55Fe溶液活度测量国际比对

　　0　引言

　　早在1978年,英国NPL就代表BIPM组织了55Fe溶液活度测量的首次国际比对,AECL、AIEA和BCMN等11家实验室参加了这次比对,比对结果的离差高达9%,剔除个别偏差较大的结果后达到5%。

　　1996年,为了评估液体闪烁谱仪技术校准低能β发射核素和低原子序数电子俘获核素活度的能力,EUROMET组织了第二次55Fe溶液活度测量的国际比对[1-2],参加实验室有BIPM、NIST、CIEMAT和CˇMI-IIR等10家,比对结果的离差达到3%,虽然比1978年比对有所改善,但依然很大

　　事实上,55Fe溶液活度的准确测量在放射性活度测量领域是一个公认的难题,以上两次比对的结果也证明了这一点,这是CCRI近来将该核素再次选作比对核素的重要原因之一。

　　2006年,中国计量科学研究院(NIM)电离医学所参加了国际电离辐射咨询委员会(CCRI)选定,国际计量局(BIPM)组织的55Fe放射性溶液活度测量的国际关键比对。

　　国际比对溶液由NPL于2005年11月开始派发,比对结果直到2006年11月才完全汇总到国际计量局,参加这次国际比对的实验室有BARC、BIPM、NIM等17家

　　1　55Fe核素的性质与CIEMAT/NIST方法

　　55Fe为纯轨道电子俘获(EC)核素,发射5·19keV和0·61keV的Auger电子以及平均能量为5·9keV的X射线,如表1所示。

　　根据55Fe的衰变特点,参加这次国际比对的大部分实验室主要用到了两类方法测量该核素活度:一类是以51Cr、54Mn和65Zn等核素作为示踪剂,基于加压正比计数器的测量方法;另一类是以3H或54Mn作为示踪剂的液体闪烁计数方法;除此之外,少数实验室也用到了微量热法和X射线计数法。NIM根据被测核素特点和自身优势,选择以54Mn作为示踪剂的CIEMAT/NIST液体闪烁计数方法(以下简称C/N方法)参加了这次国际比对.

　　C/N方法是一种基于优值M(自由参数λ)、猝灭修正曲线和被测核素核数据等信息,得出被分析放射性核素计数效率的一种示踪方法。在C/N方法中,探测效率理论上可以通过优值(M)和电离猝灭函数Q(E)利用公式(1)计算得到,而猝灭水平则通过外部γ射线源实验测定。 公式1

　　式中,M为优值,定义为每产生一个能打到光电倍增管第一打拿极的光电子,所需要的β粒子能量(keV),为避免与同名的定义混淆,优值M常用自由参数λ代替;Emax为β粒子的最大能量;N(E)为β粒子能量的理论分布;Q(E)为电离猝灭函数。

　　实验表明,在采用同种闪烁液体系和同一台液闪计数器测量的情况下,电离猝灭水平Q(E)和自由参数λ的关系对于示踪核素与被测核素是相同的。因此,可以将理论计算出的探测效率η随自由参数λ的变化关系与示踪核素的测量数据结合,确定出Q(E)与λ的关系曲线,再用被测核素的测量数据插值该曲线,即可得出待测核素样品的探测效率。C/N方法理论的详细描述见综述文献[3]。