一种确定活性炭滤盒中放射性碘-131活度及分布的方法
阅读说明：本技术 一种确定活性炭滤盒中放射性碘-131活度及分布的方法 (Method for determining activity and distribution of radioactive iodine-131 in activated carbon filter box ) 是由 夏文 叶宏生 陈克胜 宋鑫鹏 林敏� 徐利军 于 2020-12-02 设计创作，主要内容包括：本公开属于放射性测量技术领域,具体涉及一种确定活性炭滤盒中放射性碘-131活度及分布的方法。该方法是通过对活性炭滤盒深度-效率函数的测量,并采用待测样品正反方向测量后求解超越方程的方式,同时获得待测样品活度及分布参数。利用该方法进行样品活度及活度分布的测量使得不确定度在10％以内。(The disclosure belongs to the technical field of radioactivity measurement, and particularly relates to a method for determining activity and distribution of radioactive iodine-131 in an activated carbon filter box. The method is characterized in that the activity and distribution parameters of the sample to be measured are obtained simultaneously by measuring the depth-efficiency function of the activated carbon filter box and solving an transcendental equation after the forward and reverse directions of the sample to be measured are measured. The method is used for measuring the activity and the activity distribution of the sample, so that the uncertainty is within 10 percent.)
技术领域
本公开属于放射性测量技术领域，具体涉及一种确定活性炭滤盒中放射性碘-131活度及分布的方法。
背景技术
空气中131I是核设施运行监测和环境监测关注的重点放射性核素，常用碘监测仪进行监测，一般采用活性炭滤盒吸附空气中的碘，用NaI(Tl)γ谱仪测量滤盒中131I活度浓度。由于滤盒吸附的131I随深度呈指数分布，不同深度处γ射线探测效率存在差异，给滤盒活度定值带来困难。目前，碘监测仪用户多采用均匀分布滤盒源进行效率校准，存在较大的测量误差，经研究，指数分布参数大于2时，采用均匀分布滤盒源刻度的探测效率进行活度测量计算，结果误差大于50％以上。
发明内容
(一)发明目的
根据现有技术所存在的问题，本公开提供了一种不确定度在10％以内的样品活度及活度分布的测量方法。
(二)技术方案
为了解决现有技术所存在的问题，本公开是通过以下技术方案实现的：
一种确定活性炭滤盒中放射性碘-131活度及分布的方法，该方法是通过对活性炭滤盒深度-效率函数的测量，并采用待测样品正反方向测量后求解超越方程的方式，同时获得待测样品活度及分布参数。
优选地，所述深度-效率函数的测量是通过将131I标准溶液制备成特定活度的滤纸平面标准源，并通过活性炭填充及深度定位，制备一系列不同深度分布(每个滤盒里只放置一个标准源)的活性炭滤盒源，在被测样品测量位分别进行效率刻度，获得碘监测仪对活性炭滤盒源的深度-效率函数f(x)。
优选地，所述制备系列深度分布的活性炭滤盒是通过定位装置将平面标准源固定于活性碳滤盒内的活性炭容纳部件轴向位置的不同高度处。
优选地，所述定位装置为定位圆环。
优选地，所述对待测样品进行正反向测量获得正反向计数率N1、反方向计数率N-1；所述超越方程的方程式为：
其中A为待测样品活度，α为分布参数，A0为待测样品表面单位厚度Δd的活度，D为待测样品活性炭的总厚度，e为自然常数，d为与待测样品正向表面的距离(深度)。
优选地，所述滤纸平面标准源活度为10～106Bq。
优选地，所述滤纸平面标准源活度为102～104Bq。
优选地，所述一系列深度分布活性炭滤盒源可采用深度均匀分布或非均匀分布的方式，系列源个数为1～20个。
优选地，所述一系列深度分布活性炭滤盒源可采用深度均匀分布或非均匀分布的方式，系列源个数为5～10个。
优选地，所述一系列深度分布活性炭滤盒源可采用深度非均匀分布的方式，系列源个数为5～10个。
优选地，所述一系列不同深度分布的活性炭滤盒源的个数为1个以上。
优选地，深度-效率函数f(x)拟合时可采用指数拟合或线性拟合，所述超越方程的求解可采用图解法、牛顿切线法、幂级数解法以或计算机编程解法。。
优选地，解超越方程时，需进行边界条件输入，即：
因此可得：代人方可求解方程组。
(三)有益效果
采用本公开提供的方法，通过对活性炭滤盒深度-效率函数测量，并采用待测样品正反方向测量后求解超越方程的方式，同时获得待测样品活度及分布参数。得到碘-131活度测量结果的相对扩展不确定度由传统方法的20％～30％降低至10％以内，提高了核设施运行监测和环境监测结果的准确度。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本申请进一步阐述。
一种确定活性炭滤盒中放射性碘-131活度及分布的方法，该方法是通过对活性炭滤盒深度-效率函数的测量，并采用待测样品正反方向测量后求解超越方程的方式，同时获得待测样品活度及分布参数。具体操作为：
(1)采用131I标准溶液制备滤纸平面标准源，计算其活度值；
(2)将上述平面标准源分别定位至活性炭滤盒源探头方向0mm、4.8mm、8.8mm、12.8mm、16.8mm、20.4mm处，上下填充活性炭至原质量；
(3)将不同深度活性炭滤盒分别置于待测样品测量位(0cm处)测量，可得该测量位探测器对滤盒中131I的深度-效率关系函数为f(x)＝0.082873·e-0.046511x；
(4)将待测样品(已知A＝814.8Bq，α＝0.32mm-1)置于该测量位，正反方向分别测得计数率N1＝61.49s-1、N-1＝31.62s-1；
(5)建立超越方程如下，求解得到待测样品活度A＝846.8Bq，分布参数α＝0.325mm-1。
(6)同理，采用已知活度及分布的标准源作为待测样品在其他测量位进行测量验证，结果如下表所示，说明本发明对待测样品活度测量结果偏差小于5％，相对扩展不确定度在10％以内。
因此，利用本实施例提供的方法，得到碘-131活度测量结果的相对扩展不确定度由传统方法的20％～30％降低至10％以内，提高了核设施运行监测和环境监测结果的准确度。
实施例2
一种确定活性炭滤盒中放射性碘-131活度及分布的方法，该方法是通过对活性炭滤盒深度-效率函数的测量，并采用待测样品正反方向测量后求解超越方程的方式，同时获得待测样品活度及分布参数。具体操作为：
(1)采用131I标准溶液制备滤纸平面标准源一枚，计算其活度值；
(2)将该平面标准源定位至活性炭滤盒源探头方向0mm处，下方填充活性炭至原质量；
(3)将该活性炭滤盒分别正反向置于待测样品测量位(0cm处)测量，相当于平面源0mm处和20.4mm(滤盒总深度)处两种不同深度分别进行测量，拟合可得该测量位探测器对滤盒中131I的深度-效率关系函数为f(x)＝0.0195·e-0.028875x；
(3)将待测样品(已知A＝2565.0Bq，α＝0.37mm-1)置于该测量位，正反方向分别测得计数率N1＝46.42s-1、N-1＝30.09s-1；
(4)建立超越方程如下，求解得到待测样品活度A＝2565.4Bq，分布参数α＝0.372mm-1。
(5)经不确定度分析，本次测量求解待测样品活度测量结果合成标准不确定度小于5％，相对扩展不确定度在10％以内，相较传统方法的20％～30％，显著提高了核设施运行监测和环境监测结果的准确度。
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