Sr含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于核辐射探测领域，特别是涉及一种通过激发金属粉末直接测量9°Sr含 量的方法，适用于样品中9°Sr含量的快速测量分析。
【背景技术】
[0002] 9°Sr是重要的裂变产物，主要由核电站运行、核试验、核废物处理等途径产生，具有 亲骨性和高毒性，能够参与机体的新陈代谢，沉积到骨骼中，对人体形成长期内照射损伤。 9°Sr含量的测量在工业、医疗、安全、环保等领域都具有十分重要的意义。
[0003]9°Sr是纯β放射性核素，其子体9°Y也以β衰变为主（发射强度为99. 9%)，β 射线最大能量分别为〇. 546MeV和2. 28MeV。目前普遍采用的9°Sr含量测量方法为放化分 析法，即先对样品进行放化分离、提纯，然后采用α/β低本底谱仪、液闪、ICP-MS等仪器测 量其β放射性活度来确定样品中9°Sr含量。
[0004] 另有文献报道了几种9°Sr含量的直接测量方法，主要是指利用探测器对未经放 化处理的样品进行直接测量，可以分为层叠式闪烁法、塑料闪烁光纤法和轫致辐射法三种。 层叠式闪烁法和塑料闪烁光纤法的原理是：先设计具有特殊结构的探测器，然后通过测量 9°Sr的子体9°Y发射的高能β射线来确定样品中9°Sr含量。轫致辐射法的原理是：直接利 用高纯锗探测器测量9°Sr的子体9°Y与土壤介质原子相互作用产生的韧致辐射光子来推算 9°Sr含量。这类方法避免了放化分析流程，能有效缩短测量周期，在大面积污染区大量样品 9°Sr含量测量中得到了应用和发展。
[0005] 文献对比分析表明，本申请提出了一种通过激发金属粉末直接测量9°Sr含量的方 法。该方法将金属粉末直接加入样品，避免了放化流程，可获得较高的探测效率，实现9°Sr含量的快速测量。国内外相关领域未发现与该申请方法相同的专利及文献。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是：针对大面积放射性污染区大量样品9°Sr含量的测量问题，建立 直接测量放射性污染样品中9°Sr含量的新方法，简化测量流程，缩短测量时间，实现9°Sr含 量的快速测量。
[0007] 本发明的技术方案：一种通过激发金属粉末直接测量9°Sr含量的方法，所述的方 法包括下述步骤： 一、γ谱仪能量刻度：选用241Am-137Cs-6°C〇混合点源，置于高纯锗γ能谱探测器端面 上方，进行能谱测量，根据241Am59. 54keV、mCs661.7keV、6°Co1332keV三条γ射线所对 应的道址，给出能量和道址关系曲线，完成能量刻度； 二、 9°Sr探测效率刻度：将含一定质量的选定金属粉末标准体源置于高纯锗γ能谱探 测器端面上方，测量特征X射线的计数率η，标定该方法的探测效率ε=η/Α; 三、 样品中9°Sr含量测量：采集待测区域样品，使用烘干机和粉碎机，将样品在100~ 110°C下烘干4小时、粉碎，过100目筛后，加入与效率刻度相同质量含量的同种金属粉末， 混合均匀后制备待测样品；保持与效率刻度相同的测量几何条件，将待测样品置于γ能谱 探测器端面上方，测量其γ能谱；解谱得到特征X射线计数Ν，根据探测效率可求出样品中 的9°Sr活度Αχ=Ν(ε·t)。所述的金属粉末为金粉末或银粉末或铅粉末。所述的高纯锗 γ能谱探测器为市售产品。
[0008] 基本原理：9°Sr及其子体9°Υ都是纯β放射性核素，半衰期分别为28. 78年和 64. 10小时，根据递次衰变规律，9°Sr与9°Υ经过640h即可达到长期平衡，平衡后两者的放射 性活度相等，测定9°Y的活度就能确定9°Sr的含量。9°Sr和9°Υβ衰变电子与样品介质的原 子核发生非弹性碰撞，会产生轫致辐射。直接将样品与金属粉末进行混合，把 9°Sr和9°Υ的 衰变电子以及轫致辐射光子转化为金属粉末的特征X射线，利用高纯锗γ谱仪探测特征X 射线的强度即可推算出样品中9°Sr的含量。为了使金属粉末可回收再利用，制样时选择金 属粉末粒径大于40目，选择粉碎后的样品粒径小于100目，测量完后再过40目筛分离金属 粉末。
[0009] 该方法可满足大批量样品中9°Sr含量测量需求，其创新点如下：（1)提出了一种通 过激发金属粉末直接测量9°Sr含量的方法；（2)选择了不同的金属粉末粒径和样品粒径，金 属粉末可回收利用；（3)将金属粉末加入样品，减少样品自吸收效应，使获得较高的特征X 射线探测效率。
[0010] 有益效果：针对大面积放射性污染区大批量样品中9°Sr含量的测量需求，发明了 一种新的测量方法。该方法能够实现利用高纯锗γ谱仪直接测量样品中的9°Sr含量，避免 了放化分析，简化了测量流程，缩短了测量周期，能满足大量样品筛选、分类的测量需求。
【具体实施方式】
[0011] 实施例1、一种通过激发金属粉末直接测量9°sr含量的方法，所述的方法包括下述 步骤： 一、γ谱仪能量刻度：选用241Am-137Cs-6°C〇混合点源，置于高纯锗γ能谱探测器端面 上方，进行能谱测量，根据241Am59. 54keV、mCs661.7keV、6°Co1332keV三条γ射线所对 应的道址，给出能量和道址关系曲线，完成能量刻度； 二、 9°Sr探测效率刻度：将含一定质量的选定金属粉末标准体源置于高纯锗γ能谱探 测器端面上方，测量特征X射线的计数率η，标定该方法的探测效率ε=η/Α; 三、 样品中9°Sr含量测量：采集待测区域样品，使用烘干机和粉碎机，将样品在100~ 110°C下烘干4小时、粉碎，过100目筛后，加入与效率刻度相同质量含量的同种金属粉末， 混合均匀后制备待测样品；保持与效率刻度相同的测量几何条件，将待测样品置于γ能谱 探测器端面上方，测量其γ能谱；解谱得到特征X射线计数Ν，根据探测效率可求出样品中 的9°Sr活度Αχ=Ν(ε·t)。所述的金属粉末为金粉末或银粉末或铅粉末。所述的高纯锗 γ能谱探测器为市售产品。
[0012] 实施例2、一、γ谱仪能量刻度：选用国防科工委一级计量站制备和检定的 241Am-137Cs-6°C〇混合点源，置于高纯锗γ能谱探测器端面上方，进行能谱测量，根据 241Am59. 54keV、137Cs661. 7keV、6°Co1332keV三条γ射线所对应的道址，给出能量和道址关 系曲线，完成能量刻度； 二、9°Sr探测效率刻度：金属粉末种类决定特征X射线能量，含量影响特征X射线的穿 透，为获得较高的9°Sr探测效率，需要选定合适的金属粉末种类和含量；通过计算和分析选 定了金粉末，其在样品中的质量含量为30%，制备含30 %金属粉末的9°Sr体源（活度为A Bq)，置于高纯锗γ能谱探测器端面上方，测量在特定条件下特征X射线的计数率n，标定该 方法的探测效率ε=n/A; 三、样品中9°Sr含量测量：采集待测区域样品，使用烘干机和粉碎机，将样品在105°C下 烘干4小时、粉碎，过100目筛后，加入金粉末，混合均匀后制备待测样品；保持与效率刻度 相同的测量几何条件，将待测样品置于γ能谱探测器端面上方，测量其γ能谱；解谱得到 特征X射线计数Ν，根据探测效率可求出样品中的9°Sr活度Αχ=Ν(ε·t)。
[0013] 实施例3、以超低本底宽能型高纯锗探测器（ULB)作为能谱探测器；样品盒材质为 聚乙烯塑料，内径和内部高度分别为7. 5cm和2. 5cm，侧壁和底部厚度均为0.lcm;样品成分 为沙土，金属粉末为金粉，样品中金粉的质量含量为30%，测量时间为10000s，效率刻度值 如表1所示，样品中9°Sr活度测量结果如表2所示；
表2给出了 1#和2#沙土样品的测量结果，表中9°Sr的实际活度由放化方法分析平行 样品获得，本发明的测量结果相对偏差分别为4. 5%和2. 7%，可满足测量需求。结果表明， 本发明提出的通过激发金属粉末直接测量9°Sr含量的方法是可行的，测量结果的可靠性较 尚。
【主权项】
1. 一种通过激发金属粉末直接测量9°Sr含量的方法，其特征在于：所述的方法包括下 述步骤： 一、 T谱仪能量刻度：选用241Am-137Cs-raC0混合点源，置于高纯锗Y能谱探测器端面 上方，进行能谱测量，根据 241Am 59. 54keV、mCs 661.7keV、6°Co 1332keV三条y射线所对 应的道址，给出能量和道址关系曲线，完成能量刻度； 二、 9°Sr探测效率刻度：将选定金属粉末标准体源置于高纯锗Y能谱探测器端面上方， 测量在特征X射线的计数率n，标定该方法的探测效率e = n/A ; 三、 样品中9°Sr含量测量：采集待测区域样品，使用烘干机和粉碎机，将样品在100~ IKTC下烘干4小时、粉碎，过100目筛后，加入与效率刻度相同质量含量的同种金属粉末， 混合均匀后制备待测样品；保持与效率刻度相同的测量几何条件，将待测样品置于Y能谱 探测器端面上方，测量其Y能谱；解谱得到特征X射线计数N，根据探测效率可求出样品中 的 9°Sr 活度 Ax= N/ ( e ? t)。2. 根据权利要求1所述的一种通过激发金属粉末直接测量9°Sr含量的方法，其特征在 于：所述的金属粉末为金粉末或银粉末或铅粉末。3. 根据权利要求1所述的一种通过激发金属粉末直接测量9°Sr含量的方法，其特征在 于：所述的高纯锗Y能谱探测器为市售产品。
【专利摘要】本发明属于核辐射探测领域，特别是涉及一种通过激发金属粉末直接测量90Sr含量的方法，改方法包括下述步骤：一、γ谱仪能量刻度；<b>二、</b>90Sr探测效率刻度；三、样品中90Sr含量测量。本发明适用于样品中90Sr含量的快速测量分析。
【IPC分类】G01T1/167
【公开号】CN105242297
【申请号】CN201510561335
【发明人】不公告发明人
【申请人】中国人民解放军63653部队
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月6日