含放射性物質消費品的檢測與評價

張 輝 孔 燕 陳章庭石玲玲 王糧子陳 婷 秦宇雯楊振宇

（1.上海海關 上海200131；2.江南大學附屬醫院無錫四院）

1 前言

近幾年，上海口岸接連發生多起消費品放射性超標案，廈門、鹽城等口岸也均有過旅客攜帶的消費品放射性超標案例，更有我國出口黎巴嫩的產品因放射性超標而被通報事件。涉及放射性超標的消費品類型有布料、枕頭、水杯、陶瓷制品、衛生用品、車用防臭包等，幾乎涉及人們衣食住行的各個行業。由此可見，消費品的放射性安全已經不再是特例，而是成為可能影響人體健康的重要產品質量安全問題。在消費品中添加天然放射性核素很早就有應用，如化妝品中添加鈾或汽燈紗罩中添加釷等[1]，但早期人們關注的只是生產消費品的工作人員的放射性安全，并未考慮到消費品對公眾的危害。近年來，考慮到負離子良好的保健作用，更多的消費品中加入了負離子，為了提高產品中負離子的產生率，部分商家采用了在產品中添加含放射性的礦石的方法[2]。

消費品的放射性安全問題已經引起了國內外相關領域的重視，日本制定了消費品的輻射安全控制標準，歐盟于2007年發布了《歐盟關于含放射性物質消費品的管理導則》和相應的調查報告《歐盟關于含放射性物質消費品的綜述》，提出了含放射性物質消費品的定義與分類、管理方式及批準時的通用要求等；我國也于1996年制定了GB 16353—1996《含放射性物質消費品的放射衛生防護標準》，明確規定了含放射性物質消費品的概念：因產品功能或制造工藝的需要，將放射性物質作為原材料加于其中，或以密封源結構裝配在內，或采用技術途徑使之具有放射性的消費品[3]。GB 18871—2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》中對于含放射性物質消費品的管理做了明確規定：任何人均不得向公眾出售能夠引起輻射照射的消費品，除非所引起的照射是被排除的；消費品本身滿足所規定的豁免要求，已被審管部門所豁免；消費品本身是已由審管部門批準銷售的。但是，消費品的放射性安全仍缺少相應的檢測方法，特別是缺乏放射性核素使用限量的量化指標及管理標準，口岸檢驗人員在遇到相關案例時，缺乏相關執行標準和依據，企業在生產消費品時也缺少相關指導標準。雖然目前放射性核素分析方法很多[4，5]，但是消費品種類多，基質類型各有不同，如何建立適用于不同基質類型消費品的放射性核素分析方法對于消費品放射性安全監管有著重要意義。

本研究通過與口岸監管部門合作收集部分放射性超標的消費品，基于無源效率刻度方法，提出了消費品中放射性核素分析的γ能譜方法，并依據相關國家標準對消費品進行評價。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 樣品收集

本研究通過與口岸監管部門合作，收集了部分在口岸發現的放射性超標的消費品，涉及的產品有布料、衛生巾、毛毯、枕頭、車用除臭劑、水杯等，共計8個樣品（6種產品，其中布料2個、枕頭2個），見圖1。

圖1 含放射性物質消費品示例

2.1.2 儀器

HPGe γ探測器，GEM404P4型同軸HPGe探測器，相對效率40%，對Co-60的1332keV γ射線能量分辨率為1.7 keV，美國ORTEC公司生產；數字化譜儀，Despec-jr-2.0型，美國ORTEC公司生產。

2.2 方法

2.2.1 樣品前處理及測定

樣品經過剪碎后，將樣品放入測量盒（75 mm×75 mm）中使用液壓制樣器壓實，稱重。密封4周左右使樣品中U-238和Th-232與其子體處于長期平衡，待測。

2.2.2 能量刻度

γ能譜儀的能量刻度指的是確定γ能譜中多道分析器的道址與γ射線能量的關系，也就是利用已知能量的γ放射源測出對應能量的峰位，然后做出能量和峰位（道址）的關系曲線[6]。本研究中γ能譜儀的能量刻度采用購買的石材放射性標準樣品 （標準品編號：GSB 05-1953-2005）來刻度。

2.2.3 效率刻度

考慮到與樣品基質接近的放射源難以得到，本研究中能譜儀的效率刻度采用的是儀器生產公司ORTEC配制的由中國專家開發的無源效率刻度軟件Gammacalib。無源效率刻度是國際上新出現的一種效率刻度方法，是基于點源刻度技術和蒙特卡羅模擬計算方法而開發的放射性測量設備的刻度技術。無源效率軟件通過測量已知比活度的放射性標準樣品（石材標準品編號：GSB 05-1953-2005；陶瓷標準品編號：GSB 08-1954-2005）溯源。

2.2.4 核素比活度

樣品密封平衡4周后，將樣品盒放入儀器探測鉛室內進行測量，測量時間為80000 s。

樣品中放射性核素比活度計算公式如下：

其中，C(E)—樣品中該核素的比活度，單位Bq/kg；N(E)—測量到的該核素選定全能峰計數率；ε(E)—能量E的全能峰效率；f—能量為E的γ射線的發射率。

3 結果與討論

3.1 無源效率刻度軟件溯源比較

無源效率刻度軟件分析已知基質和放射性核素比活度的石材標準品和陶瓷標準品，結果見表1。

表1 無源效率刻度軟件溯源分析

從表1中可以看出，使用無源效率刻度軟件計算得到的石材標準品和陶瓷標準品的放射性核素的比活度與標準品的比活度非常接近，最大相對偏差僅4.5%，說明無源效率刻度軟件溯源極好，可以作為γ能譜儀效率刻度的方法使用。而與傳統的有源效率刻度方法需要制作與樣品基質接近的放射源相比，無源效率刻度只需要知道樣品基質就可以模擬計算得出其效率曲線，操作簡單、快捷，是γ能譜法效率刻度的未來發展方向和趨勢，也為基質種類多樣化的放射性消費品檢測提供了可靠的技術支持[7-11]。

3.2 放射性消費品核素分析結果

樣品1～樣品8均在相同條件下重復測量了8次，其放射性核素分析結果見表2～表9。

表2 樣品1(黑色布料)中放射性核素測量結果

表3 樣品2(紅色布料)中放射性核素測量結果

（續表3）

表4 樣品3(枕頭1)中放射性核素測量結果

表5 樣品4(枕頭2)中放射性核素測量結果

表6 樣品5(車用除臭劑)中放射性核素測量結果

（續表6）

表7 樣品6(水杯)中放射性核素測量結果

表8 樣品7(毛毯)中放射性核素測量結果

表9 樣品8(衛生巾)中放射性核素測量結果

從表2～表9中可看出，γ能譜法測量消費品中放射性核素重復性非常好，相對標準偏差在0.6%～5.1%。從核素分析結果可知，K-40含量普遍較低，遠低于GB18871—2002規定的豁免濃度（100 000Bq/kg）；U-238和Ra-226均低于GB 18871—2002規定的豁免濃度（均為10000 Bq/kg），但部分樣品中有一定含量，這可能是由于有U-238伴生于獨居石、麥飯石等石材中；而樣品中天然核素Th-232的含量均大于GB 18871—2002規定的豁免濃度 （1000 Bq/kg），這是由于大部分消費品中添加的放射性物質多數是來自獨居石、麥飯石等Th-232含量高的石材。根據國家衛生和計劃生育委員會 （原衛生部）《放射防護器材與含放射性產品衛生管理辦法》中放射性物質的定義 “放射性比活度大于國家標準規定的豁免限值的物質”和GB 16353—1996中含放射性物質消費品定義“因產品功能或制造工藝的需要，將放射性物質作為原材料加于其中，或以密封放射源結構裝配在內，或采用技術途徑使之具有放射性的消費品”，樣品1～樣品8均屬于含放射性物質消費品。考慮到衛生巾的特殊用途，較高的放射性可能會對消費者性腺造成很高的輻射危害；布料如果制成衣服貼身穿著則有可能對消費者皮膚造成很高的輻射危害，如果制成眼罩等特殊用品，有可能會對消費者眼睛體帶來很高的輻射危害；而水杯中放射性過高，不僅要考慮其使用過程中對消費者帶來的外照射危害，還要考慮有可能會帶來的內照射危害。

3.3 分析與討論

目前市場上消費品種類繁多，基質類型多樣，形狀各異，給消費品的放射性核素分析造成了很大困難。本文通過與標準放射源比較，確認了無源效率刻度方法的溯源性，基于無源效率刻度方法提出了適用于不同基質類型的γ能譜法來檢測分析消費品中放射性核素。

目前我國對于含放射性物質的消費品領域放射性安全缺乏評估的標準，特別是缺乏放射性核素使用限量的量化指標。監管部門在遇到相關案例時，缺乏相關執行標準和依據，企業在生產消費品時也缺少相關指導標準。由于不同產地、不同種類的天然礦石中放射性核素含量差別很大，一旦選用放射性核素活度濃度過高的天然礦石作為原材料，相關消費品可能會對消費者或者公眾身體健康帶來巨大風險或危害。消費品對消費者可能帶來的放射性危害不僅與消費品中放射性核素含量有關，也與消費品的使用方式有關。GB 16353—1996中規定了含放射性物質消費品的放射衛生評價及個人劑量當量限值，因此，有必要進一步研究建立合適的放射性消費品致人體有效劑量評價方法，保證消費者人身安全[12-14]。

消費品的放射性安全需要引起有關部門和企業的重視，完善相關的產品標識及放射性核素限值等行業標準，加強市場監管的同時增加相關法律法規的政策宣傳，使得相關原料生產企業和使用企業盡快納入放射性的檢驗監管之中，防止產生監管漏洞，保證含有放射性核素的天然礦石的安全使用，保障消費者或公眾的身體健康。