辐射监测气溶胶γ谱分析中四种制样方法测试对比

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气溶胶样品的Y谱分析是环境辐射监测中的重要内容,涉及4种常用的制样方法,分别是灰化法、压片法、打孔法和折叠法。目前,国内外文献中关于这4种制样方法的研究甚少,导致各监测单位在选择气溶胶制样方法时没有参考依据。本工作从测量结果、探测效率、探测下限、适用范围等方面对此4种方法进行测试对比。首先,以气溶胶中的本底放射性核素21oPb和7Be为测量对象,利用高纯锗(HPGe,High Purity Germanium)γ谱仪对4种放射性气溶胶制样方法制得的样品进行了系列测试对比,讨论了4种制样方法分析结果的可靠性。结果表明,7Be和210Pb活度的误差分别在±6%和±-9%以内,4种制样方法对同一活度样品的分析结果的标准偏差在5%以内。4种制样方法所制样品活度误差范围合理,标准偏差小,说明4种制样方法均准确可靠。其次,利用自制标准源进行实验效率刻度,并利用蒙特卡洛模拟方法,研究了高纯锗丫探测器对4种方法所制样品的探测效率。对于辐射监测常用的260mm×210mm和570mm×470mm尺寸滤膜,4种制样方法的探测效率从高到低依次是:灰化法、压片法、打孔法和折叠法。对于260mm×210mm滤膜,4种制样方法的探测效率最大相差55%;对于570 mm x 470 mm的滤膜,则相差120%。此外,针对260mmx210mm尺寸滤膜,研究了打孔法的探测效率随打孔直径(50mm、60mm、65mm、75mm)的变化,结果表明,打孔直径与γ谱仪锗晶体直径相当时,探测效率最高;针对570mm×470mm尺寸滤膜,模拟分析了压片法和折叠法的探测效率随样品高度的变化,可对不同高度样品的探测效率进行修正。再次,以核事故中关心的人工核素137Cs、131Ⅰ为例,计算比较了各制样方法的活度探测下限。最后,通过分析4种方法的样品制备过程、测量结果和探测下限,提出了4种制样方法的适用范围。从多个技术层面为监测部门对气溶胶制样方法的选择提供了参考,为后续研究打下了一定基础。
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