核设施氚气态释放后植物中有机氚的研究进展

从核设施释放到大气中的氚主要以氚化水(HTO)和氚化氢(HT)两种形式存在,最终以HTO的形式进入植物体。植物体中的氚有两种化学形态:自由水氚(TFWT)和有机氚(OBT),其中OBT又被细分为交换性OBT和非交换性OBT。与TFWT相比,OBT在植物体内有较长的滞留时间和较大的剂量转换因子,在氚的食入剂量中OBT占主要份额,因此有必要对植物中的OBT展开全面研究。本文就植物中OBT的定义、交换性OBT和非交换性OBT的确定、OBT的形成过程及其影响因子、OBT预测模型的研究进行综述,同时对今后植物中OBT应重点研究的内容进行了简单分析,以期为植物中OBT的研究提供一定的参考。为准确评价OBT造成的辐射剂量,今后对OBT的研究中应着重从测量、夜间形成机理和环境中的行为等方面进行。

植物样品中有机氚测量方法的初步研究

为研究植物样品中有机氚(OBT)浓度相关测量的最佳方法,以秦山核电基地所采植物和人为氚污染的植物样品为研究对象,对去除交换性有机氚(E-OBT)所需的最合适浸泡水用量和浸泡时间及样品氧化燃烧和收集过程中氚的残留效应进行了研究。结果表明:用30倍于干物质质量的低氚水浸泡24h,可有效去除植物样品中的E-OBT;用50mL低氚水冲洗氧化燃烧炉1次,即可将残留在其中的氚冲洗干净;经3次大量低氚水冲洗后OBT水样收集瓶与石英舟中无氚残留。

植物中有机结合氚制样条件的实验研究

为了准确评价环境生物中的氚水平,基于高温催化氧化的原理,建立了一套生物中有机结合氚(Organically Bound Tritium,OBT)的制样装置Pyrolyser高温分解熔炉,通过大量的条件实验,优化了OBT的制样条件,并对典型植物中OBT分析的不确定度进行了研究。结果表明,在该装置中OBT制备的最佳条件为通氧量100 m L·min-1、催化氧化温度800°C和氧化燃烧温度600°C,此时,植物样品中OBT的回收率可达85%以上。优化后高温分解熔炉的制样过程更加安全,样品燃烧氧化更加充分,完全满足环境植物中OBT的分析要求,可用于环境生物氚水平测量及评价。

植物样全氚制样装置的研制与验证

介绍了一种自行研制的用于进行植物样品全氚测量的制样装置,该装置将传统的高温氧化方式与明火燃烧的方式相结合,一次能够处理10.00～15.00g植物鲜样,处理时间为2～3h,与传统的高温氧化法相比,处理时间短,与国外同类装置相比,样品处理量大。经过实验验证,收集的冷凝水不需要再进行后续处理,可以直接进行液闪测量。

加速器质谱测量树木年轮中不可交换有机氚的样品制备方法

树木年轮具有良好的分年特性,其中的纤维素不会被分解供能,纤维素中不可交换有机氚(Nonexchangeable organically bound tritium, NE-OBT)难与其它物质产生交换,无流动性,能够准确地反映环境中的历史氚水平。使用加速器质谱(Accelerator mass spectrometry, AMS)进行测量,只需10 mg纤维素和200 s测量时间,比传统液体闪烁计数法更适于测定树木年轮中的NE-OBT。本研究改进了树木年轮中NE-OBT的AMS样品的制备过程。用次氯酸钠处理法取代酸碱酸处理法提取样品的纤维素,使纤维素的纯度从64.8%提升至83.9%。通过两步法将提取得到的纤维素转化为加速器质谱可以测量的氢化钛粉末样品。严格控制高温氧化时的纤维素量在10.00～10.05 mg之间、高温氧化时间从4 h延长到10 h、水在真空系统中的转移时间在1 min以上和冷阱温度在-88℃～-80℃之间,采用开门冷却等手段和措施,实现了AMS样品制备过程中同位素效应的稳定,建立了规范的NE-OBT AMS制样流程。在T/H的同位素丰度比为10~5～10~7TU时,标样的加速器质谱测量结果与液体闪烁计数法测量结果双对数线性回归拟合的相关性系数R^2=0.99912,表明本研究制备的样品能够用于加速器质谱测量,通过多量级标样标定校准后,可以得到准确的测量数值。

我国部分地区食品氚的分布规律初探

调查了我国北京、兰州、上海和成都四个城市的食品氚浓度，其中食品的游离水氚（ＴＦＷＴ）和有机结合氖（ＯＢＴ）浓度的平均值分别为４．５６Ｂｑ·Ｌ－１和２９．５１Ｂｑ·Ｌ－１，食品ＯＢＴ与ＴＦＷＴ含量的比值（ＳＡＲ）为６．４７．食品ＯＢＴ浓度由北往南逐渐下降（Ｐ＜０．０５），与纬度呈高度线性关系。植物类食品的ＯＢＴ浓度较动物类食品高，且地面生长食品的ＯＢＴ浓度最高，灌溉类食品最低。

低剂量氚照射致细胞损伤效应研究进展

氚诱发的生物损伤主要是由其衰变产生的β射线所致,与生物分子结合形成的有机结合氚诱发生物体远期效应。本文聚焦于近年来氚低剂量照射后细胞短期及长期生物效应研究进展。

六道管式炉氧化燃烧联合分离海产品中有机结合氚与^(14)C的影响因素研究与不确定度评定

目的建立海产品中有机结合氚(OBT)与^(14)C的联合处理检测方法,分析测量过程中不确定度的来源并进行评定,实现海鱼、海虾、海蟹、海贝和海藻等不同种类海产品中的OBT和^(14)C的快速、准确测定。方法采用六道管式燃烧装置结合自制六通玻璃管,研究联合氧化燃烧与收集海产品中OBT和^(14)C的方法;分析评定元素分析、氧化燃烧、液体闪烁计数测量等过程中引入的不确定度。结果建立了5管合并收集OBT、单管收集^(14)C的联合分离方法,-110℃冷阱收集条件下氢的燃烧回收率得到有效提升,样品转移时的损耗更少,收集碳所需氢氧化钠、氯化铵和氯化钙等试剂的用量大大降低。联合分离5.0 g样品中氢和碳(包含所有氢和碳的同位素),葡萄糖中氢和碳的燃烧回收率分别为98.7%和93.1%,5种海产品中氢和碳的燃烧回收率分别为92.5%~97.3%和82.7%~96.3%,3次平行性实验相对标准偏差均<5%,表明该方法具有良好的准确性和精密度。样品计数是结果不确定度的主要来源,其次为元素含量分析和计数效率。结论本研究建立的海产品中OBT和^(14)C联合分离体系燃烧回收率高、处理时间短、分离效果好、获得量足,可有效减少样品使用量,能满足海产品放射性污染健康风险评估要求。

有机氚化物对离体培养小鼠胎儿中脑细胞增殖及分化的影响

作者就四种有机氚化物对体外培养细胞的增殖及分化的影响进行了研究。方法细胞取自１１日胎龄小鼠中脑组织，对其进行高密度细胞培养，并加入有机氚化物与培养液。结果中脑细胞的分化比增殖对辐射更敏感。辐射引起剂量依赖性的培养细胞ＤＮＡ和蛋白质含量的减少。以各指标５０％的抑制剂量，用Ｘ射线为参考辐射估算的氚ＲＢＥ值在４．６～８．７范围。混合辐射，特别是当使用３Ｈ－ＴｄＲ时，能更有效地抑制中脑细胞的分化。０．０５Ｇｙ即可产生可检测到的抑制效应。结论高密度中脑细胞培养系统对辐射极为敏感，来自有机氚化物的β射线对该系统中细胞的增殖及分化的抑制作用与参考辐射Ｘ射线相比较，具有极高的相对生物效应比值。

生物样品中氚的前处理装置的设计

目的为监测生物样品中氚，设计一套前处理装置，并进行性能评估。方法使用标准氚水拟合探测效率的标准曲线。利用高、中、低3种不同活度标准氚水和^1H-TdR，分别测定自由水氚和有机氚的前处理化学回收率，并对3种生物样品中氚进行比对测量。结果拟合的标准曲线可以用于环境中氚放射性测量，氚的仪器探测效率为23．3％。该装置在处理加标样的40．0g的大米样品时，对标准氚水和^1H—TdR平均化学回收率为95．4％，重复性较好。本单位和江苏省辐射环境监测管理站的生物样品比对测量结果分别为小麦1．74和1．80Bq／kg，紫菜3．44和2．50Bq／kg，茶叶3．28和5．50Bq／kg，比对结果接近。结论设计的前处理装置可以用于环境生物样品中有机氚的测量。

浙江省2020年核电站周围三类海产品中有机结合氚和碳-14放射性水平及人群有效剂量评估

目的了解浙江省2020年核电站周围三类海产品中有机结合氚和碳–14放射性水平及人群有效剂量,为日本核废水排放后对浙江省环境和生物影响提供数据支撑。方法于2020年4—10月分别在浙江省秦山核电站和三门核电站周围设立了嘉兴海盐县和台州三门县2个监测点,以舟山定海区作为对照点,采集海鱼、海虾、海贝三类海产品测定有机结合氚和碳–14放射性活度浓度并结合浙江省居民的食用量估算人群有机结合氚和碳–14年摄入量及其所致年待积有效剂量。结果嘉兴市海盐县、台州市三门县、舟山市定海区三类海产品中有机结合氚和碳–14放射性活度浓度分别为<MDL~0.24和3.53~12.20、0.29~0.42和11.55~20.34、<MDL~0.34和8.35~19.59 Bq/kg(鲜重),所致人群有机结合氚和碳–14年摄入量分别为4.79和242.19、8.61和397.55、11.56和529.63 Bq,所致年待积有效剂量总值为1.41×10^(–4)、2.31×10^(–4)和3.08×10^(–4)mSv/年,分别占年剂量约束值的0.06%、0.09%和0.12%。结论浙江省2020年核电站周围三类海产品中有机结合氚与碳–14放射性活度浓度与舟山地区基本一致,均处于本底水平,所致有机结合氚和碳–14年摄入量及年待积有效剂量值较小,人群有效剂量负担轻微。

环境生物样品中氚分析测量方法研究

目的建立一种环境生物样品中氚的分析测量方法,并对方法的适用性进行验证,为环境生物中氚分析方法标准的制定提供技术支持。方法真空冷冻分离生物鲜样制得组织自由水氚试样和生物干样;生物干样与氧气反应后制得有机结合氚试样。用低本底液体闪烁计数器测量氚活度浓度。结果该方法对组织自由水氚和有机结合氚测试结果的相对标准偏差分别为8.50%和16.3%;组织自由水氚加标测试的加标回收率为96.7%,已知活度浓度试样有机结合氚测试结果的相对误差为-2.38%;组织自由水氚和有机结合氚的探测下限分别为1.07 Bq/kg·鲜和0.0539Bq/kg·鲜。结论该方法可用于环境生物样品中氚的分析测量。