張奎 陳迎鋒 楊永新

摘 要：本文分析了當(dāng)前放射性核素γ能譜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為提升標(biāo)準(zhǔn)的適用性與可操作性提出建議。利用全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)，對(duì)我國(guó)放射性核素γ能譜標(biāo)準(zhǔn)情況進(jìn)行檢索統(tǒng)計(jì)，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)放射性核素γ能譜系列標(biāo)準(zhǔn)存在的問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析與討論。結(jié)果表明，當(dāng)前的放射性核素γ能譜系列標(biāo)準(zhǔn)存在術(shù)語定義不一致、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容重復(fù)、技術(shù)指標(biāo)要求不統(tǒng)一等問題。據(jù)此，建議修定并整合放射性核素γ能譜系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的豐富性、適用性和可操作性等，以推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)更加廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：放射性核素，γ能譜，標(biāo)準(zhǔn)，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(cè)量手段。γ能譜分析在核物理研究、醫(yī)學(xué)分析、環(huán)境檢測(cè)、國(guó)土安全和地質(zhì)勘探中得到了廣泛的應(yīng)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(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)化分析工作，對(duì)于γ能譜分析具有十分重要的意義。本文以γ能譜相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)作為切入點(diǎn)，分析目前放射性核素γ能譜標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)情況，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，探討放射性核素γ能譜及其標(biāo)準(zhǔn)化未來的工作思路，并提出對(duì)策建議；利用計(jì)量分析方法、文獻(xiàn)調(diào)研法等情報(bào)分析方法[2]，基于全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)提供的資源，對(duì)我國(guó)放射性核素γ能譜標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施情況進(jìn)行檢索統(tǒng)計(jì)，并對(duì)放射性核素γ能譜標(biāo)準(zhǔn)體系存在的問題進(jìn)行分析討論并提出建議。

1 放射性核素γ能譜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)查詢統(tǒng)計(jì)，截至2023年11月涉及放射性核素γ能譜的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)共3項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的歸口單位方面，主要是國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)（國(guó)家衛(wèi)健委，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量2項(xiàng)）、國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)（國(guó)家認(rèn)監(jiān)委，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量1項(xiàng)）、全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 283，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量1項(xiàng)）、生態(tài)環(huán)境部核設(shè)施安全監(jiān)管司和法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)司（生態(tài)環(huán)境部，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量3項(xiàng)）、國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)放射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)委員會(huì)（國(guó)家衛(wèi)標(biāo)委，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量2項(xiàng)）、北京市輻射安全研究會(huì)（北京輻安會(huì)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量1項(xiàng)）。

1.1 放射性核素γ能譜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

表1列出了放射性核素γ能譜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)3項(xiàng)，形成了目前標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的基礎(chǔ)。從牽頭單位來看，這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的歸口單位主要是國(guó)家衛(wèi)健委和TC 283。從實(shí)施時(shí)間來看，這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定分為兩個(gè)階段：20世紀(jì)9 0年代，由原衛(wèi)生部牽頭制定了GB 11713-1989，并以此為基礎(chǔ)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(cè)器（高純鍺、溴化鑭等）在γ能譜分析方面的廣泛應(yīng)用以及性能指標(biāo)的迅速提升，國(guó)家衛(wèi)健委（原國(guó)家衛(wèi)計(jì)委）對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂并對(duì)類似的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了合并和替代，形成了目前實(shí)施的GB/ T 11713-2 015、GB/ T 16145-2 0 22。同一時(shí)期，TC 283基于海洋沉積物放射性核素的測(cè)定制定了G B / T30738-2014。

表1中的3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為放射性核素γ能譜的分析提供了堅(jiān)實(shí)的方法支撐和技術(shù)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(huán)境介質(zhì)放射性核素γ能譜分析提供基礎(chǔ)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(nèi)容，形成了全面的環(huán)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(yè)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(cè)量均參照GB 17378.3-2007。

1.2 放射性核素γ能譜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

表2列出了放射性核素γ能譜的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)6項(xiàng)。從牽頭單位來看，這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的歸口單位主要是國(guó)家認(rèn)監(jiān)委、國(guó)家衛(wèi)標(biāo)委和生態(tài)環(huán)境部?；谛袠I(yè)應(yīng)用來看，分別是國(guó)家檢驗(yàn)檢疫、國(guó)家衛(wèi)生健康和國(guó)家核能安全領(lǐng)域。從實(shí)施時(shí)間來看，這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定有兩個(gè)階段：2000年前后，國(guó)家衛(wèi)標(biāo)委制定了WS/T 184-1999；2010年以后，隨著福島核事故發(fā)生，國(guó)家充分重視核能安全與衛(wèi)生安全，由生態(tài)環(huán)境部相繼制定了HJ 1127-2020、HJ 1129-2020、HJ 1149-2020，建立了基于應(yīng)急和就地測(cè)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(cè)量和就地土壤的γ核素放射性活度濃度的技術(shù)規(guī)范。同時(shí)，國(guó)家認(rèn)監(jiān)委參照GB/T 11743-2013和GB/T 16145-1995（以上2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已合并為GB/T 16145-2022）制定了SN/T 456-2016。國(guó)家衛(wèi)標(biāo)委也修訂了WS/T 184-2017，制定了WS/T 614-2018。

表2中的6項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為應(yīng)急狀態(tài)下放射性核素γ能譜的快速分析提供了堅(jiān)實(shí)的方法依據(jù)和技術(shù)遵循。SN/T 456-2016適用于鎬英砂中天然放射性核素的測(cè)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(cè)定類似。WS/T 614-2018和HJ 1127-2020均為應(yīng)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(yī)學(xué)中放射衛(wèi)生的應(yīng)急監(jiān)測(cè)，而HJ1127-2020更適于核與輻射事故應(yīng)急情況下環(huán)境樣品γ核素的測(cè)量。在空氣氣溶膠測(cè)量方面分別有WS/T 184-2017和HJ 1149-2020，HJ 1149-2020相對(duì)于WS/T 184-2017在樣品的采集、制備等方面更加具體、詳細(xì)。核事故應(yīng)急就地測(cè)量地表土壤則適用HJ 1129-2020，其特有的質(zhì)量張弛深度、等效表面沉積通量等指標(biāo)為核事故應(yīng)急決策支持提供了信息參考。

1.3 放射性核素γ能譜團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

表3列出了放射性核素γ能譜的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)共1項(xiàng)。北京市輻射安全研究會(huì)制定的T/BSRS 027-2020，詳細(xì)規(guī)范了核電廠氣態(tài)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(tài)流出物中惰性氣體的快速監(jiān)測(cè)。其與HJ 1129-2020類似，實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)（土壤和氣態(tài)流出物）的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

2 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容分析

2.1 共性分析

放射性核素γ能譜的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)都采用高純鍺（HPGe）γ能譜儀，這是因?yàn)楦呒冩N與Ge（Li）探測(cè)器和碘化鈉探測(cè)器相比分辨率強(qiáng)、靈敏度高、刻度方便、樣品前處理簡(jiǎn)單[13]。在全環(huán)境介質(zhì)測(cè)量方面的標(biāo)準(zhǔn)中，HJ 1127-2020適用于應(yīng)急狀況下的快速測(cè)量，而GB/T 16145-2022更適用于在實(shí)驗(yàn)室條件下的精確測(cè)量。在空氣樣品的采樣、制備與測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)中，GB/T 16145-2022規(guī)定要求的原則性強(qiáng)、HJ 1127-2020是在應(yīng)急狀態(tài)下的快速監(jiān)測(cè)、HJ1149-2020具有較強(qiáng)的可操作性、WS/T 184-2017的內(nèi)容被包含在前述標(biāo)準(zhǔn)中，而T/BSRS 027-2020僅適用于核電廠煙囪氣態(tài)流出物。在應(yīng)急情況下監(jiān)測(cè)方面的標(biāo)準(zhǔn)中，HJ 1127-2020比WS/T 614-2018更具體、詳細(xì)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(shù)選擇的標(biāo)準(zhǔn)中，僅GB/T 16145-2 0 22中脈沖幅度分析器應(yīng)不小于4 0 9 6道，而其他標(biāo)準(zhǔn)都選擇不少于8192道，這是因?yàn)榈罃?shù)的選擇要依據(jù)能譜的復(fù)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(biāo)準(zhǔn)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?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用在應(yīng)急監(jiān)測(cè)或者是全面監(jiān)測(cè)領(lǐng)域來保障監(jiān)測(cè)任務(wù)的順利進(jìn)行。

在效率刻度標(biāo)準(zhǔn)源方面，GB/ T 11713-2 015中要求在能區(qū)內(nèi)選擇7個(gè)能量的γ射線，而GB/ T16145-2022 中要求選擇至少9個(gè)能量的γ射線，考慮到γ能譜測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)不同核素的識(shí)別及活度濃度測(cè)量，建議在實(shí)際分析過程中以時(shí)間最新的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

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

在效率刻度方法方面的標(biāo)準(zhǔn)中，GB/T 11713-2015采用核素全吸收峰探測(cè)效率刻度和γ射線全吸收峰探測(cè)效率刻度，而GB/T 16145- 2022和GB/T30738-2014中采用γ射線全能峰探測(cè)效率刻度（分為相對(duì)比較法和效率比較法）以及無源效率法。當(dāng)前，已有大量研究采用無源效率刻度方法[14]，其優(yōu)勢(shì)是標(biāo)準(zhǔn)源較難獲得的情況下，可通過輸入被測(cè)樣品的相關(guān)參數(shù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬計(jì)算并修正后得到測(cè)量結(jié)果，測(cè)量樣品廣適性強(qiáng)，特別是對(duì)于難以制作標(biāo)準(zhǔn)源的不規(guī)則樣品，測(cè)量方法簡(jiǎn)便、使用靈活、批次樣品測(cè)量快等，劣勢(shì)是無法溯源至國(guó)家或者國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，精準(zhǔn)度需依托內(nèi)部算法來提高。無源效率刻度的應(yīng)用不僅可以減少工作人員接觸放射源的頻度，避免職業(yè)照射，降低職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)；而且隨著環(huán)境保護(hù)和疾病預(yù)防控制機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)樣品種類范圍的不斷擴(kuò)大，在難以找到完全合適的標(biāo)準(zhǔn)源時(shí)，可將無源效率刻度技術(shù)推廣到環(huán)境和食品樣品中放射性核素污染風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工作中[15]。

2.3 適用范圍與介質(zhì)分析

放射性核素γ能譜的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)適用的范圍和介質(zhì)見表4。在適用范圍方面基本上覆蓋了輻射環(huán)境的常規(guī)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急監(jiān)測(cè)，覆蓋范圍比較全面。在適用介質(zhì)方面覆蓋了大氣、水、土壤等常規(guī)環(huán)境介質(zhì)和生物樣品。同時(shí)，也包含了一些特殊的介質(zhì)，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(biāo)準(zhǔn)體系重構(gòu)完善

放射性核素的γ能譜相關(guān)的10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，涉及5個(gè)歸口單位，其中2個(gè)為全國(guó)性標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)放射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)委員會(huì)），2個(gè)國(guó)務(wù)院直屬機(jī)構(gòu)（生態(tài)環(huán)境部和衛(wèi)生健康委員會(huì)），1個(gè)社會(huì)團(tuán)體（北京市輻射安全研究會(huì)），說明放射性核素的γ能譜分析在海洋、衛(wèi)生、核能等領(lǐng)域涉及廣泛。但是，由于歸口較多，存在一些標(biāo)準(zhǔn)間的術(shù)語定義不一致、內(nèi)容覆蓋范圍不同、方法介紹深度不同、配套性和時(shí)效性難以統(tǒng)一等問題。

重構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系方面，建議由國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)和生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合提出，具體由中國(guó)疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所和生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心聯(lián)合牽頭，聯(lián)系國(guó)內(nèi)主要的科研院所以及相關(guān)的骨干企業(yè)參加，以放射性核素γ能譜分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，全面梳理、分析和總結(jié)目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)性、重構(gòu)性地構(gòu)建統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)全壽期、周期性的有效管理。標(biāo)準(zhǔn)體系重構(gòu)完善需具有國(guó)際視野，按照國(guó)家放射衛(wèi)生以及核能發(fā)展的戰(zhàn)略指引，及時(shí)追蹤世界衛(wèi)生組織和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)在“放射性核素γ能譜分析”領(lǐng)域最新的標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合“日本核廢水排海”等國(guó)際問題積極推進(jìn)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際事務(wù)中的影響力，努力提升我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際話語權(quán)。

3.2 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)全面一致

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是在一定范圍內(nèi)作為其他標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)并具有廣泛指導(dǎo)意義的標(biāo)準(zhǔn)，通常包括標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則、通用技術(shù)語言標(biāo)準(zhǔn)、量和單位標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)與數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)等?；A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是保障延伸標(biāo)準(zhǔn)一致性，促進(jìn)海洋、衛(wèi)生、核能等領(lǐng)域健康發(fā)展的基礎(chǔ)性文件?，F(xiàn)行的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 11713-2015《高純鍺γ能譜分析通用方法》，但是該標(biāo)準(zhǔn)與其他現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相比存在術(shù)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(biāo)準(zhǔn)的起草規(guī)則也由GB/T 1.1-2009修訂升級(jí)為GB/T 1.1-2020，因此亟需對(duì)該基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。

放射性核素的γ能譜相關(guān)的10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中的部分標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和限值要求不一致。例如：在標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語方面，GB/ T 11713-2015中“γ射線全吸收峰探測(cè)效率”與GB/ T 16145-2 0 22中“全能峰探測(cè)效率”叫法不一致。在刻度曲線核查的標(biāo)準(zhǔn)中GB/ T11713-2015和HJ 1149-2020中要求24小時(shí)內(nèi)峰位變化不超過1道，而GB/T 16145- 2022和HJ 1127-2020中要求24小時(shí)內(nèi)峰位漂移不超過2道。建議可在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂的過程中加以明確，方便延伸標(biāo)準(zhǔn)在表述和應(yīng)用上全面一致。

3.3 團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)靈活應(yīng)用

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)相比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有更強(qiáng)的靈活性、對(duì)問題的反應(yīng)速度及時(shí)、更新速度快等特點(diǎn)，且是標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的重要組成部分。然而，在目前的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)中僅有北京市輻射安全研究會(huì)制定的T/ BSRS 027-2020。尤其是在核技術(shù)應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域中，例如：核醫(yī)學(xué)、核安保、放射性藥物、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中的社會(huì)團(tuán)體可以根據(jù)市場(chǎng)行業(yè)的發(fā)展及時(shí)制定與市場(chǎng)相匹配的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，充分滿足市場(chǎng)和創(chuàng)新需求，能夠使企業(yè)更加聚焦新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)，從而能夠及時(shí)填補(bǔ)行業(yè)空白[16]。

4 總結(jié)與展望

實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的發(fā)展不可或缺的就是要實(shí)現(xiàn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。目前的放射性核素的γ能譜系列標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施過程中，存在術(shù)語定義不統(tǒng)一、內(nèi)容涵蓋不一致、配套性和時(shí)效性不強(qiáng)等問題，需要由相關(guān)部門統(tǒng)籌規(guī)劃，并及時(shí)進(jìn)行制修訂。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用并與世界接軌，需要實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新成果與相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化相互融合；需要利用標(biāo)準(zhǔn)制修訂的契機(jī)融入核心技術(shù)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)；需要清晰國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的定位與應(yīng)用范圍。標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是一項(xiàng)持久性的系統(tǒng)工程，需要政府部門、高校和科研院所、行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)等多方共同努力來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性、及時(shí)性和有效性。

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