90Sr的加速器质谱测量技术研究
2021-12-15赵庆章张文慧何洪钰刘建成武绍勇
何 明,赵庆章,张文慧,何洪钰,刘建成,胡 畔,武绍勇
(中国原子能科学研究院,北京 102413)
半衰期为28.8 a的90Sr是铀和钚的主要裂变产物,裂变产额约4%。环境中的90Sr主要来源于反应堆、后处理、核试验等过程。90Sr与134Cs、137Cs、131I等被认为是核废物中对健康影响最重要的核素。此外,90Sr在生物医学领域也有潜在的应用前景[1]。
90Sr的测量方法一般有放射性测量和质谱测量两种方法。放射性测量方法一般是利用液体闪烁探测器对90Sr发射的0.546 MeV的β射线进行测定。然而由于β射线的连续谱使得其很难与其他β衰变核素区分开,因此需利用放化分离方法将90Sr与其他放射性核素进行分离。另一种放射性测量方法是对90Sr的衰变子体90Y进行测量,它的β射线能量为2.28 MeV,有利于提高测量灵敏度,此方法对90Sr的探测限为几个mBq[2-3],但此方法需放射化学分离两周后,在90Sr和90Y建立放射性长期平衡后才能进行测定。此外,由于90Sr的半衰期为28.8 a,每个样品的测量时间需几小时甚至几天。因此,复杂的放射化学分离和耗时的测量过程是90Sr放射性测量的主要局限。
为提高样品的测量时效,发展了90Sr的质谱测量方法。质谱技术是对90Sr的原子进行直接测量,几分钟可完成1个样品的测定;同时,其他放射性核素不会对90Sr的测量产生干扰(即使在放射性平衡条件下,90Y的原子数也仅为90Sr的0.6%,可忽略90Y的贡献),简化了样品放射化学分离流程,满足大量样品的快速测定。但质谱测量时分子离子(88SrHH、89YH等)、同量异位素离子(90Zr)以及同位素离子(88Sr)是限制其探测限的关键因素。……
