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建筑材料放射性检测过程中需注意的几个问题
建筑材料放射性的大小关系到人们的身体健康,随着人们生活水平的提高和对健康的日益关注以及相应检测标准的出台,材料的放射性问题已引起大家的普遍重视。近两年来很多试验室开展了材料放射性的检测工作。
    材料放射性的检测目前主要采用低本底多道γ能谱仪。该仪器由探测器、连续可调的高压电源、线性放大器、多道脉冲幅度分析器、谱数据分析处理系统和铅屏蔽室组成。γ射线与探测器相互作用,产生的电脉冲信号由电子学系统分析和记录,形成γ射线幅度谱(γ能谱)Y谱仪刻度后,用Y能谱分析软件分析波音体育谱,便可以得到该波音体育中核素的活度或比活度,经计算即可得出内、外照射指数。目前,常用的低本底多道γ能谱仪按探测器主要分为两类:一类是碘化钠[Nal(TI)]型γ能谱仪,一类是高纯锗(HpGe)型γ能谱仪。
  近两年由于国内新开展放射性检测的试验室增加较多,为了解国内该检测领域的整体水平,识别和掌握试验室间存在的差异,增加各试验室间检测结果的准确性和可比性,2003年中国试验室国家认可委组织了由国家建筑工程质量监督检验中心负责实施的“CNAL T0089建筑材料放射性比活度能力验证计划”。在此次能力验证计划中,有些试验室的检测结果出现了离群,为了提高检测结果的准确性,现将两种类型的γ能谱仪测试过程中的主要影响因素简述如下。
1、高纯锗型γ能谱仪主要影响因素
(l)能量刻度和峰形刻度
    在分析波音体育谱的峰面积前,应先进行能量刻度和峰形刻度,推荐使用152Eu点标准源,152Eu的9条γ射线覆盖能量范围从121keV到1408keV,建材波音体育大部分γ射线都在此范围内。测量152Eu点标准源时应使全谱计数率小于3000S-1(cps),谱分析软件有能量刻度菜单,用152Eu测量谱能自动同时完成能量刻度和峰形刻度,谱分析软件计算峰面积时需用峰形刻度来确定峰区或拟合函数中半高宽FWHM。能量刻度和峰形刻度不正确,峰面积就不正确。
 (2)标准源
     推荐使用国家一级标准物质GBW08304a(河流沉积物环境放射性标准物质),定值的核素有镭-226、钍-232、钾-40等。用其它标准源应选均匀性好、稳定性好、量值准确的标准源,并注意证书的合法性,量值应溯源到国家计量基准。
(3)活度计算方法
    标准源和建材波音体育中都有镭-226、钍-232、钾-40核素,用峰面积比较法(标准化系数法)计算活度简单准确;若用效率曲线法,用谱分析软件做效率刻度时可选用内插法计算效率。计算峰面积时,应用谱分析软件中的菜单计算峰面积(这种方法计算准确),不应用前台中的简单方法(功能)计算峰面积,若不清楚,应让厂家培训。
(4)自吸收
    若波音体育波音体育与标准源波音体育差异大,应做自吸收修正,修正方法见国家计量检定规程JJG578-94《锗γ谱仪体源活度测量装置》的附录2。
2、碘化钠型Y谱仪主要影响因素
(l)铅屏蔽室的厚度和碘化钠探测器晶体尺寸
    自然界中到处都存在着镭-226、钍-232、钾-40等核素的γ光子,环境不同,γ光子能谱分布差异很大。采用低本底γ谱仪测试材料的镭-226、钍-232、钾-40比活度时,本底和探测效率都会影响到测试结果的准确性,本底越低、探测效率越高,则测试结果的分散性越小,测试结果的准确度越高。如果铅室厚度不够,穿透铅室进入碘化钠探测器的γ光子数目增多,使γ谱仪的本底增高。而碘化钠探测器晶体尺寸的大小则会影响探测器对γ光子的探测效率。晶体尺寸越小,探测效率越低。国家标准 GBI 1743-89《土壤中放射性核素的γ能谱分析方法》中规定,探测器装置应置于等效铅当量不小于10cm的金属屏蔽室中;碘化钠探测器的晶体尺寸不小于小ф7.5cm×7.5cm。
(2)测试时间的长短
    应根据γ谱仪的本底、探测效率和材料放射性的强弱合理确定测试时间的长短。本底高、探测效率低应适当延长测试时间;在本底和探测效率一定的情况下,放射性强的波音体育,测试时间短,放射性弱的波音体育,测试时间相对较长,这就要求γ谱仪的测试时间可调。日常检测中,当波音体育的镭-226比活度大于37Bq/kg、钍-232tb活度大于 37Bg/kg、钾-40比活度大于200Bq/kg时,用逐道较小二乘拟合法计算比活度的γ谱仪,测试时间一般在2.5h以上;用逆矩阵法计算比活度的γ谱仪,测试时间一般在4h以上。如果测试时间太短,波音体育净计数统计误差偏大,测试结果的分散性就大。
(3)Y谱仪的功能及稳定性
    检测波音体育时,波音体育谱中的镭-226、钍-232、钾-40的三个感兴趣区(特征峰区)左右边界道与三个标准谱中相应的感兴趣区左右边界道应基本一致。因此γ谱仪应具有寻峰和设置感兴趣区的功能以及设置活时间或实时间的功能,数据采集系统应有多道分析器的基本功能。
    γ谱仪是相对测试装置,实际测试中,不可能每次检测波音体育时都进行刻度,因此要求其具有良好的稳定性(γ谱仪24h的峰位漂移应小于1%)。
(4)标准源的可靠性
    标准源应具有良好的均匀性、稳定性,量值准确,并能溯源到国家计量基准。标准源属于有证标准物质,试验室在购买标准源时,应注意证书的合法性,并要求供应方提供证书原件。
(5)检测人员对放射性知识的掌握
    检测人员对放射性知识的掌握非常重要。对检测人员,要求其不仅仅会操作仪器,还要熟悉其测试原理,掌握影响测试结果的主要控制点。如:①装样的要求。波音体育盒与标准源盒几何形态应一致;装样体积应尽可能与标准源的体积相同。②测试时间的长短。要根据材料放射性的强弱来确定测试时间。放射性强的波音体育,测试时间较短,放射性弱的波音体育,测试时间相对较长,以保证测试计数达到统计误差的要求。③波音体育盒在探测器上的放置位置。γ谱仪的相对测试性要求波音体育盒在探测器上的放置位置应与测试标准源时标准源的放置位置相同。
材料放射性的检测还是一个相对较新的检测项目,检测试验室还需要积累一定的经验,加强人员培训,提高检测水平;各试验室间也要加强交流,共同提高检测水平,为人们的健康提供科学的依据。
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