液閃TDCR方法測量55Fe核素活度

劉皓然 周倩倩 梁珺成 袁大慶

1（中國原子能科學研究院 北京 102413）

2（中國計量科學研究院 北京 100029）

55Fe主要由兩種穩定鐵同位素（54Fe和56Fe）的中子活化反應產生，分別為54Fe（n，γ）55Fe和56Fe（n，2n）55Fe反應。由于鐵是核反應堆建筑材料的主要成分，因此，在核反應堆和其他產生中子的核設施或裝置中會產生大量的55Fe。環境中的55Fe主要來源為核反應堆放射性流出物的釋放以及大氣核武器試驗。核事故、核后處理廠、放射化學和放射性標記實驗室也可能向環境釋放一定量的55Fe［1］。因此，對核設施及其排放中放射性的監測，通常需要測定55Fe活度［2］。在核設施退役過程中，為估計材料的放射性總量，也需要測量包括55Fe在內的多種放射性核素的活度［3-5］。此外，55Fe標準源常被用于低能X射線探測器的能量和效率刻度［6-7］。上述應用均需要準確的55Fe核素活度標準，用于儀器刻度，保證儀器測量量值的準確一致。為研制55Fe標準，需準確測量55Fe核素活度。

55Fe為低能、難測放射性核素［3，8-9］，通過純電子俘獲（Electron Capture，EC）衰變，至55Mn基態，伴隨發射俄歇電子和低能X射線。對于55Fe的活度測量，可采用X射線探測器、流氣正比計數器（Proportional Counter，PC）或 液 體 閃 爍 計 數 器（Liquid Scintillation Counter，LSC）［1，10-11］。其中X射線探測器測量依賴于刻度標準，無法實現對55Fe活度的絕對（直接）測量。PC和LSC可用于55Fe活度絕對測量，但PC的計數效率通常低于10%，測量結果的不確定度較高。而LSC測量具有4π立體角探測幾何，樣品無自吸收等特點，對55Fe計數效率可達50%以上，更適合于55Fe活度的高準確度測量。

本研究采用自主設計的液閃三雙符合比（Triple-to-double Coincidence Ratio，TDCR）計數器，結合TDCR效率計算方法［12-13］，并對光電倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）量子效率非對稱效應進行修正［14］，從而實現55Fe核素活度的高準確度測量?！?br>