短半衰期放射性核素測量的衰變校正宋海青講訴

1、短半衰期放射性核素測量的衰變校正宋海青講訴摘要 本文介紹了短半衰期放射性核素測量的衰變校正方法，旨在說明在核事故應(yīng)急監(jiān)測中規(guī)定短壽命放射性核素測量參考時間的重要性。 能譜樣品中，很多都涉及短半衰期放射性核素的測量分析。在采樣或制樣周期長、樣品復(fù)檢等情況下，從樣品采集到樣品測量時，短半衰期放射性核素可能已經(jīng)經(jīng)過了幾個半衰期的衰變。有些半衰期特別短的放射性核素甚至在測量過程中也有顯著的衰變。因而短半衰期放射性核素的衰變校正是非常重要的。 兩個與時間有關(guān)的衰變校正1 (1)從測量時刻的活度校正到參考時刻的活度 其校正公式為：A0=A et 式中：某核素的衰變因子（1/h）； t ：測量時刻到參考時刻

2、的時間（h）。(2)測量期間的衰變校正 如果半衰期T測量時間tm，則不必考慮測量期間的衰變校正。 采樣期長、需要放置后測量的樣品（如沉降灰、氣溶膠）或監(jiān)測半衰期特別短的核素時，還應(yīng)考慮采樣校正因子和閑置校正因子。 校正因子的計算公式 2 （1）采樣校正因子(Sampling correction factors) 式中： Ks：某核素的采樣過程校正因子（無量綱）； ：某核素的衰變因子（1/h）； ts：采樣時間（h）。 校正因子的計算公式 2 （2）閑置校正因子(Staying correction factors) 式中： Kd：某核素閑置過程校正因子（無量綱）； ： 某核素的衰變因子（1/

3、h）； td： 閑置時間（h）。 校正因子的計算公式 2 （3）測量校正因子(measuring correction factors) 式中： Km：某核素測量過程校正因子（無量綱）； ： 某核素的衰變因子（1/h）； tm： 測量時間（h）。 在實際工作中，監(jiān)測的對象不同，我們所關(guān)注的放射性核素也有所不同，表1列出了廣東省環(huán)境輻射監(jiān)測中心（以下簡稱GERC）在監(jiān)測工作中所關(guān)注的主要短半衰期核素。表1 GERC在監(jiān)測工作中所關(guān)注的主要的短半衰期核素 監(jiān)測內(nèi)容核素名稱半衰期3環(huán)境樣品7Be53.3d氣態(tài)流出物131I8.04d133I20.8h 伴生礦227Th18.7d224Ra3.66d核

4、技術(shù)應(yīng)用項目 （非密封源） 131I8.04d99Mo66.2h99mTc6.02h核事故應(yīng)急 131I8.04d132I2.30h133I20.8h132Te78.2h特別注意: 核素 132I 核素132I是132Te的衰變產(chǎn)物，待經(jīng)過足夠長的時間（一般56個半衰期）之后4,5，其核數(shù)與母體的核數(shù)可達到暫時平衡。達到暫時平衡以后，其衰減速率與母體衰減速率相同，即我們做衰變校正時需按母體132Te的半衰期（）進行校正。 特別注意: 核素 99mTc 核素99mTc是99Mo的衰變產(chǎn)物，待達到暫時平衡以后，99mTc也按母體99Mo的半衰期（）進行衰變校正。同時，由于兩者都在有絕對強度十分接近

5、（99Mo 88.5%、99mTc 89.9%）的射線峰且99mTc只能利用的射線峰進行計算，則需要利用下式進行計算： A1(99Mo) /A2(99mTc) = (2-1)/2=1-(1 /2) 即A1(99Mo) = 0.91 A2(99mTc) 或A2(99mTc) = 1.10 A1(99Mo) 99Mo在還有絕對強度為12.4%的射線峰，也可用其對99Mo的活度進行計算。 衰變校正在GERC實際工作中的應(yīng)用 GERC在實際工作中，根據(jù)所監(jiān)測的項目與核素，具體問題具體分析，對大部分樣品的采樣與測量期間的衰變校正進行了簡化，以采樣時長的一半為放射性活度校正的起點時刻，以測量時長的一半為校

6、正的終點時刻。表2、表3列出了這種簡化的計算依據(jù)。 表2 采樣校正因子簡化的計算依據(jù)監(jiān)測內(nèi)容核素名稱半衰期采樣時長ts(h)半采樣時長t(h)K/Ks可否簡化環(huán)境樣品氣溶膠7Be53.3d88440.97644 0.97653 0.9999 是沉降灰219010950.55248 0.58547 0.9436 是氣態(tài)流出物131I8.04d168840.73953 0.75080 0.9850 是133I20.8h168840.06086 0.17796 0.3420 否伴生礦227Th18.7d0.50.250.99961 0.99961 1.0000 是224Ra3.66d0.50.250

7、.99803 0.99803 1.0000 是核技術(shù)應(yīng)用131I8.04d420.99284 0.99285 1.0000 是99Mo66.2h420.97928 0.97935 0.9999 是99mTc6.02h420.79431 0.80135 0.9912 是核事故應(yīng)急氣溶膠131I8.04d24120.95781 0.95811 0.9997 是132I2.30h24120.02688 0.13816 0.1946 否133I20.8h24120.67039 0.68840 0.9738 是132Te78.2h24120.89910 0.90079 0.9981 是沉降灰131I8.

8、04d168840.73953 0.75080 0.9850 是132I2.30h168840.00000 0.01975 0.0000 否133I20.8h168840.060860.177960.3420否132Te78.2h168840.47494 0.52006 0.9133 是表3 測量校正因子簡化的計算依據(jù)監(jiān)測內(nèi)容核素名稱半衰期測量時長tm(h)半測量時長t(h)K/Km可否簡化環(huán)境樣品7Be53.3d24120.99352 0.99353 1.0000 是流出物131I8.04d24120.95781 0.95811 0.9997是133I20.8h24120.67039 0.6

9、8840 0.9738是伴生礦227Th18.7d24120.98164 0.98169 0.9999是224Ra3.66d24120.90965 0.91101 0.9985是核技術(shù)應(yīng)用131I8.04d24120.95781 0.95811 0.9997是99Mo66.2h24120.88193 0.88425 0.9974是99mTc6.02h24120.25115 0.33905 0.7408否核事故應(yīng)急131I8.04d24120.95781 0.95811 0.9997是132I2.30h24120.02688 0.13816 0.1946否133I20.8h24120.67039

10、 0.68840 0.9738是132Te78.2h24120.89910 0.90079 0.9981是 從表2、表3中可以看出，不能對采樣校正因子進行簡化的核素有132I、133I，不能對測量校正因子進行簡化的核素有132I、99mTc。 由于132I的半衰期非常短（只有），很容易與其母體達到暫時平衡（大約為1114h），而在其達到暫時平衡后，需按母體132Te的半衰期（）進行校正，因而其采樣校正因子和測量校正因子都應(yīng)該分為兩段進行計算。與此同時，其由于母體的衰變而不斷的生長，而此部分的衰變應(yīng)該按照母體的半衰期進行校正。在核事故應(yīng)急情況下，建議單純以母體半衰期進行簡化校正，應(yīng)該可以滿足核事

11、故應(yīng)急測量的要求。 對于99mTc，應(yīng)該進行源項調(diào)查。在只有純子體的情況下，應(yīng)該嚴格按照測量校正因子進行校正；在只有純母體的情況下，正確判斷是否達到暫時平衡后，按實際情況進行計算；在既有母體又有子體的情況下，還需要考慮兩者的比例。 對于133I，應(yīng)該嚴格按照采樣校正因子進行校正。 思考與期待 對放射性活度進行采樣校正，是以在采樣期間放射性活度是個常量為前題的，但在實際情況下，其卻是不斷變化的。特別是在核事故情況下，源項的變化可能更大。 -如何合理地設(shè)置采樣時長？ -簡化方法與原方法的比值為多少屬可接受范圍？ -如何確定參考時間以代表采樣期間的放射性活度？期待技術(shù)指導(dǎo)及標準來規(guī)范我們的工作。 綜

12、上所述，短半衰期放射性核素的衰變校正是非常重要的，特別是在核事故應(yīng)急監(jiān)測中規(guī)定短壽命放射性核素測量參考時間，可使各監(jiān)測單位的數(shù)據(jù)具有可比性，也可對監(jiān)測數(shù)據(jù)有更好研究和解釋。 參考文獻 1 古當長著. 放射性核素活度測量的方法和技術(shù)M. 科學(xué)出版社.19942 全面禁止核試驗條約組織（CTBTO）. CTBTO International Data Center Documentation 522v2:IDC Processing of Radionuclide Data. 參考文獻3 劉運祚主編.常用放射性核素M. 原子能出版社.4 美 G.弗里德等著. 核化學(xué)與放射化學(xué)M. 原子能出版社.19815 王同生，張秀儒，劉忠文編. 核輻射防護基礎(chǔ)M. 原子能出版社.1982 請大家批