灰化法测量气溶胶中总α与总β放射性影响因素研究

吴耀; 董传江; 蒲显恩; 沈婷; 黄聪; 汤梦琪; 王雅洁; 张翼

doi:10.13832/j.jnpe.2024.080046

灰化法测量气溶胶中总α与总β放射性影响因素研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.080046

吴耀^{1, 2,},
董传江^{1, 2, ,},
蒲显恩¹,
沈婷^{1, 2},
黄聪¹,
汤梦琪^{1, 2},
王雅洁^{1, 2},
张翼^{1, 2}

1.
中国核动力研究设计院，成都，610213
2.
四川省核设施退役及放射性废物治理工程实验室，成都，610213

详细信息

作者简介:
吴　耀（1984—），男，副研究员，现主要从事辐射防护与辐射监测方面的研究，E-mail: abtuny@npic.ac.cn

通讯作者:
董传江，E-mail: dongchuanjiang@npic.ac.cn

中图分类号: TL75⁺1
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出版历程
- 收稿日期: 2024-08-18
- 修回日期: 2024-11-15
- 刊出日期: 2025-08-15

Study on the Influencing Factors of Gross α and Gross β Radioactivity in Aerosols Measured by Ashing Method

Wu Yao^{1, 2
,},
Dong Chuanjiang^{1, 2
, ,},
Pu Xianen¹,
Shen Ting^{1, 2},
Huang Cong¹,
Tang Mengqi^{1, 2},
Wang Yajie^{1, 2},
Zhang Yi^{1, 2}

1.
Nuclear Power Institute of China, Chengdu, 610213, China
2.
Sichuan Provincial Engineering Laboratory for Nuclear Facilities Decommissioning and Radioactive Waste Management, Chengdu, 610213, China

摘要

摘要: 为增加环境气溶胶中总α、总β放射性测量的复现性和可比性，开展了基于灰化法的影响因素研究。通过实验测量，获得了样品平衡时间、灰化温度、灰化时间、测量试样质量等因素对实验结果的影响，对测量方法的探测下限、精密度和准确度进行了验证。结果表明，样品的放置时间直接影响气溶胶中总α、总β放射性测量结果，随着放置时间的延长，前3 d的总α和总β计数率测量结果迅速降低，分别经过120 h和100 h后基本恒定。灰化温度不宜超过400℃。样品体积为10000 m³的条件下，气溶胶中总α放射性活度浓度探测下限为1.6 μBq/m³，总β放射性活度浓度探测下限为0.7 μBq/m³。气溶胶中总α和总β测量方法的精密度最大值分别为16.7%和11.4%，加标回收率均大于89.0%。结果表明，灰化法可用于环境气溶胶中总α、总β放射性活度浓度的测量。
- 灰化法；气溶胶 /
- 总α /
- 总β /
- 放射性活度浓度
Abstract: To increase the reproducibility and comparability of the gross α and gross β radioactivity measurements in environmental aerosols, this paper conducted a study on the influencing factors based on ashing method. The influence of factors such as sample equilibrium time, ashing temperature, ashing time, and sample mass on the experimental results was obtained through experimental measurements, and the detection limit, precision, and accuracy of the measurement method were verified. The results indicate that the sample placement time directly affects the measurement results of the gross α and gross β radioactivity in aerosols. With the extension of placement time, the gross α and gross β counting rate rapidly decrease in the first 3 days, and remain basically constant after 120 hours and 100 hours, respectively. The ashing temperature should not exceed 400℃. For the gross α and gross β in aerosol samples with a volume of 10000 m³, the detection lower limit of this method was 1.6 μBq/m³ for gross α radioactivity and 0.7 μBq/m³gross β radioactivity. The maximum precision values of the measurement methods for the gross α and gross β in aerosols are 16.7% and 11.4%, respectively, with spiked recovery rates greater than 89.0%. The results show that the ashing method can be used to measure the gross α and gross β radioactivity concentrations in environmental aerosols.
- Ashing method, Aerosol /
- Gross α /
- Gross β /
- Activity concentration

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图 1 试样质量对总α计数率的影响曲线

Figure 1. Curve of the Influence of Sample Mass on the Gross α Counting Rate

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图 2 试样质量对总β计数率的影响曲线

Figure 2. Curve of the Influence of Sample Mass on the Gross β Counting Rate

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图 3 气溶胶样品的计数随放置时间的变化曲线

Figure 3. Curve of Aerosol Samples Counting Changes over Time

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图 4 灰化温度对总α计数率的影响曲线

Figure 4. Curve of the Influence of Ashing Temperature on the Gross α Counting Rate

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图 5 灰化温度对总β计数率的影响曲线

Figure 5. Curve of the Influence of Ashing Temperature on the Gross β Counting Rate

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图 6 灰化温度对²⁰⁹Po的总α计数率的影响曲线

Figure 6. Curve of the Influence of Ashing Temperature on the Gross α Counting Rate for ²⁰⁹Po

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图 7 灰化温度对¹³⁷Cs的总β计数率的影响曲线

Figure 7. Curve of the Influence of Ashing Temperature on the Gross β Counting Rate for ¹³⁷Cs

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图 8 灰化温度对¹³¹I的总β计数率的影响曲线

Figure 8. Curve of the Influence of Ashing Temperature on the Gross β Counting Rate for ¹³¹I

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图 9 灰化时间对总α计数率的影响曲线

Figure 9. Curve of the Influence of Ashing Time on the Gross α Counting Rate

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图 10 灰化时间对总β计数率的影响曲线

Figure 10. Curve of the Influence of Ashing Time on the Gross β Counting Rate

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表 1 总α放射性活度浓度测量准确度的测试数据

Table 1. Measurement Accuracy Data of Gross α Radioactivity Concentration

参数		试样1		试样2		试样3
参数		样品	加标样	样品	加标样	样品	加标样
放射性活度浓度测量值/ （mBq·m⁻³）	1	0.225	0.823	0.188	1.515	0.121	2.183
	2	0.213	0.782	0.189	1.520	0.096	2.342
	3	0.284	0.879	0.133	1.453	0.098	2.277
	4	0.297	0.897	0.144	1.471	0.125	2.203
	5	0.257	0.842	0.135	1.338	0.094	2.478
	6	0.262	0.833	0.144	1.378	0.101	2.346
放射性活度浓度平均值/（mBq·m⁻³）		0.256	0.843	0.156	1.446	0.106	2.305
²⁴¹Am加标浓度/（mBq·m⁻³）		0.642		1.450		2.356
加标回收率/%		91.4		89.0		93.4

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表 2 总β放射性活度浓度测量准确度的测试数据

Table 2. Measurement Accuracy Data of Gross β Radioactivity Concentration

参数		试样1		试样2		试样3
参数		样品	加标样	样品	加标样	样品	加标样
放射性活度浓度测量值/ （mBq·m⁻³）	1	2.725	3.236	1.182	3.702	0.860	2.662
	2	2.886	3.409	0.972	3.234	0.825	2.696
	3	2.373	2.897	1.121	3.666	0.940	2.890
	4	2.405	2.952	1.065	3.468	0.974	2.923
	5	2.312	2.852	1.127	3.360	0.795	2.804
	6	2.160	2.661	1.141	3.630	0.711	2.595
放射性活度浓度平均值/（mBq·m⁻³）		2.477	3.001	1.101	3.510	0.851	2.762
⁴⁰K加标浓度/（mBq·m⁻³）		0.582		2.617		2.039
加标回收率/%		90.2		92.0		93.7

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表 3 总α和总β放射性活度浓度测量精密度的测试数据

Table 3. Measurement Precision Data of Gross α and Gross β Radioactivity Concentration

参数		试样1		试样2		试样3
参数		总α	总β	总α	总β	总α	总β
放射性活度浓度测量值/ （mBq·m⁻³）	1	0.225	2.725	0.188	1.182	0.121	0.860
	2	0.213	2.886	0.189	0.972	0.096	0.825
	3	0.284	2.373	0.133	1.121	0.098	0.940
	4	0.297	2.405	0.144	1.065	0.125	0.974
	5	0.257	2.312	0.135	1.127	0.094	0.795
	6	0.262	2.160	0.144	1.141	0.101	0.711
放射性活度浓度平均值/（mBq·m⁻³）		0.256	2.477	0.156	1.101	0.106	0.851
标准偏差		0.033	0.273	0.026	0.074	0.013	0.097
相对标准偏差/%		12.7	11.0	16.7	6.7	12.7	11.4

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