放射性核素γ能譜相關標準分析

張奎 陳迎鋒 楊永新

摘 要：本文分析了當前放射性核素γ能譜相關標準，為提升標準的適用性與可操作性提出建議。利用全國標準信息公共服務平臺，對我國放射性核素γ能譜標準情況進行檢索統計，包括國家標準、行業標準、團體標準，對放射性核素γ能譜系列標準存在的問題進行系統的分析與討論。結果表明，當前的放射性核素γ能譜系列標準存在術語定義不一致、標準內容重復、技術指標要求不統一等問題。據此，建議修定并整合放射性核素γ能譜系列相關標準，增強標準的豐富性、適用性和可操作性等，以推動標準更加廣泛的應用。

關鍵詞：放射性核素，γ能譜，標準，分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2024.02.013

0 引 言

γ能譜分析是分析樣品中γ放射性核素最重要的測量手段。γ能譜分析在核物理研究、醫學分析、環境檢測、國土安全和地質勘探中得到了廣泛的應用，與其他放射性分析方法相比，γ譜儀既能定性、又能定量[1]。開展γ能譜測量的標準化分析工作，對于γ能譜分析具有十分重要的意義。本文以γ能譜相關現行標準作為切入點，分析目前放射性核素γ能譜標準體系的建設情況，包括國家標準、行業標準和團體標準，探討放射性核素γ能譜及其標準化未來的工作思路，并提出對策建議；利用計量分析方法、文獻調研法等情報分析方法[2]，基于全國標準信息公共服務平臺提供的資源，對我國放射性核素γ能譜標準的實施情況進行檢索統計，并對放射性核素γ能譜標準體系存在的問題進行分析討論并提出建議。

1 放射性核素γ能譜相關標準

依據全國標準信息公共服務平臺查詢統計，截至2023年11月涉及放射性核素γ能譜的現行國家標準共3項，行業標準6項，團體標準1項。在國家標準的歸口單位方面，主要是國家衛生健康委員會（國家衛健委，標準數量2項）、國家認證認可監督管理委員會（國家認監委，標準數量1項）、全國海洋標準化技術委員會（SAC/TC 283，標準數量1項）、生態環境部核設施安全監管司和法規與標準司（生態環境部，標準數量3項）、國家衛生標準委員會放射衛生標準專業委員會（國家衛標委，標準數量2項）、北京市輻射安全研究會（北京輻安會，標準數量1項）。

1.1 放射性核素γ能譜國家標準

表1列出了放射性核素γ能譜的國家標準共計3項，形成了目前標準應用的基礎。從牽頭單位來看，這些國家標準的歸口單位主要是國家衛健委和TC 283。從實施時間來看，這些國家標準的制定分為兩個階段：20世紀9 0年代，由原衛生部牽頭制定了GB 11713-1989，并以此為基礎制定了GB/T 11743-1989、GB/T 16140-1995和GB/T 16145-1995; 另一階段是近十年，隨著新型探測器（高純鍺、溴化鑭等）在γ能譜分析方面的廣泛應用以及性能指標的迅速提升，國家衛健委（原國家衛計委）對上述標準進行了修訂并對類似的標準進行了合并和替代，形成了目前實施的GB/ T 11713-2 015、GB/ T 16145-2 0 22。同一時期，TC 283基于海洋沉積物放射性核素的測定制定了G B / T30738-2014。

表1中的3項國家標準為放射性核素γ能譜的分析提供了堅實的方法支撐和技術保障。GB / T11713-2015是放射性核素γ能譜分析的通用方法，為各類環境介質放射性核素γ能譜分析提供基礎方法。GB/T 16145-2022以GB/T 16145-2020為主，整合了GB/T 11743-2013和GB/T 16140-2018的內容，形成了全面的環境樣品和生物樣品的放射性核素γ能譜分析方法。GB/T 30738-2014是具有行業特色的專有海洋沉積物放射性核素γ能譜分析方法，與GB/T 16145-2022中的海洋沉積物（底泥）的采集、制備與測量均參照GB 17378.3-2007。

1.2 放射性核素γ能譜行業標準

表2列出了放射性核素γ能譜的行業標準共計6項。從牽頭單位來看，這些行業標準的歸口單位主要是國家認監委、國家衛標委和生態環境部。基于行業應用來看，分別是國家檢驗檢疫、國家衛生健康和國家核能安全領域。從實施時間來看，這些行業標準的制定有兩個階段：2000年前后，國家衛標委制定了WS/T 184-1999；2010年以后，隨著福島核事故發生，國家充分重視核能安全與衛生安全，由生態環境部相繼制定了HJ 1127-2020、HJ 1129-2020、HJ 1149-2020，建立了基于應急和就地測量的土壤樣品、氣溶膠樣品、水樣品、生物樣品中γ核素的快速測量和就地土壤的γ核素放射性活度濃度的技術規范。同時，國家認監委參照GB/T 11743-2013和GB/T 16145-1995（以上2項標準現已合并為GB/T 16145-2022）制定了SN/T 456-2016。國家衛標委也修訂了WS/T 184-2017，制定了WS/T 614-2018。

表2中的6項行業標準為應急狀態下放射性核素γ能譜的快速分析提供了堅實的方法依據和技術遵循。SN/T 456-2016適用于鎬英砂中天然放射性核素的測定，其與GB/T 16145-2022、WS/T 614-2018和HJ 1127-2020中土壤中的放射性核素的測定類似。WS/T 614-2018和HJ 1127-2020均為應急情況下放射性核素的γ能譜快速分析，WS/T 614-2018更適于核醫學中放射衛生的應急監測，而HJ1127-2020更適于核與輻射事故應急情況下環境樣品γ核素的測量。在空氣氣溶膠測量方面分別有WS/T 184-2017和HJ 1149-2020，HJ 1149-2020相對于WS/T 184-2017在樣品的采集、制備等方面更加具體、詳細。核事故應急就地測量地表土壤則適用HJ 1129-2020，其特有的質量張弛深度、等效表面沉積通量等指標為核事故應急決策支持提供了信息參考。

1.3 放射性核素γ能譜團體標準

表3列出了放射性核素γ能譜的團體標準共1項。北京市輻射安全研究會制定的T/BSRS 027-2020，詳細規范了核電廠氣態流出物中惰性氣體煙囪直接取樣與γ能譜分析，適用于核電廠煙囪氣態流出物中惰性氣體的快速監測。其與HJ 1129-2020類似，實現了介質（土壤和氣態流出物）的現場監測。

2 標準內容分析

2.1 共性分析

放射性核素γ能譜的現行標準都采用高純鍺（HPGe）γ能譜儀，這是因為高純鍺與Ge（Li）探測器和碘化鈉探測器相比分辨率強、靈敏度高、刻度方便、樣品前處理簡單[13]。在全環境介質測量方面的標準中，HJ 1127-2020適用于應急狀況下的快速測量，而GB/T 16145-2022更適用于在實驗室條件下的精確測量。在空氣樣品的采樣、制備與測量的標準中，GB/T 16145-2022規定要求的原則性強、HJ 1127-2020是在應急狀態下的快速監測、HJ1149-2020具有較強的可操作性、WS/T 184-2017的內容被包含在前述標準中，而T/BSRS 027-2020僅適用于核電廠煙囪氣態流出物。在應急情況下監測方面的標準中，HJ 1127-2020比WS/T 614-2018更具體、詳細且包含的放射性核素更全面。

2.2 差異分析

在脈沖幅度分析器道數選擇的標準中，僅GB/T 16145-2 0 22中脈沖幅度分析器應不小于4 0 9 6道，而其他標準都選擇不少于8192道，這是因為道數的選擇要依據能譜的復雜程度、γ射線能量分布范圍以及能量分辨率等因素綜合考慮。

能譜分析軟件功能選擇方面的標準G B / T16145-2022、WS/T 184-2017、WS/T 614-2018、HJ1127-2020，要求除具備能譜分析功能還要有無源效率刻度功能，這是因為這些標準主要應用在應急監測或者是全面監測領域來保障監測任務的順利進行。

在效率刻度標準源方面，GB/ T 11713-2 015中要求在能區內選擇7個能量的γ射線，而GB/ T16145-2022 中要求選擇至少9個能量的γ射線，考慮到γ能譜測量技術的發展，為實現不同核素的識別及活度濃度測量，建議在實際分析過程中以時間最新的標準為準。

在土壤中放射性核素γ能譜分析的標準中，HJ1129-2020 用于測量地表土壤放射性γ核素的測定并要求配備地理定位系統，記錄測試時的地理坐標，GB/T 16145-2022、HJ 1127-2020土壤樣品中放射性γ核素的測定。與土壤類似，SN/T 456-2016通過用γ能譜法測定鎬英砂中的放射性核素。

在效率刻度方法方面的標準中，GB/T 11713-2015采用核素全吸收峰探測效率刻度和γ射線全吸收峰探測效率刻度，而GB/T 16145- 2022和GB/T30738-2014中采用γ射線全能峰探測效率刻度（分為相對比較法和效率比較法）以及無源效率法。當前，已有大量研究采用無源效率刻度方法[14]，其優勢是標準源較難獲得的情況下，可通過輸入被測樣品的相關參數，對測量數據經過模擬計算并修正后得到測量結果，測量樣品廣適性強，特別是對于難以制作標準源的不規則樣品，測量方法簡便、使用靈活、批次樣品測量快等，劣勢是無法溯源至國家或者國際標準，精準度需依托內部算法來提高。無源效率刻度的應用不僅可以減少工作人員接觸放射源的頻度，避免職業照射，降低職業健康風險；而且隨著環境保護和疾病預防控制機構監測樣品種類范圍的不斷擴大，在難以找到完全合適的標準源時，可將無源效率刻度技術推廣到環境和食品樣品中放射性核素污染風險監測工作中[15]。

2.3 適用范圍與介質分析

放射性核素γ能譜的現行標準適用的范圍和介質見表4。在適用范圍方面基本上覆蓋了輻射環境的常規監測與應急監測，覆蓋范圍比較全面。在適用介質方面覆蓋了大氣、水、土壤等常規環境介質和生物樣品。同時，也包含了一些特殊的介質，例如：地表土壤、核電廠煙囪排放氣體等。

3 討論與建議

3.1 標準體系重構完善

放射性核素的γ能譜相關的10項標準，涉及5個歸口單位，其中2個為全國性標準化技術委員會（全國海洋標準化技術委員會和國家衛生標準委員會放射衛生標準專業委員會），2個國務院直屬機構（生態環境部和衛生健康委員會），1個社會團體（北京市輻射安全研究會），說明放射性核素的γ能譜分析在海洋、衛生、核能等領域涉及廣泛。但是，由于歸口較多，存在一些標準間的術語定義不一致、內容覆蓋范圍不同、方法介紹深度不同、配套性和時效性難以統一等問題。

重構標準體系方面，建議由國家衛生健康委員會和生態環境部聯合提出，具體由中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所和生態環境部核與輻射安全中心聯合牽頭，聯系國內主要的科研院所以及相關的骨干企業參加，以放射性核素γ能譜分析國家標準為基礎，全面梳理、分析和總結目前的行業標準和團體標準，系統性、重構性地構建統一的國家標準，實現標準全壽期、周期性的有效管理。標準體系重構完善需具有國際視野，按照國家放射衛生以及核能發展的戰略指引，及時追蹤世界衛生組織和國際原子能機構在“放射性核素γ能譜分析”領域最新的標準要求，結合“日本核廢水排海”等國際問題積極推進我國標準在國際事務中的影響力，努力提升我國標準的國際話語權。

3.2 基礎標準全面一致

基礎標準是在一定范圍內作為其他標準的基礎并具有廣泛指導意義的標準，通常包括標準化工作導則、通用技術語言標準、量和單位標準、數據與數值標準等。基礎標準是保障延伸標準一致性，促進海洋、衛生、核能等領域健康發展的基礎性文件。現行的基礎標準是GB/T 11713-2015《高純鍺γ能譜分析通用方法》，但是該標準與其他現行標準相比存在術語定義不一致、刻度方法未明確無源效率刻度等問題，且目前該標準的起草規則也由GB/T 1.1-2009修訂升級為GB/T 1.1-2020，因此亟需對該基礎標準進行修訂。

放射性核素的γ能譜相關的10項標準中的部分標準術語和限值要求不一致。例如：在標準術語方面，GB/ T 11713-2015中“γ射線全吸收峰探測效率”與GB/ T 16145-2 0 22中“全能峰探測效率”叫法不一致。在刻度曲線核查的標準中GB/ T11713-2015和HJ 1149-2020中要求24小時內峰位變化不超過1道，而GB/T 16145- 2022和HJ 1127-2020中要求24小時內峰位漂移不超過2道。建議可在基礎標準進行修訂的過程中加以明確，方便延伸標準在表述和應用上全面一致。

3.3 團體標準靈活應用

團體標準相比國家標準和行業標準，具有更強的靈活性、對問題的反應速度及時、更新速度快等特點，且是標準體系建設的重要組成部分。然而，在目前的團體標準中僅有北京市輻射安全研究會制定的T/ BSRS 027-2020。尤其是在核技術應用的行業領域中，例如：核醫學、核安保、放射性藥物、環境保護等領域中的社會團體可以根據市場行業的發展及時制定與市場相匹配的團體標準，充分滿足市場和創新需求，能夠使企業更加聚焦新技術、新產業和新業態，從而能夠及時填補行業空白[16]。

4 總結與展望

實施創新驅動的發展不可或缺的就是要實現行業的標準化。目前的放射性核素的γ能譜系列標準在實施過程中，存在術語定義不統一、內容涵蓋不一致、配套性和時效性不強等問題，需要由相關部門統籌規劃，并及時進行制修訂。同時，實現標準的廣泛應用并與世界接軌，需要實現科技創新成果與相應產業的標準化相互融合；需要利用標準制修訂的契機融入核心技術與知識產權；需要清晰國家標準、行業標準和團體標準的定位與應用范圍。標準體系建設是一項持久性的系統工程，需要政府部門、高校和科研院所、行業協會、企業等多方共同努力來實現標準的先進性、及時性和有效性。

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