2020-12-10發布2021-1生態環境部發布i 1適用范圍 2規范性引用文件 3術語和定義 4方法原理 5試劑和材料 6儀器和設備 7樣品 8分析步驟 9結果計算 10結果表示 11精密度與準確度 12質量保證和質量控制 13注意事項 附錄A（規范性附錄）探測下限 附錄B（規范性附錄）采樣器流量自行校準方法 附錄C（規范性附錄）采樣器流量比對方法 附錄D（資料性附錄）方法的精密度和準確度匯總表 附錄E（資料性附錄）記錄表格 為貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國放射性污染防治法》，保護生態環境，保障人體健康，規范環境空氣氣溶膠中γ放射性核素的測定方法，制定本標準。本標準規定了輻射環境常規監測，用濾膜壓片/γ能譜法測定環境空氣氣溶膠中γ放射性核素的方本標準的附錄A～附錄C為規范性附錄，附錄D和附錄E為資料性附錄。本標準為首次發布。本標準由生態環境部核設施安全監管司、法規與標準司組織制訂。本標準起草單位：浙江省輻射環境監測站（生態環境部輻射環境監測技術中心）。本標準驗證單位：遼寧省生態環境監測中心、江蘇省核與輻射安全監督管理中心、浙江省輻射環境監測站、山東省輻射環境管理站、廣東省環境輻射監測中心、四川省輻射環境管理監測中心站和中核核電運行管理有限公司環境檢測實驗室。本標準生態環境部于2020年12月10日批準。本標準由生態環境部解釋。1環境空氣氣溶膠中γ放射性核素的測定1適用范圍本標準規定了用濾膜壓片/γ能譜法測定環境空氣氣溶膠中γ放射性核素的方法。本標準適用于輻射環境常規監測，環境空氣氣溶膠中γ放射性核素的測定。當采樣體積為10000m3（標準狀態），測量時間為24小時時，本標準測定的各γ放射性核素探測下限為5μBq/m3～100μBq/m3，探測下限見附錄A。2規范性引用文件本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本適用于本標準。GB/T11713高純鍺γ能譜分析通用方法GB/T11743土壤中放射性核素的γ能譜分析方法HJ1009輻射環境空氣自動監測站運行技術規范3術語和定義下列術語和定義適用于本標準。3.1氣溶膠aerosol液體或固體微粒分散在空氣中形成的相對穩定的懸浮體系。3.2標準狀態standardstate溫度為273.15K，壓力為101.325kPa時的狀態。本標準中的放射性核素活度濃度均為標準狀態下的活度濃度。4方法原理通過大流量或超大流量采樣器抽取定量體積的空氣，使空氣中氣溶膠粒子被截留在濾膜上，濾膜經壓片處理后用高純鍺γ能譜儀分析其γ放射性核素組成及其濃度。5試劑和材料5.1濾膜：膜面流速為0.6m/s時，對0.3μm標準粒子的截留效率不低于95%。在0.6m/s的潔凈空氣流速時，壓降小于1kPa。天然放射性核素含量低，無人工放射性污染。易于壓片，壓片后表面平整，不易變形。如需進一步放射化學分析，還應具有完全溶解性。5.2樣品容器：圓柱狀容器，直徑和高度與壓片后樣品相近。選用天然放射性核素含量低、無人工放射性污染的材料制成，如ABS樹脂或聚乙烯等。5.3能量刻度源：性能和技術指標執行GB/T11713有關刻度源的規定。25.4效率刻度源：以空白濾膜為基質，用放射性標準物質均勻涂抹，按照與空白樣品相同的方法制備成直徑與樣品相同、高度與樣品相近的圓柱形刻度源，裝入樣品容器并固定密封。性能和技術指標執行GB/T11713的相關規定，推薦優先使用發射單能γ射線的核素。5.5檢驗源：長壽命的、高中低能區至少各有一條特征γ射線的刻度源，活度與效率刻度源相近，其性能和技術指標執行GB/T11713有關刻度源的規定。5.6濾膜保存袋：聚乙烯等材質。5.7防污用品：聚乙烯等材質的袋或薄膜。5.8一次性手套：聚乙烯等材質。6儀器和設備6.1氣溶膠采樣器：性能和技術指標執行HJ1009有關采樣設備的規定。6.2γ能譜儀：性能和技術指標除執行GB/T11713的相關規定外，探測器的相對探測效率一般應不小于30%。6.3天平：感量0.01g。6.4干燥設備：干燥器、干燥箱等。6.5壓片機：可提供不少于10噸的壓力。6.6壓片機模具：不銹鋼材質。6.7游標卡尺：0mm～150mm，分度值0.1mm。6.8溫度計：用于校準采樣器溫度測量部件，測量范圍-30℃~50℃,精度±0.5℃。6.9氣壓計：用于校準采樣器大氣壓測量部件，測量范圍50kPa～107kPa，精度±0.1kPa。6.10流量校準器：用于校準采樣器流量，在采樣器流量范圍內，誤差≤2%。7樣品7.1采樣前準備7.1.1用酒精棉清潔工作臺，工作臺尺寸應大于濾膜尺寸。取一張濾膜，將受塵面向上平放在工作臺上，濾膜的大小比采樣器采樣口的有效尺寸略寬，檢查濾膜邊緣是否平滑、薄厚是否均勻，且無毛刺、無污染、無碎屑、無折痕、無破損。7.1.2在濾膜受塵面的兩個對角標識濾膜編號。將濾膜放入干燥設備中平衡，取出平衡后的濾膜，立即用天平稱量（m1）。稱量后的濾膜平展放入與濾膜編號相同的濾膜保存袋，采樣前不得折疊。7.1.3用清潔干布擦去采樣頭內部、濾膜夾和濾膜支持網表面的灰塵，檢查確認濾膜支撐網無堵塞，濾膜夾無污染、無損壞。7.2樣品采集7.2.1將濾膜受塵面朝向進氣方向，平放在濾膜支持網上，同時檢查濾膜編號，將濾膜牢固夾緊，確保不漏氣。7.2.2按照采樣器使用說明，設置采樣參數，啟動采樣。記錄采樣起始時間、采樣流量、環境溫度和環境大氣壓等參數。采樣體積一般不小于10000m3（標準狀態）。7.2.3采樣結束后，從濾膜邊緣夾取濾膜，取濾膜時，如果發現濾膜破裂，或濾膜受塵面上的積塵邊緣輪廓模糊、不完整，則該樣品作廢，應重新采樣。將濾膜受塵面向里沿長邊均勻對折，放入與濾膜編號相同的濾膜保存袋中。記錄累積采樣時間、采樣流量、采樣體積、環境溫度、環境大氣壓、天氣狀況和空氣質量狀況等信息，采樣記錄表見附錄E。37.3樣品運輸樣品采集完成后，應盡快送實驗室進行樣品制備。樣品運輸過程中，應盡量避免劇烈振動。7.4樣品制備7.4.1將濾膜放入干燥設備中進行氡子體衰變，根據氡子體活度確定衰變時間，一般為3天～5天；如果測量41Ar、88Kr等半衰期特別短的核素，可不進行氡子體衰變。7.4.2取出濾膜，立即用天平稱量（m2）。7.4.3用酒精棉清潔壓片機模具和工作臺。打開濾膜，將受塵面向上平放在工作臺上折疊（如果濾膜附有支持層，應先除去支持層）。需要將多張濾膜制備成一個樣品，可將濾膜（如果濾膜附有支持層，應先除去支持層）依次疊加整齊后折疊。推薦優先按照圖1所示方法折疊。濾膜沿長邊均勻對折后再打開得正方形的正方形的4個角分別向中心點內折，重復該步驟，直至可塞入壓其余兩個對角再向對折折痕內圖1濾膜折疊示意圖7.4.4折疊后的濾膜塞入壓片機模具底部，將壓片機模具放在壓片機中心位置，用不少于10噸的壓力壓實濾膜，保持2分鐘以上。7.4.5用游標卡尺測量高度（h），用天平稱量（m3）。7.4.6折疊和壓片時防止濾膜上的積塵灑落。壓片后的樣品表面平整，積塵分布均勻，不易變形，直徑與效率刻度源相同，高度盡量與效率刻度源相近，必要時可采用與空白濾膜依次疊加整齊后折疊壓片等7.4.7在壓片后的樣品表面標識濾膜編號，裝入樣品容器并固定，密封后標識樣品標簽，在潔凈、室溫環境下保存。7.5空白樣品制備取與采樣濾膜同樣尺寸的空白濾膜，按照與樣品制備（7.4.3、7.4.4和7.4.7）相同的操作步驟制備空白樣品。48分析步驟8.1γ能譜儀刻度8.1.1能量刻度執行GB/T11713的相關規定。刻度時記錄能量為477.6keV、1460.8keV的道址。8.1.2效率刻度執行GB/T11713的相關規定。效率刻度曲線有個“接點”Ee，對γ射線能量E<Ee的低能段,選擇3～5個能量的γ射線，對γ射線能量E>Ee的高能段至少選擇5個能量的γ射線。刻度時刻度源中心軸與探測器中心軸重合，必要時可采用定位架，測量結束檢查刻度源與探測器的相對位置是否8.1.3效率刻度測量時間滿足特征γ射線全吸收峰凈計數的統計誤差小于0.25%。8.2樣品測定8.2.1測量前用酒精棉清潔制備好的樣品（7.4）并檢查樣品標簽。8.2.2測量時樣品和效率刻度源與探測器的相對位置應嚴格一致，必要時可采用定位架。8.2.3測量時間一般為24小時或滿足待測核素特征γ射線全吸收峰凈計數的統計誤差小于5%。8.2.4測量結束，檢查樣品與探測器的相對位置是否偏移。檢查γ能譜內7Be477.6keV和40K1460.8keVγ射線全吸收峰峰位變化，如果峰位變化超過1道，應重做能量刻度。測量記錄表見附錄E。8.3空白樣品測定按照與樣品測定（8.2）相同的操作步驟進行空白樣品（7.5）的測定，測量時間與樣品測量時間相9結果計算9.1計算樣品中待測核素的活度濃度按照公式（1）計算：（1）式中：AC—樣品中待測核素的活度濃度，Bq/m3；ns—樣品中待測核素特征γ射線全吸收峰凈計數率，s-1；nb—與ns相對應的特征γ射線本底凈計數率，s-1；Vn—標準狀態下的采樣體積，m3；ε—待測核素特征γ射線全吸收峰效率，s-1·Bq-1；F—樣品相對于效率刻度源自吸收和高度修正因子，F=F1×F2，F1為樣品相對于效率刻度源自吸收修正因子，如果樣品與效率刻度源密度相近，F1可取值1。F2為樣品相對于效率刻度源高度修正因子，如果樣品與效率刻度源高度相近，F2可取值1。γ—待測核素特征γ射線的發射概率；K—待測核素衰變修正因子，K=KC×KW×KD，KC為采樣開始至結束待測核素衰變修正因子，KW為采樣結束至測量開始待測核素衰變修正因子，KD為樣品測量期間待測核素衰變修正因子。9.2衰變修正假設采樣期間待測核素濃度恒定，衰變修正因子KC按照公式（2）計算：5（2）式中：KC—采樣開始至結束待測核素衰變修正因子，如果待測核素半衰期與樣品采樣時間的比值大于100，KC可取值1；tC—采樣開始至結束的時間，s；λ—待測核素衰變常數，s-1。衰變修正因子KW按照公式（3）計算:（3）式中：KW—采樣結束至測量開始待測核素衰變修正因子，如果待測核素半衰期與樣品采樣結束至測量開始時間的比值大于100，KW可取值1；tW—采樣結束至測量開始的時間，s；λ—待測核素衰變常數，s-1。衰變修正因子KD按照公式（4）計算:（4）式中：KD—樣品測量期間待測核素衰變修正因子，如果待測核素半衰期與樣品測量時間的比值大于100，KD可取值1；tD—測量開始至結束的時間，s；λ—待測核素衰變常數，s-1。9.3采樣體積采樣體積按照公式（5）計算：式中：Vn—標準狀態下的采樣體積，m3；Qn—標準狀態下的采樣流量，m3/h；t—采樣開始至結束的時間，h；Q—實際采樣流量，m3/h；P—采樣時環境大氣壓，kPa；T—采樣時環境溫度，K。9.4樣品高度和密度差異修正一般采樣條件下，樣品與效率刻度源直徑相同，高度相近，可以不作高度和密度差異修正，但如果樣品與效率刻度源高度和密度差異較大，應對樣品中待測核素特征γ射線全吸收峰效率作高度和密度差異修正，根據樣品直徑、高度（h）和質量（m1、m2、m3）等參數推薦優先使用蒙特卡羅模擬計算方法修正。10結果表示10.1大于探測下限結果表示當測定結果大于探測下限，表示為核素活度濃度、相應的擴展不確定度和包含因子，本標準的擴展不確定度是包含概率為95%時的不確定度，即包含因子為2。測定結果一般保留2～3位有效數字。10.2小于探測下限的結果表示當測定結果小于探測下限時，表示為“<LLD”并注明探測下限。探測下限的計算方法見附錄A。10.3不確定度評定10.3.1不確定度測定結果的合成標準不確定度按照公式（6）計算：式中：uc(AC)—測定結果的合成標準不確定度；Ns—樣品中待測核素特征γ射線全吸收峰凈計數；Nb—與Ns相對應的特征γ射線本底凈計數；ts—樣品測量活時間，s；Vn—標準狀態下的采樣體積，m3；ε—待測核素特征γ射線全吸收峰效率，s-1·Bq-1；F—樣品相對于效率刻度源自吸收和高度修正因子；γ—待測核素特征γ射線的發射概率；K—待測核素衰變修正因子；AC—樣品中待測核素的活度濃度，Bq/m3；—采樣體積的相對標準不確定度；—全吸收峰效率的相對標準不確定度；自吸收和高度修正因子的相對標準不確定度；—發射概率的相對標準不確定度；—衰變修正因子的相對標準不確定度。10.3.2擴展不確定度測定結果的擴展不確定度按照公式（7）計算：U=kuc(AC)（7）式中：U—測定結果的擴展不確定度；k—包含因子，取2，相應包含概率為95%。11精密度與準確度七個實驗室對3個不同活度的統一γ放射性核素標準樣品進行了測定。精密度和準確度匯總數據見712質量保證和質量控制12.1采樣過程質量保證與質量控制12.1.1采樣器應送有資質的計量機構校準，或自行校準、比對，每年至少一次，采樣器流量自行校準方法見附錄B，采樣器流量比對方法見附錄C。12.1.2采樣期間保持流量穩定，小時平均流量應控制在設定流量的90%～110%，采樣全過程平均流量應控制在設定流量的95%～105%。如果采樣器無流量設定功能，可將采樣流量穩定后第1小時的平均流量視為設定流量。12.1.3推薦優先使用恒流且具有標準狀態下采樣體積功能的采樣器。12.1.4每次采樣檢查采樣器是否漏氣，當濾膜安裝正確，采樣器無漏氣時，采樣后濾膜受塵面上的積塵邊緣輪廓應清晰。如果積塵邊緣輪廓出現模糊、不完整，則表明有漏氣，應檢查濾膜安裝是否正確，或更換濾膜密封墊、濾膜夾。12.1.5采樣期間，所有有關樣品代表性和有效性的因素，如采樣器故障、沙塵暴等異常氣象條件、重度污染及以上空氣質量狀況和異常建設活動等均應詳細記錄。12.2γ能譜儀性能檢查12.2.1每月至少測定一次γ能譜儀本底，測量時間一般不小于24小時，計算全譜本底計數，繪制本底計數質控圖，如果有異常，應查找原因。12.2.2效率刻度后立即測定檢驗源，此后每月至少測定一次檢驗源，效率相對偏差按照公式（8）計算，高中低能區的特征γ射線相對偏差均應不大于6%，否則應重做效率刻度。檢查γ能譜內60Co1332.5keV能量分辨率（半高寬FWHM），如果有異常，應查找原因。式中：Dε—效率相對偏差；ε(Ei)—性能檢查時，能量Ei的效率，s-1Bq-1。式中：Dε—效率相對偏差；ε(Ei)—性能檢查時，能量Ei的效率，s-1Bq-1。12.2.3每年至少用檢驗源進行一次泊松分布的檢驗，如果有異常，應查找原因。12.3空白樣品分析每六個月至少制備并測定一個空白樣品。此外，新購置或維修后的γ能譜儀啟用前、每批次濾膜、每批次樣品容器應至少制備并測定一個空白樣品。12.4樣品重復測定每10個樣品或每批次（少于10個樣品/批）重復測定1個樣品，樣品重復測定時間間隔不大于10天，樣品中7Be活度濃度相對平均偏差按照公式（9）計算，相對平均偏差應滿足表1要求。式中：RAD—7Be活度濃度相對平均偏差；ACA、ACB—兩次重復測定結果，Bq/m3。表1樣品重復測定要求13注意事項13.1樣品γ能譜分析時，根據待測核素的特征，原則上盡量選擇發射概率大，受其他因素干擾小的一個或多個γ射線全能峰作為特征峰。當伴有短半衰期核素而難以選定特征峰時，必要時可采用不同時間多次測量的方法。γ射線能量相近干擾、曲線基底和斜坡基底干擾、級聯加和干擾等影響的消除，全譜計數率的限制執行GB/T11743的相關規定。13.2131I等短半衰期核素在氡子體衰變后立即測量；需要使母子體核素達到平衡后再測量的核素，在裝樣密封達到7個子體核素半衰期后方可測量。必要時可采用不同時間多次測量的方法。13.3為防止交叉污染，可將γ能譜儀探測器頂部和樣品容器用防污用品包裹,包裹時防止因空氣進入導致探測器頂部或樣品容器底部的防污用品出現皺褶。采樣前準備以及樣品采集、制備和測定過程中，戴一次性手套。13.4因空氣污染等原因，導致阻力增大影響采樣時應及時更換濾膜。空氣質量狀況優良時，可適當延長采樣時間。9（規范性附錄） 探測下限本標準的探測下限是置信度為95%時，樣品中待測核素活度濃度的探測下限，按照公式（A.1）計LLD=（A.1）4.66×LLD=（A.1）ts×V×ε×F×γ式中：LLD—置信度為95%時，樣品中待測核素活度濃度的探測下限，Bq/m3；N—樣品中待測核素特征γ射線全吸收峰對應的本底計數；ts—樣品測量活時間，s；Vn—標準狀態下的采樣體積，m3；ε—待測核素特征γ射線全吸收峰效率值，s-1·Bq-1；F—樣品相對于效率刻度源自吸收和高度修正因子；γ—待測核素特征γ射線的發射概率；K—待測核素衰變修正因子。當采樣體積為10000m3（標準狀態），測量時間為24小時時，本標準測定的各γ放射性核素探測下限見表A.1。表A.1探測下限BeKMn5Co5Co5ZrICs5Cs5BaCePbRa（規范性附錄）采樣器流量自行校準方法用于校準的溫度計、氣壓計、流量校準器應送有資質的計量機構校準，每年至少一次，合格后方可操作步驟如下：B.1用溫度計測量并記錄環境溫度值，同時讀取并記錄采樣器顯示的環境溫度值，溫度示值誤差按照公式（B.1）計算，溫度示值誤差應不超過2℃。（B.1）式中：ΔT—溫度示值誤差，℃;TS—采樣器環境溫度測量示值，℃;TR—校準溫度計環境溫度測量值，℃。B.2用氣壓計測量并記錄環境大氣壓值，同時讀取并記錄采樣器顯示的環境大氣壓值，大氣壓示值誤差按照公式（B.2）計算，大氣壓示值誤差應不超過1kPa。ΔP=PS?PR（B.2）式中：ΔP—大氣壓示值誤差，kPa；PS—采樣器環境大氣壓測量示值，kPa；PR—校準氣壓計環境大氣壓測量值，kPa。B.3在采樣器中安裝一張空白濾膜，流量校準器按照使用說明與采樣器連接，確保連接處不漏氣。B.4設置流量校準器和采樣器參數，啟動采樣器運行10分鐘。待采樣流量穩定后，分別讀取并記錄流量校準器和采樣器的工況流量值，重復讀取10次。B.5流量示值誤差按照公式（B.3）計算，超大流量采樣器流量示值誤差應不超過5%，大流量采樣器流量示值誤差應不超過2%。×100%（B.3）式中：DQ—流量示值誤差；QR—流量校準器流量平均值，m3/h；QS—采樣器流量平均值，m3/h。B.6流量校準完成后，如果發現濾膜受塵面上的積塵邊緣輪廓模糊、不完整，表明校準過程中可能漏氣，應重新進行校準。B.7校準合格的采樣器，即可用于采樣，不得再改動調節器狀態。（規范性附錄）采樣器流量比對方法用于比對的大流量采樣器應送有資質的計量機構校準，每年至少一次，合格后方可使用。操作步驟如下：C.1在同一環境條件下，將大流量采樣器和待測超大流量采樣器的采樣入口盡量調整至同一高度，相距4m～6m。C.2大流量采樣器與待測超大流量采樣器相同時間段并行采樣4天，推薦優先使用多臺大流量