东海近岸大气中的^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb及其沉降入海通量评估

大气^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb的沉降通量是海洋中核素示踪颗粒物动力学过程(颗粒有机碳输出、颗粒物输运)的基础参数,为揭示我国近海地区^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb活度浓度的时空变化规律并估算其沉降入海通量,本文于2016年9月至翌年2月和2021年9-11月分别对上海及厦门地区近地表大气气溶胶中^(210)Po、^(210)Pb和^(210)Bi的活度浓度进行了连续观测;基于^(210)Po-^(210)Pb活度比(^(210)Po/^(210)Pb)和^(210)Bi-^(210)Pb活度比(^(210)Bi/^(210)Pb)两种示踪法计算了气溶胶颗粒物的滞留时间,并利用一维简单气溶胶沉降速率模型估算了3种核素以大气沉降方式输入东海的通量。结果显示,2016年上海秋、冬两季^(210)Po、^(210)Bi、^(210)Pb 3种核素活度浓度的变化范围分别为0.11~1.27 m Bq/m^(3)、0.45~1.83 m Bq/m^(3)和1.12~6.10 m Bq/m^(3);2021年秋季厦门^(210)Po、^(210)Bi、^(210)Pb 3种核素活度浓度的变化范围分别为0.05~0.85 m Bq/m^(3)、0.83~2.52 m Bq/m^(3)和0.17~1.32 m Bq/m^(3),上海近地表气溶胶中3种核素的活度浓度秋季平均值比厦门地区高。利用^(210)Po/^(210)Pb和^(210)Bi/^(210)Pb计算得到上海和厦门近地面大气的气溶胶滞留时间存在显著差异,基于^(210)Po/^(210)Pb计算上海气溶胶滞留时间均值为(94±54)d,基于^(210)Bi/^(210)Pb计算上海气溶胶滞留时间均值为(6.4±4.8)d,造成这种差异的原因很可能是两种示踪法本身具有的系统性差异。本文基于一维简易气溶胶沉降速率模型估算了上海地区的^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po的大气沉降入东海的通量,其在秋季期间的变化范围分别为0.1~26.35 Bq/(m^(2)·d)、0.04~7.91 Bq/(m^(2)·d)和0.01~5.49 Bq/(m^(2)·d)。基于模型估算的^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb沉降通量与研究区域的实际观测值接近一致,表明利用一维简易气溶胶沉降速率模型间接估算法在替代观测站直测核素的沉降入海通量方面具有一定可行性。

固态长寿命氡子体^(210)Po在采空区煤自燃火源位置探测中的应用研究

针对同位素测氡法探火工作量大,周期长,易受气候及环境因素制约的问题,利用氡在向地表运移过程中产生的,能精确反映母体氡在一段时间中的累积值的固态长寿命子体^(210)Po,提出了基于放射化学分析手段测定^(210)Po活度浓度探测隐蔽矿井火区的氡子体^(210)Po法探火。为了探究氡子体^(210)Po法探火在现场探测中的效果与精度,在已知火源位置的柳湾煤矿开展了现场实验研究,在井下火区对应地表位置进行网格测点布置,对测点处的氡气浓度及其固态长寿命子体^(210)Po的活度浓度进行测量。通过比较氡气浓度与^(210)Po活度浓度探测结果相关性及其影响因素,对利用氡子体^(210)Po探测采空区煤自燃火源位置的技术进行论证。结果表明,火区近地表土壤层氡气浓度与^(210)Po活度浓度在总体分布上具有很强的相关性,但^(210)Po活度浓度受外界因素干扰较小,其分布更能准确反映井下煤自燃火区情况。相比同位素测氡法,氡子体^(210)Po法探火的探测精度更高,适用范围更广,具有更高的应用价值。

天津市大气气溶胶中^(7)Be、^(210)Pb和^(210)Po活度浓度水平及辐射剂量评估

为了研究天津市大气气溶胶中^(7)Be、^(210)Pb和^(210)Po活度浓度水平及其对公众产生的辐射剂量,预防辐射损伤的发生,本文对天津市2018—2020年总悬浮颗粒物(TSP)中^(7)Be、^(210)Pb和^(210)Po进行检测分析。结果表明,天津市TSP中^(7)Be、^(210)Pb和^(210)Po的年均活度水平分别为0.74~15.0 mBq/m^(3)、0.21~2.5μBq/m^(3)和0.17~0.74μBq/m;三种放射性核素的活度浓度均呈冬季最高,这是冬季高纬度冷空气和取暖季较高污染排放共同作用的结果;^(7)Be、^(210)Pb和^(210)Po以吸入方式对公众产生的总有效待积剂量在6.28~40.1μSv/a,低于公众照射规定的剂量限值(1 mSv/a),还不足以威胁人体健康。

^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb测试技术研究进展与现状

铀系核素210Po、210Bi和210Pb的测试在铀矿地质勘查与核废物安全处置研究、沉积年代学与同位素地球化学研究、大气环境学与辐射卫生学研究等诸多领域具有重要意义。本文重点总结了近些年来210Pb、210Bi和210Po3核素各种测试技术的研究进展与现状,评述了存在的主要问题及未来发展趋势。

基于~7Be、^(210)Pb和^(210)Po的厦门岛沿岸地区大气过程示踪研究及辐射剂量评估

本研究测定了2015年1~7月厦门市大气气溶胶中的7Be、210Pb和210Po,利用多核素联合示踪研究了相关的大气过程.结果表明7Be和210Pb在1、3和4月份具有较高的活度水平和较大的活度变化范围,在6~7月份降低到相对较低的活度水平和一个相对较小的变化范围,不同的气团来源、对流混合及清除机制是其主要的控制因素.相对于7Be,7Be和210Pb同位素对对臭氧(O3)具有更好的相关关系.基于210Pb和210Po的数据计算出厦门市大气气溶胶停留时间为21~188 d,平均值为87 d.通过辐射剂量评估发现这3种放射性核素对人体所产生的年待积有效剂量仅为5.31μSv,近似为天然辐射本底的千分之一.

食品及加工品中^(210)Po含量测定及内照射剂量估算

采用同位素示踪法对常见的18种食品及加工品中^(210)Po含量进行了测定,并对其所致内照射剂量进行了估算。结果表明:茶叶、香烟中^(210)Po比活度较高,分别为(16.1±0.5)、(29.9±1.0)Bq/kg(干重),表明这两种加工品对^(210)Po有较强的浓集作用;其余16种食品的可食部分中^(210)Po比活度约为0.029~4.78Bq/kg(鲜重)。依据测定的数据,估算出我国居民由食品摄入^(210)Po所致的年待积有效剂量约为95μSv/a,贡献相对较大的是粮食(37.7%)、蔬菜(28.8%)和水产品(27.1%)。

环境水中^(210)Pb、^(210)Po快速联测方法及应用

本文对^(210)Pb、^(210)Po快速联测方法作了深入研究,确定了适用于环境水样中^(210)Pb、^(210)Po联测的最优实验条件.在未经萃取分离情况下,以坑坏血酸+盐酸羟胺混合体系作还原剂,当盐酸浓度为0.5 mol·L^(-1),沉积时间为2 h,沉积温度为90℃,溶液体积为50 mL时,^(210)Bi、^(210)Po可同时自发沉积在铜片上.利用在同一衰变链上活度最终平衡的特点,通过测量^(210)Bi计数计算得到水中^(210)Pb的活度,然后通过209Po示踪α能谱法求得水中^(210)Po的活度.方法精密度优于10%,加标回收率在95.3%—107.6%,^(210)Pb、^(210)Po探测限分别达到1.2 mBq·L^(-1)和0.15 mBq·L^(-1).利用该联测方法对粤北矿山地区环境水样进行了分析,结果表明,饮用水中^(210)Pb、^(210)Po活度浓度范围分别为(2.4—38.7)mBq·L^(-1)和(1.0—4.1)mBq·L^(-1);河溪水中^(210)Pb、^(210)Po活度浓度范围分别为(4.3—181.5)mBq·L^(-1)和(0.7—23.3)mBq·L^(-1).

Sr树脂在气溶胶^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po联合分析中的初步应用

气溶胶中^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po的活度浓度处于不平衡状态,本工作对3种核素联合分析进行了方法设计,并采用标准溶液对方法进行了验证。方法验证了Sr树脂对Pb-Bi-Po的分离。依据三种核素的回收率^(210)Bi(约97%)>^(210)Po(约93%)>^(210)Pb(约89%)、PbSO_4中^(210)Bi的生长曲线及BiOCl的衰变曲线,可以确定Sr树脂对3种核素的分离效果较好。Sr树脂在气溶胶^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po中的联合分析应用研究,可以应用于探究气溶胶中Pb-Bi-Po不平衡现象,为气溶胶分析提供技术方法。

衡阳市大气颗粒物中^(210)Po的活度-粒径分布测量

利用大流量撞击式分级采样器、放化分离提纯技术和α谱仪测量技术,建立了针对大气颗粒物中210Po的活度及活度-粒径分布的测量方法,并应用该方法分别于春季和秋季对衡阳市城区大气颗粒物中210Po的活度及活度-粒径分布进行了测量。实验测量结果表明,衡阳市城区大气颗粒物中210Po的含量处于正常水平;总体积比活度和质量比活度的分布范围分别为:0.012 5 m Bq·m-3~1.165 8m Bq·m-3、0.459 7 Bq·g-1~13.859 8 Bq·g-1,体积比活度含量占TSP中总含量93%的210Po存在于粒径范围小于3.0μm(PM3.0)的颗粒物中;雾霾天气会提高公众所接受的天然内照射剂量;同时发现雨水对大气颗粒物中210Po的净化作用较为明显。

镍箔恒温自沉积总α、总β计数法同时或连续测定样品中^(210)Pb、^(210)Bi、^(210)Po

研究了210Bi、210Po同时恒温自沉积于镍箔的最佳制源环境,建立了岩石、土壤以及水体样品中210 Pb、210 Bi、210 Po同时或连续测定的方法——镍箔恒温自沉积总α、总β计数法。试验发现,当镍镀片面积为3.14cm2,盐酸浓度为1.0mol/L,溶液体积为25mL,恒温90℃,振荡频率180次/min,振幅20mm,制源60min,210Bi和210Po可同步定量自沉积。210 Po加入量与总α净计数率相关系数为0.9998,210Bi加入量与总β净计数率相关系数为0.9997。放置衰变法可以消除Bi和Po其它短寿命放射性同位素对测量产生的影响,盐酸肼及酒石酸存在时大量共存离子不干扰测定。方法的精密度优于5%,全程加标回收率在99.5%～100.5%。

气溶胶中^(210)Po分析方法研究

经过同位素示踪实验,研究了酸度、时间、体积、温度、还原剂对210Po自沉积的影响,以及气溶胶预处理的条件实验,得出了最佳实验条件,对实际气溶胶样品中210Po进行了分析测定,全程化学回收率在94.0%~103%,平均值为(98.1±5.5)%。太原地区冬季气溶胶中210Po的活度浓度范围为1.21~1.53m Bq/m3,平均值为(1.31±0.08)m Bq/m3。

南海与厦门湾海水中^(210)Po和^(210)Pb的粒级分布

对南海和厦门湾表层水中210Po和210Pb的粒级分布特征进行了研究.结果表明,南海海水中210Po和210Pb在不同粒级颗粒物中的体积比活度高低顺序为:(<0.4μm)>(0.4~2.0μm)>(2.0~10μm)>(>10μm).210Po2、10Pb主要存在于<2.0μm粒级颗粒物中.厦门湾210Po体积比活度高低顺序为:(2.0~10μm)>(<1.2μm)>(>10μm)>(1.2~2.0μm),210Po主要存在于>2.0μm粒级颗粒物中.南海不同粒级颗粒物中210Pb的质量比活度差异不大,0.4~2.0μm和2.0~10μm粒级210Po质量比活度约为10μm粒级210Po比活度的3倍.厦门湾210Po的质量比活度比南海相应粒级210Po低约1个数量级,且各粒级间差异不大,表明不同粒径颗粒物在210Po和210Pb清除过程中的作用不同.210Po和210Pb的固-液分配系数(Kd)及分馏因子(α)进一步证实南海0.4~2.0μm粒级颗粒物对210Po的清除能力比其它粒级颗粒物更强,而>10μm粒级颗粒物对210Pb的清除能力比其它粒级颗粒物更强.不同粒级颗粒物中210Po与210Pb之间的不平衡状况揭示了不同粒级颗粒物不同的来源,为210Po/210Pb不平衡示踪颗粒物来源提供了依据.

从大量照射Bi_(2)O_(3)靶中分离^(210)Po

基于２１０Ｐｏ４＋与金属Ｂｉ之间的电化学置换反应，可从堆照的Ｂｉ２Ｏ３靶中分离２１０Ｐｏ。在秦山核电站原型堆启动用２１０Ｐｏ－Ｂｅ中子源棒的研制过程中，采用Ｂｉ粉搅拌自镀与Ｂｉ粉柱自镀相结合的方法从Ｂｉ２Ｏ３靶中分离２１０Ｐｏ取得了良好的分离效果，提取率高达９８．６％。

^(210)Po法在东胜地区砂岩型铀矿探测中的应用

东胜地区是当前地浸砂岩型铀矿找矿的热点地区之一,该地区覆盖层较厚,适宜于开展攻深能力较强的氡及其子体方法,本文扼要介绍了210Po法测量原理、工作方法和应用效果。通过对东胜地区地浸砂岩型铀矿探测中的应用研究,得出210Po测量结果形成的曲线在矿体上为低值异常,而在矿体两端呈高值异常。通过U-Ra平衡系数、氡的运移、粒子的反冲、团簇效应等对其进行了解释,说明了该方法应用的有效性。

^(210)Po静电消除器的应用进展

一、前言在工业生产过程中,由于摩擦、剥离等产生的静电给生产带来一系列危害,轻者使操作人员遭受电击、产品质量下降、废品增多,重者会引起火灾和爆炸,使国家财产、人民生命受到苇大损失。因此,如何有效地消除静电是一个需要认真研究和解决的课题。放射性静电消除器的基本原理是基于射线使周围空气电离成正负离子。

^(210)Po静电消除器的电离特性

本文介绍了^(210)Po静电消除器的电离特性。实验结果表明,防护网与放射源之间的电阻(或电位)、距离以及网眼的有效面积都影响^(210)Po静电消除器的电离效率。

广东省部分海产品中^(210)Pb、^(210)Po监测

对广东近岸海水和部分海产品中^(210)Pb与^(210)Po含量进行监测。结果表明,海水中^(210)Pb含量范围为1.19~3.98 mBq/L,^(210)Po含量为0.81~2.14 m Bq/L;海产品可食部分^(210)Pb含量范围为0.13~3.26 Bq/kg(鲜),均值为1.68±0.97 Bq/kg(鲜);^(210)Po含量范围为0.23~25.8 Bq/kg(鲜),均值为11.8±8.9 Bq/kg(鲜)。贝类^(210)Po含量普遍比其他种类高,其中牡蛎、扇贝、翡翠贻贝中^(210)Pb平均含量均超过了我国现行国家标准限值。牡蛎中^(210)Pb与^(210)Po含量与海水中可溶性的^(210)Pb与^(210)Po含量无相关性。

土壤中^(238)U、^(226)Ra、^(210)Pb、^(210)Po在3种蔬菜中的转移及食用后剂量估算

研究了广东地区受铀矿污染的土壤中生长的芥菜、大白菜、苋菜的根、茎、叶中^(238)U、^(226)Ra、^(210)Pb、^(210)Po的含量分布情况,其中根为主要富集部位;3种蔬菜的转移系数皆在10-3~10-2水平,芥菜的238 U和226 Ra的转移系数之间存在相互影响,大白菜的^(210)Pb和^(210)Po的转移系数之间也存在相互影响关系;对公众每食入1 kg蔬菜所产生的待积有效剂量做了初步估算,238 U贡献的剂量为0.001~0.105μSv,226 Ra为0.004~0.576μSv,^(210)Pb为0.019~0.646μSv,^(210)Po为0.010~1.30μSv。

黄海五类典型海产食品中^(210)Po水平

对我国黄海海域典型水产品中^(210)Po的水平进行了调查研究。2016年在山东荣成和江苏连云港两个重要渔产区采样,用"三酸湿灰化法"、银片自沉积和半导体α谱仪分析测量了5大类22种典型可食用海产品中^(210)Po水平,探测下限为2.2×10^(-2) Bq/kg(鲜)。结果显示:不同海产品可食用部分中^(210)Po比活度范围为1.17×10^(-1)~6.58×10Bq/kg(鲜),总体上看贝类普遍高于15Bq/kg(鲜),其次是甲壳类均值为13.2Bq/kg(鲜);头足类、鱼类不同物种之间存在较大差异,但一般低于10Bq/kg(鲜);不同采集地海产品中^(210)Po水平存在明显差异。2016年秋季黄海各类海产品中^(210)Po水平(除头足类)高于UNSCEAR 2000年报告建议的全球代表性水平约1倍。与1977—1978年海产食品^(210)Po水平调查结果相比,本次调查^(210)Po水平总体略低。

岩石、土壤样品中^(210)Po测定方法的研究

研究了以铜箔为镀片时,自沉积总α计数法定量测定岩石、土壤样品中210Po的最佳制源环境、同位素的干扰和去除、共存元素的允许量以及适宜的溶(熔)矿方法,同时研究了银、铜两种镀片的区别。试验发现,当盐酸浓度为2.0mol/L,恒温80℃,振荡频率为180次/min、振程20mm时,制源2.0h,210Po自镀回收率在99.6%～100.4%之间,210Po加入量与α净计数率线性相关系数为0.9999。放置衰变法可以消除212Bi和218Po等短半衰期核素对210Po测量产生的影响,Vc存在时其它共存元素不干扰测定。方法配合HNO3HFHClO4溶矿(对复杂试样酸溶后的不溶渣,再进行碱熔),全程回收率为99.5%～100.4%。