水产品中137Cs的不确定度评定
2022-07-13张宏宏王冬妍周长民穆姣姣
张 君,张宏宏,王冬妍,周长民,穆姣姣
(沈阳市食品药品检验所,沈阳 110000)
福岛核电站将核污水排放在大海中后,人们对水产品中的放射性污染物成尤为关注。监测数据显示,西太平洋受核泄漏事故影响,其水产品中偶有检出137Cs,其半衰期为30.08 a,影响较为持久。我国的《食品中放射性物质限量浓度标准》(GB 14882-1994)规定鱼虾类人工放射性元素137Cs限量浓度为8.0×102Bq/kg,评定水产品中的137Cs活度水平及不确定度,能够在出现137Cs限量浓度时,保证结果准确可靠。为此,采用高纯锗γ能谱仪评定水产品中的137Cs活度水平及不确定度,为准确测定水产品中的放射性污染物137Cs提供数据参考。
1 材料与方法
1.1 主要原料
海虾为市售。
1.2 仪器与设备
A66-BW高纯锗γ能谱仪:美国ORTEC公司;JJ500电子天平:常熟双杰测试仪器厂;SXZ-10-12箱式电阻炉:上海一恒科技有限公司;DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱:上海一恒科技有限公司;水产品灰监测效率标准源:中国计量科学研究院电离辐射计量科学研究所。
1.3 试验方法
样品去外壳,取软体称量后,在103℃烘干至恒重,通过干法灰化,炭化阶段缓慢升温,炭化后快速使温度升到400℃灰化,灰化好的样品在干燥器内冷却称重,并计算灰样比。
选择与标准放射源相同规格、相同材质、未被放射性污染的样品盒。装样体积与水产品灰监测效率标准源偏差为2%,装样质量与水产品灰监测效率标准源变差为0.5%。
1.4 测试参数
1.4.1 放大器设置1放大倍数:1.71;放大倍数微调:0.856 0;放大倍数粗调:×2;基线恢复:自动;前置放大器类型:电阻反馈式;输入极性:+。
1.4.2 放大器设置2上升时间:12.00μs;平顶参数:脉冲平顶参数:0.80;斜率:0。
1.4.3 数模转换提供谱仪道数门电路:关闭;全谱道数:16 384;下阈:100;上阈:16 383。
1.4.4 高压设置自锁类型:ORTEC;目标高压:3 000 Volts。
1.4.5 采集时间采集时间为12 h。
2 结果与分析
2.1 测量不确定度来源
按照测量不确定度评定的规定,分为A类和B类评定。A类不确定度为测量重复性不确定度。B类不确定度有为仪器设备不确定度、标准放射源不确定度、样品质量不确定度。水产品中137Cs的不确定度见图1。
图1 137Cs的不确定度Figure 1 Uncertainty of 137Cs
2.2 A类不确定度评定
由测量重复性引入的标准不确定度为:uA()=对样品中137Cs重复测定10次,结果见表1。
表1 样品中的137Cs含量测定结果Table 1 Determination results of 137Cs content in the sample /(Bq/kg)
2.3 B类不确定度评定
式中:urel1为仪器设备引入的不确定度,由校准证书提供,urel1=3.6%,k=2。urel2为标准放射源引入的不确定度,由购买的标准源提供,urel2=4.1%,k=2。根据设备检定证书,样品质量引入的不确定最大允许误差α=0.05 g,k=2。样品质量m=87.70g,则urel3=0.03%。
2.4 标准不确定度分量及其对被标定不确定度的贡献
标准不确定度分量及其对被标定不确定度的相对贡献见图2。
从图2可知,在高纯锗γ能谱仪在水产品中137Cs的不确定度评定过程中,标准放射源不确定度的占比最大,其次是仪器设备引入的不确定度。
图2 高纯锗γ能谱仪在水产品中137Cs的不确定度贡献率Figure 2 Uncertainty contribution rate of 137Cs in aquatic products by high purity germaniumγspectrometer
2.5 合成不确定度与扩展不确定度
3 结论
通过评定高纯锗γ能谱仪在水产品中137Cs的不确定度,A类不确定度主要来自测量重复性,B类不确定度来自仪器设备、标准放射源和样品质量。分析A类和B类不确定度可知,取包含因子k=2,当137Cs的测定结果为72.6 Bq/kg时,扩展不确定度U=k×u×72.6=2×5.57%×72.6=8.1 Bq/kg。通过分析不确定度来源,确定其不确定度主要来自校准证书和标准源。在处理测定数据时,需要考虑设备的校准证书和标准源的不确定度信息。