水中總α總β放射性測量結果報告分析
論文導讀:測量自來水的放射性濃度是自來水系統及環境監測部門的日常必須的測量項目之一,其數值作為判斷水質是否合格,能否飲用,是否污染的重要依據,為此監測單位的測量結果的報出是否準確、可靠的數據直接影響對飲用水水質的評價和國民的身體健康息息相關。為此在水中總放射性測量中涉及的衰變數、粒子的計數、光子的計數都是隨機量。在完全相同的測量條件下,測量多次,每次得到的計數是不同的,評價測量結果的水平如何,用不確定度來說明。不確定度愈小,測量的水平愈高,質量愈高,其使用價值愈高;反之,不確定度愈大,測量水平愈低,質量愈低,其使用價值也愈低。在實際測量中,當樣品計數率和低本底α和β測量儀的本底計數率相近時怎樣報告結果,應該考慮計算評定合成標準不確定的問題。
關鍵詞:水質,總α放射性,總β放射性,不確定度評定,結果報告
1.水中總α總β放射性測量
1.1 檢測方法依據:《生活飲用水標準檢驗方法》(GB5750-2006)
1.2 檢測原理:用已知質量活度的241Am標準物質粉末制備成一系列不同質量厚度的標準源、在1227四路低本底α、β測量系統用αβ道測量給出標準源的αβ計數效率與標準源質量厚度的關系。
1.3 標準源的α計數效率與標準源質量厚度測量結果的關系圖:
cpm 

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4.0 |
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3.5 |
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3.0 |
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2.5 |
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2.0 |
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1.5 |
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1.0 |
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1.0 |
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mg/㎝2 |
5101520 25
樣品源(水樣制取樣品源、標準源)在樣品盤內制成一系列厚度不等的樣品源,測量每個樣品的計數率,以樣品厚度為橫坐標,計數率為縱坐標,曲線的拐點處即為δ,試驗結果δ一般為8-10 mg/㎝2之間。發表論文。
1.4 測定步驟


1.5 建立判斷限Lc數學關系式
放射性計數是一個隨機量,由于在放射性計數測量過程中,涉及的衰變數、粒子的計數、光子的計數都是隨機量。在完全相同的測量條件下,測量多次,每次得到的計數是不同的,但在大多數情況下它服從泊松分布和正態分布,由統計學理論可推出判斷限Lc的表達式:
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nb tb Lc=k [ (1+ ) ] ½ tb tx
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式中:K為單邊置信因子,一般取=1.645
nb為本底計數率(cpm)
tb為本底測量時間(min)
tx為樣品測量時間(min)
若本底和樣品計數時間相等(tb=tx=t),那么 :
2. 總α總β測量系統原始記錄報告
2.1 本底測量
測量時間tb/測量次數 |
α道本底平均計數率nb |
β道本底平均計數率nb |
100 (min)/10 |
0.037(cpm) |
1.685(cpm) |
2.2 標準物質效率標定測量:
測量時間ts |
α標樣平均計數率ns |
β標樣平均計數率ns |
鋪樣量(g) |
100 (min) |
3.48 (cpm) |
56.24(cpm) |
0.1600 |
241Am標準物質比活度為6.98Bq/g的相對標準不確定度為2%(在標準物質證書上查到)。
40KCl標準物質比活度為14.6 Bq/g的相對標準不確定度為2%(在標準物質證書上查到)。發表論文。
2.3 樣品測量:
樣品編號 |
蒸發水樣量(L) |
殘渣總量(g) |
鋪樣量(g) |
測量時間(tx)/測量次數(min) |
樣品總α平均計數率(nx) |
樣品總β平均計數率(nx) |
JA200501001 |
7 |
0.2878 |
0.1608 |
100/10 |
0.098 (cpm) |
4.667(cpm) |
2.3.1從測量結果得此樣品編號為JA200501001水樣7L水樣總殘渣量W=247.8mg;本底測量時間tb=1000 min,本底計數率nb(α)=0.037cpm;nb(β)=1.685cpm;
2.3.2 241Am標準樣的比活度為6.98Bq/g;測量時間ts(a)=1000 min;α標準樣品測量計數率ns(α)=3.48cpm;
2.3.3 40KCl標準樣的比活度為14.3Bq/g;測量時間ts(β)=1000 min;β標準樣品測量計數率ns(β)=56.24cpm;
2.4水中總α測量結果報告計算:
2.4.1先求判斷限Lc(α),tx=tb,所以
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水樣樣品的α凈計數率nx(a)=nx(α)—nb(α)=0.061>Lc(α),(0.014),故以no±kσO形式報告測量結果。
2.5 水樣中總α放射性濃度:
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Nx
式中:nx = 樣品源計數率;cpm-1. Nx為樣品計數; tx為樣品測量的時間,min
tx
bX
nb = 本底計數率;cpm-1. bX為樣品計數; tb為本底計測量的時間,min.
tb
W——樣品蒸發后的殘渣總重量,g;
V—水樣的體積,L;
2.6 C(α)的不確定度評定:
2.6.1m,v的相對標準不確定度較小,可以忽略。
2.6.2 標準物質241Am的比活度6.98Bg/g的相對標準不確定度為2%(證書給出),B類評定
2.6.3樣品源α凈計數率[nx(α)—nb(α)]的相對標準不確定度,A類評定:
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2.6.4241Am標準源凈計數率[ns(α)—nb(α)]的相對標準不確定度,A類評定
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= (2%)2+(19 %)2+(1.72%)2 =19.2% √
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2.6.5 合并標準不確定度:C(α) 的相對合成標準不確定度μ=C(α).μ'
2.6.6C(α)的合成標準不確定度μ=C(α).μ'=0.0026×2×19.2%=0.001Bq/L ( k=2)
2.7 水中總α測量結果報告計算:
2.7.1 先求判斷限Lc(β),tx=tb,所以
水樣樣品的α凈計數率nx(a)=nx(β)—nb(β)=2.982>Lc(β),(0.095),故以no±kσO形式報告測量結果。
2.7.2 求C(β)的相對合成標準不確定度。發表論文。
2.7.3m,v的相對標準不確定度較小,可以忽略。
2.7.4標準物質40KCl的比活度14.3Bq/g的相對標準不確定度為2%(證書給出)
2.7.5水樣β凈計數率[nx(β)—nb(β)]的相對標準不確定度為:
2.6.6 40KCl標準源凈計數率[ns(β)—nb(β)]的相對標準不確定度
2.6.7 合并標準不確定度:C(β)的相對合成標準不確定度μ=C(β).kμ'

2.6.7C(β)的的合成標準不確定度μ=C(β).kμ'=0.034×2×0.47%=0.0003(k=2)
3 結論:
3.1低本底總α總β放射性測量結果報告原則:
在測量本底、標準物質(標準源)及樣品源的計數結束后,首先應計算出判斷限(Lc)和樣品凈計數率(nx) 然后根據以下原則進行比較判斷并報告結果:
3.1.1 如果nx > Lc,則報告出有放射性的正結果,并具有所要求的雙邊置信區間,以nx±kσ0 形式報告,以96%的置信概率(k=1.96)
3.1.2如果0< nx ≤ Lc,以<(nx + kσ0)形式報告,并寫明出至多為nx + kσ0 ,k為單邊置信因子,以96%的置信概率(k=1.65)
3.1.3 如果nx ≤ 0,以<Lc的 形式報告,并報告出至多為Lc。
3.2水中總α總β測量測量結果報告:
3.2.1水中總α放射性濃度為:(0.0026±0.001) Bq/L (U等效)
3.2.2水中總β放射性濃度為:(0.034±0.0003)Bq/L
【參考文獻】
[1]GB5750-2006.生活飲用水標準檢驗方法.
[2]ISO-9697(1992-12-15第一版).淡水中β活度測量.
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關鍵字:環保