总β放射性的测定

薄样法

方法提要

将水样酸化，蒸发浓缩，转化为硫酸盐，蒸发至硫酸冒烟完毕，然后于350℃灼烧。残渣转移到样品盘中制成样品源，在低本底α、β测量系统的β道作β计数测量。

用已知β质量活度的标准物质粉末，制备成一系列不同质量厚度的标准源，测量给出标准源的计数效率与质量厚度关系，绘制β计数效率曲线。由水残渣制成的样品源在相同几何条件下作相对测量，由样品源的质量厚度在计数效率曲线上查出对应的计数效率值，计算水样的总β放射性体积活度。

本法的探测限取决于水样所含无机盐量、存在的放射性核素种类、计数测量系统的计数效率、本底计数率、计数时间等多种因素。典型条件下，本法的探测限为2.8×10^-2Bq/L。

仪器和装置

低本底α、β测量系统。

样品盘样品盘应是有盘沿的不锈钢盘，厚度不小于250mg/cm²。样品盘的直径应与探测器灵敏区直径及仪器内置托架相配合。

压样器应与样品盘相匹配。

高温炉0～500℃，可调，能在(350±10)℃下控温加热。

电热板1000W，可调温。

红外线干燥灯250W。

瓷蒸发皿125mL。

聚乙烯扁桶10L，带密封盖。

试剂

所有试剂的放射性本底计数与仪器的本底计数比较，不应有显著性差异。

硝酸。

硫酸。

丙酮。

标准源。

检验源可以是任何一种半衰期足够长的β放射性核素电镀源。其活性区面积不大于探测器灵敏区，2"方向β粒子表面发射率为5～50粒子/s。

⁴⁰K标准物质已准确标定KCl含量的优级纯KCl，⁴⁰K的质量活度(以KCl计)为14.4Bq/g。

操作步骤

1)水样的采集与贮存。采集样品的代表性、取样方法及水样的保存方法，应符合GB/T12997—12999的规定。

按每1L水样加(20±1)mL(1+1)HNO₃的比例，将相应量硝酸加入聚乙烯扁桶中，再采集水样。记录水样采集日期。水样宜在低温下［例如(4±2)℃］贮存，并尽快分析。

2)水样蒸发。取一定量的水样，例如能产生固体残渣量10A～30A(mg;A为样品源活性区面积，cm²)的确定体积水样，分次加入到2000mL烧杯中，使水样体积不超过烧杯容积的一半，在可调温电热板上加热，于微沸条件下蒸发浓缩，直至全部水样浓缩至大约100mL。

注:若水中无机盐含量很低，为满足产生10A(mg)固体残渣所需水样体积过大，可用尽可能大而又切实可行体积的水样进行分析测定。

将浓缩液转移至250mL烧杯中，用少量(1+1)HNO₃分次洗涤2000mL烧杯，合并洗涤液于250mL烧杯中，继续在电热板上于微沸条件下蒸发浓缩，直至约50mL，冷却。

浓缩液转移到已预先在350℃下恒重的蒸发皿中，用少量水分次仔细洗涤烧杯，洗涤液并入瓷蒸发皿。

3)硫酸盐化。将1mLH₂SO₄沿器壁缓慢加入瓷蒸发皿中，与浓缩液充分混合后置于红外灯下小心加热、蒸干(防止溅出!)。待硫酸冒烟后，将蒸发皿移至电热板上继续加热蒸干(电热板温度应控制在不高于350℃)，直至将烟雾赶尽。

若根据预实验结果所制得的固体残渣量将超过1g，应相应增加硫酸用量。

4)灼烧。将蒸发皿放入高温炉，(350±10)℃下灼烧1h，取出，置于干燥器中冷却至室温。记录从高温炉取出样品的日期和时间。

准确称量蒸发皿连同固体残渣质量，用差减法计算灼烧后固体残渣的质量(mg)。

5)样品源制备。用不锈钢样品勺将灼烧后已称量的固体残渣刮下，在瓷蒸发皿中用玻璃棒研细、混匀。取10A～30A(mg)残渣到已称量的样品盘中，借助压样器和丙酮，将固体粉末铺设均匀、平整。在红外灯下烘干，置于干燥器中，冷却至室温，准确称量固体残渣质量(mg)。在低本底α、β测量系统的β道进行β计数测量。

6)测量。

a.计数效率曲线的测定。取一定量KCl标准物质，在烘干后的研钵中研细，于105℃恒量，粉末保存在干燥器中。

准确称取质量分别为5A、10A、15A、20A、25A、30A、40A、50A(mg;A为样品盘面积，cm²)的KCl标准物质粉末，置于样品盘中，按83.1操作方法制备成一系列标准源，并由各标准源的质量计算其所含⁴⁰K的放射性活度。

将制备好的一系列标准源分别置于低本底α、β测量系统，用β道作β计数测量，计数系统的计数效率(ε_β)的计算参见式(83.4)。

由标准源的计数效率ε_β(纵坐标)与标准源的质量厚度D(mg/cm²)(横坐标)作图，绘制出测量系统的β计数效率曲线(也可用计算机处理，给出相应的经验公式)。

测定计数效率曲线时，应测定检验源的计数率，以检验测量系统的稳定性。

b.样品源测量。将被测水样残渣制成的样品源置于α、β低本底测量系统，在与计数效率曲线的测定相同的几何条件下进行β计数测量，测量时间按测量精度要求确定。记录测量的起、止日期和时间。

c.本底测量。将清洁的空白样品盘置于低本底α、β测量系统，用β道测量计数系统的β本底计数率‰。

d.分析结果的计算。水中总β放射性体积活度A_Vβ的计算参见式(83.5)。

注意事项

1)污染检查。此项检查不作为常规检测项目。当样品检测结果异常并怀疑由试剂或试验器皿污染所致时，此项可作为污染检查方法使用。

2)试剂污染检查。分别蒸干与本法使用量相等的试剂，放在清洁的样品盘中，在低本底α、β测量系统的β道测量β计数率，所有试剂的β计数率与测量系统的本底计数率比较，不应有显著性差异，否则应更换试剂。

3)全程污染检查。取1000mL蒸馏水，用(20±1)mLHNO₃酸化，加入20A(mg)色谱纯硅胶，溶解后按操作方法步骤操作，制成测量源;另取一份20Amg已研磨成粉末的色谱纯硅胶，按操作方法制成测量源。两者在低本底α、β测量系统的β道测量，两者计数率比较不应有显著性差异。否则应考虑更换化学器皿以及在操作过程中采取防止引入放射性污染物的措施。