并对分析测量中存在的问题进行了分析讨论。
1 材料与方法 1.1 比对样品的准备 1.1.1 土壤样品前处理比对样品的前处理主要参考了相关的文献[5]。具体做法如下:
将采集的土壤样品放在样品盘中摊开并置于烘箱中,在110℃下烘烤24 h。将烘干的土壤样品过筛去除杂物、然后用球磨机研磨,球磨后过200目筛、并采用缩分的方法进行初步混合。然后放入三维混样机中,启动混样机进行充分的混合,混样机速度10 rpm,混样时间为240余小时。
1.1.2 均一性检验在混样前加入131I作为示踪剂,混样结束后,把样品均匀的摊在样品盘中。分别在左、中、右三个部位随机取样6个,共取样18个,装入标准规格的样品盒内进行测量。利用γ谱仪对样品中131I进行分析测量,每个样测量时间为36 000 s,测量结果见表 1。
对18个样品的分析测量结果采用Grubbs准则进行异常值的检验,在95%置信度下未有异常值。方差分析结果列于表 2。显著性水平α=0.05,可由F表查得临界值Fα(2,15)=3.68,所以F<Fα,表明组内与组间没有显著差异,即均一性验合格。
监测依据:《土壤中锶-90的分析方法》(EJ/T 1035-2011)[6]。监测仪器:低本底α β测量仪,主要技术指标:α探测效率≥80%(239Pu),本底<0.1 cpm;β探测效率≥50%(90Sr-90Y)。
1.3 结果判定本次土壤中90Sr比对采用的是实际土壤,没有参考值可供参考。比对结果评价按照下列程序进行:①利用Grubbs法检验是否存在异常值,若存在,直接剔除,并判断为结果不可接受。剩余的数据再次利用Grubbs法进行检验,如此反复,直至不再存在异常中值。②将有效的数据进行平均,平均值作为该组数据的参考值,并将比对数据与参考值进行比较,利用相对标准偏差对结果进行评判,评判的标准如下:
$ RSD = \frac{{{\rm{实验室测量值-参比单位平均值}}}}{{\rm{参比单位平均值}}} $ |
其中:RSD为相对标准偏差;
参比单位的平均值取所有参比单位结果的算术平均值。
用相对偏差来进行判断,其判断标准为:
|RSD|≤30% 接受(A);
|RSD|≥30% 不接受(N)。
2 结果20个实验室参加了本次分析测量比对,共反馈数据20组,评定结果表明:可以接受的数据有16组,所占比例为80%;不接受的数据4组,所占比例20%。整体来看比对结果良好。见表 3。
本次比对结果整体情况良好,通过各参比实验室的分析交流以及对分析过程的分析,目前土壤中90Sr主要存在以下几个问题:①采用低本底α/β测量仪,无法对核素进行甄别,土壤中干扰核素主要是210Bi的去除不完全,造成测量结果偏高[7-8];在对其他常规核素如铁、钙等杂质的去除无法定量,造成回收率偏低。②在分析测量过程中使用的90Sr-90Y标准溶液源没有进行时间的较正,造成90Y仪器探测效率刻度不准确。③本次比对评价采用的是有效数据的平均值,并以报出值与平均值的相对偏差作为依据。这种评价方式在一定程度上不是很严谨。
针对土壤中90Sr的分析方法存在的问题,应加强分析方法的研究,特别是针对一些影响分析结果的关键因素如210Bi、铁、钙等杂质的去除做深入的研究;同时应加强单位间的比对与交流。
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潘自强. 电离辐射环境监测与评价[M]. 北京: 原子能出版社, 2007.
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[4] |
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[5] |
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[7] |
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