2012年建筑材料放射性比活度測定能力驗證結(jié)果分析評價

江敏芳，吳和平，楊岳斌

（浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院，浙江 杭州 310012）

0 引 言

建筑材料放射性的大小直接關(guān)系到人們的身體健康。近幾年來，很多試驗室都開展了建筑材料放射性的檢測工作。但由于各試驗室對該項目的檢測水平不一，所用檢測設(shè)備也不盡相同，使得檢測結(jié)果存在一定差異。為了加強對檢驗機構(gòu)證后監(jiān)管的力度，進一步提升全省檢驗機構(gòu)的技術(shù)能力，保證其檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠；也為了了解浙江省內(nèi)該檢測領(lǐng)域的整體水平，掌握試驗室間存在的差異，增加各試驗室間檢測結(jié)果的可比性，浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局組織了此次能力驗證工作，并由浙江省質(zhì)量檢測科學(xué)研究院和浙江省質(zhì)量合格評定協(xié)會負(fù)責(zé)實施。

1 此次能力驗證工作的特點

此次能力驗證項目為建筑材料放射性核素（鐳-226、釷-232、鉀-40放射性比活度）的測定。驗證采用雙樣品方式，選擇的建材樣品由本省兩家不同生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥制作，樣品經(jīng)充分?jǐn)嚢?、混勻，并通過0.16mm方孔篩過篩，對兩組樣品分別進行均勻性檢驗，結(jié)果表明，樣品充分均勻。而水泥成品的化學(xué)和物理性能都比較穩(wěn)定，所以在本次能力驗證實施過程中，樣品不會出現(xiàn)明顯變動，放射性核素含量的變化微乎其微，可以認(rèn)定其特征值是穩(wěn)定的，滿足開展能力驗證工作的要求，能夠保證能力驗證過程中出現(xiàn)的離群結(jié)果不是由樣品本身的差異所致。

均勻性檢驗合格后用兩層食品塑料袋密封包裝，每袋約2 kg，每個企業(yè)制備一組樣品，分別記為A、B。參加能力驗證實驗室對A、B兩組樣品進行檢測，每組的兩個樣品同時檢驗，得出兩個獨立的檢測結(jié)果數(shù)據(jù)集。

為了保證各實驗室操作的一致性，專門組織了有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員編寫了作業(yè)指導(dǎo)書和能力驗證檢測結(jié)果報告單。具體試驗過程和結(jié)果上報要求如下：

（1）本次能力驗證計劃按照GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》進行檢測，檢測參數(shù)為鐳-226、釷-232和鉀-40放射性比活度。

（2）將收到的樣品在溫度110℃±5℃的干燥箱中烘干5h，然后于干燥器內(nèi)冷卻至室溫。將樣品放入與標(biāo)準(zhǔn)樣品幾何狀態(tài)一致的樣品盒中，稱重（精確至 0.1g），并密封 15d。

（3）將密封15d后的樣品在與標(biāo)準(zhǔn)樣品在測量條件相同情況下進行檢測。

（4）檢測結(jié)果及所用設(shè)備情況等信息記錄在《建筑材料放射性核素（鐳-226、釷-232、鉀-40放射性比活度）能力驗證檢測結(jié)果報告單》，放射性比活度檢測結(jié)果精確至0.1Bq/kg。

（5）原始記錄隨檢測結(jié)果報告單一起報送，原始記錄應(yīng)包含操作截屏圖和儀器顯示檢測結(jié)果的記錄（要求打印成紙質(zhì)）。

（6）提供儀器設(shè)備的檢定/校準(zhǔn)證書復(fù)印件，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書復(fù)印件。

2 統(tǒng)計處理結(jié)果及其評價

對56家實驗室給出的檢測結(jié)果進行統(tǒng)計，其結(jié)果如表1所示。

在參加本次能力驗證的56家實驗室中，每家實驗室均進行了兩個樣品的測試，其結(jié)果評價為：

（1）對于鐳-226放射性比活度項目的檢測，有45家實驗室給出了滿意結(jié)果，占總數(shù)的80.4%；4家實驗室出現(xiàn)了有問題結(jié)果，占總數(shù)的7.1%；7家實驗室出現(xiàn)了不滿意結(jié)果，占總數(shù)的12.5%。其中ZB出現(xiàn)有問題結(jié)果3個，不滿意結(jié)果6個；ZW出現(xiàn)有問題結(jié)果3個，不滿意結(jié)果1個。

表1 主要統(tǒng)計量匯總表

（2）對于釷-232放射性比活度項目的檢測，有46家實驗室給出了滿意結(jié)果，占總數(shù)的82.1%；4家實驗室出現(xiàn)了有問題結(jié)果，占總數(shù)的7.1%；6家實驗室出現(xiàn)了不滿意結(jié)果，占總數(shù)的10.7%。其中ZB出現(xiàn)有問題結(jié)果3個，不滿意結(jié)果6個；ZW出現(xiàn)有問題結(jié)果1個，不滿意結(jié)果1個。

（3）對于鉀-40放射性比活度項目的檢測，有38家實驗室給出了滿意結(jié)果，占總數(shù)的67.9%；有7家實驗室出現(xiàn)了有問題結(jié)果，占總數(shù)的12.5%；有11家實驗室出現(xiàn)了不滿意結(jié)果占總數(shù)的19.6%。其中ZB出現(xiàn)有問題結(jié)果2個，不滿意結(jié)果6個；ZW出現(xiàn)有問題結(jié)果7個，不滿意結(jié)果9個。

實驗室結(jié)果綜述見表2和圖1。

出現(xiàn)有問題結(jié)果和不滿意結(jié)果的實驗室代碼見表3。

3 技術(shù)分析建議

此次能力驗證作業(yè)指導(dǎo)書中對某些影響因素（如烘干溫度、時間、樣品密封時間等）作了規(guī)定，考慮到影響建筑材料放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40比活度檢測結(jié)果的原因有很多，還對檢測儀器的探測器類型、分辨率及碘化鈉探測器晶體尺寸（或高純鍺探測器效率）以及樣品盒尺寸、鉛屏蔽室的內(nèi)徑及壁厚進行統(tǒng)計分析。不同試驗室所用儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表4所示。

表2 滿意結(jié)果、有問題結(jié)果、不滿意結(jié)果實驗室綜述表

表3 出現(xiàn)有問題結(jié)果和不滿意結(jié)果的實驗室代碼

表4 各試驗室所用儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)情況表

圖1 滿意結(jié)果、有問題結(jié)果、不滿意結(jié)果實驗室綜述圖

表4顯示，探測器為高純鍺型的有1個，占1.8%：碘化鈉型的有55個，占92.2%。

3.1 檢測儀器

對于碘化鈉型γ能譜儀，在規(guī)定的測試條件下，影響測試結(jié)果的因素主要有：

（1）鉛屏蔽室的厚度和碘化鈉探測器晶體尺寸。采用低本底γ能譜儀測試材料的鐳-226、釷-232、鉀-40比活度時，本底和探測效率都會影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。本底越低，探測效率越高，則測試結(jié)果的準(zhǔn)確度越高，測試結(jié)果的分散性越小。由于自然界中到處都存在著鐳-226、釷-232、鉀-40等核素的γ光子，如果鉛室厚度不夠，這些γ光子能穿透鉛室進入碘化鈉探測器的γ光子數(shù)目增多，使γ能譜儀的本底增高。而碘化鈉探測器晶體尺寸的大小則會影響探測器對γ光子的探測效率，碘化鈉晶體尺寸越小，則γ能譜儀的探測效率越低。JJG 417-2006《中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程——γ譜儀》中要求：碘化鈉探測器的屏蔽室壁厚應(yīng)不小于100mm，內(nèi)徑不小于200mm，碘化鈉晶體尺寸不小于φ75mm×75mm。

（2）γ能譜儀的穩(wěn)定性。γ能譜儀是一種相對測試裝置，實際測試中不可能每次檢測樣品時都進行刻度，因此要求其具有良好的穩(wěn)定性。若長時間不使用γ能譜儀，在新做樣品前應(yīng)進行重新刻度。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)源

標(biāo)準(zhǔn)源的精度對于測量值的準(zhǔn)確性起著至關(guān)重要的作用。標(biāo)準(zhǔn)源屬于有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，實驗室購買的標(biāo)準(zhǔn)源應(yīng)具有良好的均勻性、穩(wěn)定性，量值準(zhǔn)確，并能溯源到國家計量基準(zhǔn)，并要求供應(yīng)方提供證書原件，以保證傳遞過程的可追溯性。

3.3 實驗室環(huán)境設(shè)施條件

因碘化鈉探測器中的光電倍增管有一定溫度系數(shù)，碘化鈉γ能譜儀檢測場所應(yīng)裝空調(diào)，保證室溫變化范圍≤±2℃，相對濕度≤75%。由于電壓波動會影響γ能譜儀的穩(wěn)定性，為保證γ能譜儀的正常穩(wěn)定工作，最好能配備一臺穩(wěn)壓電源裝置。另外，樣品加工設(shè)備要遠離γ能譜儀，以防有粉塵和震動影響γ能譜儀。

3.4 操作過程

（1）放射性平衡。在GB 6566-2010中規(guī)定樣品密封、平衡后再測量樣品，沒有對其時間進行具體規(guī)定，需要根據(jù)檢測人員平時的積累進行判斷。在此次能力驗證中統(tǒng)一規(guī)定樣品的密封時間為15d。

（2）裝樣的要求。裝樣稱量時需注意到裝樣品的樣品盒底部不僅要等于或小于探測器的直徑，而且必須與標(biāo)準(zhǔn)源所使用樣品盒具有相同的材質(zhì)、大小、形狀，樣品稱重要求精確至0.1g。樣品在樣品盒內(nèi)的高度和標(biāo)準(zhǔn)源在樣品盒內(nèi)的高度相一致。

（3）樣品盒在探測器上的放置位置。γ能譜儀的相對測試性要求，樣品盒在探測器上的放置位置應(yīng)與測試標(biāo)準(zhǔn)源時標(biāo)準(zhǔn)源的放置位置相同。

（4）測試時間的長短。應(yīng)根據(jù)γ能譜儀的本底、探測效率和材料放射性的強弱，合理確定測試時間的長短。對本底高、探測效率低的，應(yīng)適當(dāng)延長測試時間；在本底和探測效率一定的情況下，放射性強的樣品，測試時間短；放射性弱的樣品，測試時間相對較長，以保證測試結(jié)果達到統(tǒng)計誤差的要求。

其他一些需注意的方面如：每次測完一個樣品，當(dāng)取出樣品后，應(yīng)打開鉛室門空置0.5h；由于探測器的好壞直接影響檢測數(shù)據(jù)的正確，為更好保護探測器，防止高放射性物質(zhì)可能落在探測器上，樣品盒外表應(yīng)清潔、干凈、干燥；檢測結(jié)果數(shù)字修約要符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

4 結(jié)束語

在此次建筑材料放射性比活度能力驗證中，對于A樣品和B樣品兩個樣品的檢測，有58.9%的試驗室給出滿意結(jié)果，還有相當(dāng)大的一部分試驗室的結(jié)果不太滿意，因此只有熟練掌握標(biāo)準(zhǔn)檢測方法并配備更精準(zhǔn)的檢測儀器，才能保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

[1]CNAS-RL02—2007能力驗證規(guī)則[S].

[2]CNAS-GL02—2006能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南[S].

[3]CNAS-GL03—2006能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南[S].