气载放射性碘监测设备的校准*

何林锋 陆小军 徐一鹤 / 上海市计量测试技术研究院

气载放射性碘监测设备的校准*

何林锋 陆小军 徐一鹤 / 上海市计量测试技术研究院

介绍一种气载放射性碘监测设备校准方法，用Na131I放射性溶液与硫酸铁反应产生气态碘，并采集至源载体内；在确定条件下以实验方法测定高纯锗γ谱仪对碘-131放射性参考源的探测效率，据此对碘-131标准源定值，用以校准气载放射性碘监测设备的参考响应。

放射性碘；参考响应；碘-131标准源； 校准

0 引言

碘的放射性同位素有125I、129I、131I，环境中气载放射性碘的监测主要针对来源于核设施释放的裂变产物131I，是核设施及其周边环境放射性监测的一项重要内容。

气载放射性碘监测设备由碘采集器、采样气泵、辐射探测器、电子学系统和显示器等组成，工作时气泵连续抽气采样，气流通过由滤网、活性炭滤纸和（浸渍）活性炭滤盒等组成的采集器时放射性碘被吸附采集，安装在贴近采集器位置的探测器对放射性碘作γ射线实时测量，采样空气体积等于采样流量与时间的乘积，仪器测得的放射性活度值与采样空气体积之比即为采样空气中放射性碘的体积活度。

桑叶蛋白多糖中的多糖部分由D-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-果糖、D-葡萄糖和D-半乳糖组成，它们之间的摩尔比为8.91∶2.71∶1.00∶3.75∶6.04。

气载放射性碘监测设备的主要计量参数为参考响应，它表征监测设备对放射性碘 γ 射线的响应能力，由仪器扣除本底后的读数与测量标准量值的比值表示。由于使用过程中受到环境条件、电子学元件性能变化等众多因素的影响，可能导致监测设备参考响应发生变化，则测量结果将产生偏差，因而气载放射性碘测量仪器需要作参考响应的校准。

1 测量标准

GB/T 7165.4-2008《气态排出流（放射性）活度连续监测设备 第4部分：放射性碘监测仪的特殊要求》规定：“为了在型式试验期间确定参考响应，参考源应是拟测碘同位素蒸汽及碘的化学形态的已知体积活度的空气，与收集介质具有相同物理形态的已知活度的同类固体源可用于传递标准”。GB/T 13162-91《环境中气载放射性碘监测设备》规定：“应使用具有适当几何形状并和拟测的特定同位素相应的固体源”，并且“源的几何形状和发射谱应尽可能与装置所用捕集部件相近。对于非选择性监测仪可用131I或它的等效同位素进行”。

“三农”问题关系着国计民生的根本性问题，没有现代化的农村就没有现代化的国家。2018年中央发布了关于乡村振兴的一号文件，提出了乡村振兴的七大基本原则。自改革开放以来一些地区由于自生优势和政策优势搭上快车得到了快速的发展，但是一些偏远农村地区却逐渐掉了队。近几年来国家通过一些列的政策来帮助农村地区的发展，从而达到真正的脱贫。通过这一列的政策，也对农村经济产生巨大的影响。

环境空气中的放射性碘以多种形态存在，包括气态或气溶胶态的元素碘、非元素无机碘和有机碘，其中主要为元素碘、非元素无机碘。气载放射性碘监测的主要对象是131I核素，采样气流通过采集器时，各种形态的131I分别被滤网、活性炭滤纸、（浸渍）活性炭吸附，分布在碘采集器内不同深度，分布的形成主要取决于气体的湿度、流速。由此采用滤网、活性炭滤纸和（浸渍）活性炭滤盒组成的碘采集器为源载体，用131I放射性溶液制备气态放射性碘，与环境中采样相似的流速吸附采集131I核素，使得标准源131I核素的分布近似于实际测量时，131I标准源的放射性活度采用γ能谱测量方式准确测定，量值溯源至放射性活度测量标准。

2 校准方法

1）用Na131I溶液与过量硫酸铁反应，反应时间1 h，131I2的生成率可达70%以上。

2）将质量为W1、放射性比活度为A1的131I放射性溶液均匀分布在直径与采样器内径一致的滤纸上，则滤纸源的活度为A0=W1×A1。

采用氧化还原反应原理制备131I2，实验方法：

由于131I核素半衰期仅为8.05 d，所以需要在实施校准前制备标准源并准确测定131I放射性活度。

乌有先生强忍住咳嗽，将咳在左手掌上的血水抹在身侧雪枝上，右手拈起一颗白子，依袁安所言放置到棋盘，一边唠叨：“我刚才在窗外看过你小子在黄梁驿里打拳，东一脚西一腿，乱七八糟，好像拜了几百个师父，我心里想，这样的王八拳，是妓院的护院镖师教的吧，花拳绣腿当什么用，老黄一个黄雀在后，就可以将你送到黄泉等见你娘。没成想你闪闪躲躲，偷偷摸摸，还占了上风。你这个下棋法，大概也是几百个棋待诏教你的。一招深入虎穴，盲人骑瞎马，不怕死，这个好！老头子我听你的！”

2）在反应体系的温度大于80 ℃的条件下，反应生成的131I2升华为气态，用氮气或空气气流引入密封的储存箱体（碘室）内。

3）为减少气态碘的凝华，用电加热方式升高碘室内温度，以流速为20 ～ 30 L/min的循环气流从碘室内采集气载131I核素至碘采集器，采集过程中碘的凝华、容器和管道对碘的吸附是影响采集量的主要因素。

1．2．2 苯丙酮尿症筛查 采用荧光分析法以苯丙氨酸（Phe）作为筛查指标。Phe浓度＞120μmol／L（2mg／dL）为筛查阳性。

A0—131I溶液活度；

式中：ε— 0.365 MeV全能峰效率；

γ能谱测量为相对测量方法，需要确定其对以碘采集器为源载体的标准源的探测效率，实验方法：

1）用131I放射性溶液（Na131I）自行制备点状源，在高纯锗γ谱仪（以下简称γ谱仪）上准确测定其活度。设制备点源的Na131I溶液的质量为W，测得的活度值为A，则放射性溶液的比活度为A1=W/A。

2.1 标准源的制备

Ⅱ期24例及Ⅲ期42例共66例胃癌患者中，有36例行新辅助化疗。在另外47例（包括Ⅱ～Ⅲ期未行新辅助化疗的30例，Ⅰ期11例及Ⅳ期6例）胃癌患者中，CTC阳性和阴性组的肿瘤大小、分化程度、Borrmann分型、淋巴结转移、远处转移及TNM分期等胃癌临床病理因素相比，差异也均无统计学意义（P值均＞0.05）。

3）将滤纸源在γ谱仪上按照碘采集器内腔的长度范围，以5 mm的间隔逐次进行测量，γ谱仪对滤纸源的探测效率：

2.2 标准源的刻度

N— 全能峰净计数；

以碘采集器为源载体的131I标准源，放射性活度经准确测定后作为校准用的测量标准，可通过改变131I放射性溶液的量（活度）的方式制备不同活度的标准源。

T— 测量活度时间

测试系统为单场景和多场景,计划周期为2年的中长期调度问题,包含2台火电机组、6台水电机组共8台机组,其中机组的原始数据来自于文献[15]。

γ谱仪对采集器中不同深度处131I的探测效率是不一致的，对碘采集器状131I参考源的平均探测效率与131I不同深度处的分布相关。GB/T 14584-1993《空气中碘-131的取样与测定》中给出了不同采样条件（环境湿度、采样流速）下的分布参数取值范围为0.09 ～ 0.35 mm-1，可根据采样测量条件获取分布参数值，由γ谱仪对滤纸源的测量值计算碘采集器体状参考源的平均探测效率。由此，γ能谱测量方式可以准确测定碘采集器为源载体的131I标准源放射性活度。

2.3 现场校准

明确专家评审费用标准。制定论证专家评审费用的统一标准，使论证工作的制度化，保证论证工作更加公开透明，便于管理。明确专家评审主要方式、标准和意见反馈。

用131I标准源现场测量气载放射性碘监测设备的参考响应，实验方法：

1）气载放射性碘监测设备在非采样条件下对未使用过的碘采集器读数，得到本底值N0。

在发现染病羊或者疑似染病羊的第一时间，需要将其与羊群进行隔离处理，同时对于羊群活动的所有场地以及使用器具都要进行细致的消毒。消毒过程中可以使用10%石灰乳或3%来苏尔或复合酚，比例控制在1：300-1：200。对于羊群的排泄物要进行堆积发酵处理。对于染病死亡的羊需要进行无害化处理，最大程度减少传染的可能。

2）将131I标准源取代碘采集器设置在相应位置，得到仪器的读数平均值，标准源的活度为AS，则气载放射性碘监测仪的参考响应为

由于131I核素的半衰期仅为8.05 d，所以计算参考响应R时，AS需作衰变修正：

式中：AS— 校准测量时标准源的活度值；

AS0— 标准源刻度时的活度值；

λ—131I核素的衰变常数：λ= ln2 /T1/2；

膨胀土在干湿循环的作用下会发生不可逆的胀缩变形，一旦这种变形受到限制，就会产生膨胀力，这是研究膨胀土问题的一个关键因素。当然，对于膨胀土边坡而言，除了膨胀力以外，还有其他因素也在同时影响着膨胀土边坡的稳定性。大量实际工程发现，土坡在失稳之前，边坡上往往会出现一定的裂隙，随着裂隙的发展，边坡的稳定性会随之降低[11]。因此，在了解了膨胀土边坡破坏过程中的变形特征的基础上，分析膨胀土边坡在裂隙、膨胀力和降雨历时影响下的安全系数的变化趋势，从而了解这些因素对膨胀土边坡稳定性的影响。

Δt— 标准源刻度至校准测量间隔的时间

3 结语

核设施周边环境气载放射性碘的监测是保障核安全的重要手段之一，可为核设施放射性物质释放量、核反应堆运行情况的评估、暴露人群所受辐射剂量及其健康风险的估算提供数据，并可为核事故状态下采取必要的应对措施提供参考依据。

气载碘放射性监测设备校准的技术关键在于测量标准，量值的溯源有助于保障监测结果的准确统一。对于相对测量仪器，保持实际监测时与刻度校准时测量条件的一致性是保证测量结果准确的关键因素之一，所以校准气载放射性碘监测设备参考响应的测量标准采用碘采集器为131I载体，与环境监测相近的采样流速采集131I核素，使得标准源内部放射性碘的分布与监测采样时相似。

[1] 国家技术监督局. GB/T 13162-1991[S]. 北京：中国标准出版社，1991.

[2] 国家环境保护总局. GB/T 14584-1993 [S] . 北京：中国标准出版社，1993.

[3] 哈继录, 张超, 甘霖, 等. 空气中131I 的取样和测量方法的研究[J].辐射防护, 1992, 12(4): 260-260.

[4] 刘玉珠, 刘卉. 气态放射性碘捕集方法研究进展[J]. 辐射防护通讯, 1996, 16(6): 28-31.

[5] 杨怀元, 韩国胜. 确定空气中131I取样滤盒γ总探测效率的简单方法[J]. 辐射防护, 1993, 1: 47-51.

[6] 宋培峰, 凌球, 郭兰英, 等. 基于133Ba 标准源刻度133I 取样滤盒 γ总探测效率的方法研究[J]. 核电子学与探测技术, 2006, 26(1): 115 - 117.

[7] 赖财锋, 徐家云, 秦建国, 等. 一种确定活性碳取样滤盒的131I活度的新方法[J]. 核电子学与探测技术, 2011, 31(8): 867-870.

Calibration for gaseous radioactive iodine monitoring equipment

He Linfeng，Lu Xiaojun，Xu Yihe
（Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology）

A calibration method for gaseous radioactive iodine monitoring equipment was introduced. Gaseous radioactive iodine was produced from Na131I solution with ferric sulfate through redox reaction, and collected into collection device. The detection ef fi ciency of gamma spectrometer for131I in collection devices under certain conditions was determined by experimental methods. Therefore, the activity of131I reference source was quanti fi ed as gaseous radioactive iodine monitoring equipment reference response in fi eld calibration.

gaseous radioactive iodine；reference response；131I standard source；calibration

国家质检总局质检公益性行业科研专项（201210044），上海市科委科研计划项目（12DZ2293802）