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氚标准物质在辐射环境监测实验室中的管理论文

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2024-06-26 11:30:07    来源:    作者:xujingjing

摘要:氚是典型的低毒性、放射性元素,侵入人体之后,能够和氢出现同位素交换反应,进而渗透到人体当中,产生生物辐射效应,辐射监测过程中会释放到环境中,对人体产生内照射危害[1-2]。在辐射环境监测过程中,标准物质被广泛用于测量仪器的校正、测量方法的评价[3]。本文简要介绍了氚的性质,对标准物质的建档、标准物质的保存使用、验证、期间核查、报废等方面以及氚标准物质在辐射环境监测实验室中的管理进行了探究。

  摘要:氚是典型的低毒性、放射性元素,侵入人体之后,能够和氢出现同位素交换反应,进而渗透到人体当中,产生生物辐射效应,辐射监测过程中会释放到环境中,对人体产生内照射危害[1-2]。在辐射环境监测过程中,标准物质被广泛用于测量仪器的校正、测量方法的评价[3]。本文简要介绍了氚的性质,对标准物质的建档、标准物质的保存使用、验证、期间核查、报废等方面以及氚标准物质在辐射环境监测实验室中的管理进行了探究。

  关键词:氚;辐射环境监测;标准物质;管理

  氚是氢的放射性同位素,氚含量很少。氚是由于宇宙射线带来的高能中子击中氘核产生的。氚会发射β射线而衰变成氦,半衰期为12.3年,β射线的最大能量是18.6 keV,平均能量为5.7 keV。

  氚是典型的低毒性、放射性元素,侵入人体之后,能够和氢出现同位素交换反应,进而渗透到人体当中,进而产生生物辐射。因为氚发射的β粒子能量比较小,比表皮内基底细胞所在的深度还要短,氚外照射的影响可以忽略,是人体的主要风险产生电离,诱导染色体发生病变[4-5]。由于氚不仅有适合的核物理性质,同时也有低价格和低毒性的优点,所以氚标记化合物在军事、工业、水文等科学研究领域发挥着重要的作用。所以在氚的研究工作,氚标记化合物研究工具是必要的。在UNSCEAR 2000年的报告中,反应堆和后处理工厂单位氚释放的氚气体和氚液体由归一化集体有效剂量,分别是2×10人·Sv/Bq(2 000 m以内)和2×106人·Sv/Bq(50 km以内),氚的半衰期较长,且环境中的氚基本上随水循环而迁移,足够产生全球性的影响,辐射环境质量监测中氚环境样品的辐射环境监测是是十分有必要的。

  1氚标准物质的管理

  标准物质是一种已经确定了具有一个或多个足够均匀的特性值的物质或材料,作为分析测量行业中的“量具”,标准物质的有效管理关系着实验室检测数据的质量,也是一个实验室管理水平的体现,想要充分发挥出标准物质的作用[6],实验室保证分析结果的准确性、精密度、实现量值传递的重要标尺[7],在校准测量仪器和装置、评价测量分析方法、测量物质或材料特性值和考核分析人员的操作技术水平,以及在生产过程中产品的质量控制等领域起着不可或缺的作用。在进行环境样品中氚的测量时,需要标准物质,进行仪器定度,因此氚标准物质的管理的重要性不言而喻。

  1.1氚标准物质建档

  标准物质管理员需要对氚标准物质进行编号;建立氚档案,分析室以及后勤服务部门应该将物质采购申请表、采购合同文件、检验报告单、合格证、说明书、检定/校验证书交给标准物质管理员,协助标准物质管理员做好档案资料的收集与归档。

  标准物质档案实行借阅制度,按《档案管理程序》办理借阅手续,确保氚标准物质文件的完整性。

  1.2氚标准物质保存、使用

  标准物质采用双人保管制度,放置于干燥、干净的容器中,避光存储,避免出现潮湿污染等问题。标准物质使用前,应检查其氚标准物质是否在有效期内。

  氚标准物质需储存在干燥、清洁的容器,防止受到水分和其他的污染。使用氚标准物质时,应检查氚标准物质是否在有效期内。

  1.3氚标准物质验证

  氚标准物质通常采用人员比对的方式,按照要求完成氚标准物质的比对,并把相应的操作记录存档。

  1.4氚标准物质期间核查

  在进行期间核查期间,要做好期间核查前的准备工作,查看标准物质是否在有效期内,对其外观、颜色、状态进行逐一核查,再进行标准物质的量值核查。

  1.4.1核查方法

  氚标准物质进行期间检查,需要对低本底液体闪烁能谱仪进行全面检测,确保其在使用期限内,接下来对氚标准溶液进行测试分析,并统计检测结果。在氚标准物质期间核查工作尚未开始时,应该在同等环境下,检查测试氚标准溶液,两次测量误差应该控制在15%以内,不然的话就需要检测低本底液体闪烁能谱仪,直到两次检测误差在15%以内,然后开展标准物质核查。

  1.4.2核查周期

  氚标准物质在有效期内每年进行核查一次,核查外观、状态、量值。

  1.4.3核查结论

  要对氚标准溶液进行量值计算,计算结果与氚标准溶液证书中给定的量值误差评价,如果测试数据和氚标准物质的误差在证书显示的不确定度范围内,则说明氚标准物质符合要求。

  1.4.4问题与处理

  假如氚标准物质期间核查不符合相关标准,应马上停用氚标准物质,经计量部门重新检定后,才可以继续使用。

  1.4.5期间核查实例

  以2017年11月1日国家配发氚标准溶液1 009 Bq/g(3.0%,k=2)为例进行量值的期间核查,氚标准物质期间核查主要从以下几个方面:外观为澄清且无沉淀;状态为澄清液体。

  量值:氚标准溶液,配置情况见表1。

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  测量仪器:测量使用的仪器为超低本底液体闪烁能谱仪,已进行校准,并按规定定期进行期间核查,仪器设备技术指标满足方法要求。仪器设备配置情况见表2。

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  环境控制:超低本底液体闪烁能谱仪所需要的环境温度为22~28℃,相对湿度≤75%;实验室通过空调、除湿机确保温湿度满足超低本底液体闪烁能谱仪使用要求;实验室内无其他仪器对超低本底液体闪烁能谱仪的正常使用产生影响。

  方法依据:《水中氚的分析方法》(HJ 1126—2020)。

  测量过程:

  1)本底试样:本底水进行常压蒸馏,收集馏出液,待用。

  2)标准试样:称量合适剂量的3H溶液,并放到容量瓶中,加入本底水使其体积增长到1 L,工作标准溶液制作完成,存储起来以备后期使用。使得工作标准溶液的活度浓度与待测溶液保持一致,活动浓度用cs表示。

  3)标准物质试样:称取1.000 3 g的氚标准溶液1 009 Bq/g(3.0%k=2)于容量瓶中,用本底水样稀释至100 mL,保存待用。

  分别称取10.00 g本底试样、10.00 g标准试样和标准物质试样于计数瓶内,均匀添加10 mL ultima Gold LLT闪烁液,用力摇晃使得本底水和闪烁液充分融合到一起,借助酒精棉球擦洗外壁,并放到低本底液体闪烁计数器中,避光保存,时间为12 h,测试1 000 min。

  仪器效率计算见式(1):

image.png

  式中:E为仪器对氚计数效率,%;NS为标准试样计数率;Nb为本底试样计数率;m为标准试样质量(选用Ultima Gold LLT闪烁液时为10.00 g);cs为标准试样活度浓度,Bq/g。

  代入相关数据,经计算E=21.5%。

  标准物质试样的活度浓度计算为式(2):

image.png

  式中:c为标准物质试样活度浓度,Bq/g;NC为试样计数率,105.9 min-1;Nb为本底试样计数率,0.718 min-1;E为仪器对氚计数效率,%;m为试样质量(选用Ulti-ma Gold LLT闪烁液时为10.00 g)。

  代入相关数据,计算得c=8.15 Bq/g。

  测量时间为2021年9月19日,校准至2017年11月1日,稀释前的活度浓度为1014 Bq/g,误差为0.50%,满足氚标准物质期间核查的要求,标准物质可继续使用。

  1.4.6报废

  如果氚标准溶液不在有效期内,不可使用,需按不合格处理。报废后的放射性标准物质按《“三废”处置程序》处置。

  2结语

  测量环境样品中,氚标准物质是重要的物质,这也是数据溯源的重要基础。应该制定一个完善合理的管理流程,保证其满足环境试验室的标准、计量认证准则[8]。积极推动氚标准物质的标准化管控,从而提高环境环境样品中氚测量的准确性。

  参考文献

  [1]刘文娜,葛婷,王东红,等.实验室中氚的安全防护[J].科技创新导报,2021(12):88.

  [2]宁萍,刘芬菊,张友九,等.浅谈如何安全使用氚实验室[J].中国实用医药,2011(6):234-235.

  [3]曹炜.浅谈环境监测实验室标准物质的管理[J].污染防治技术,2017(5):88.

  [4]赵新景.环境生物样品中氚分析测量方法研究[J].中国辐射卫生,2019,28(5):525-527.

  [5]惠刚.压水堆机组氚的来源与控制[J].科技视界,2020(15):156-158.

  [6]张佳林.浅谈检测实验室标准物质的管理[J].中国科技纵横,2022(9):152.

  [7]王欣欣,屈加燕,葛婷.浅谈环境监测实验室标准物质的管理[J].科技创新导报,2018(35):137-138.

  [8]王鹤.环境监测实验室标准物质的管理研究[J].科技创新导报,2020(9):177.