TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12260-4:2018 (ISO 13164-4:2015) VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC – RADON 222 – PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP THỬ SỬ DỤNG ĐẾM NHẤP NHÁY LỎNG HAI PHA

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12260-4:2018

ISO 13164-4:2015

CHẤT LƯỢNG NƯỚC – RADON 222 – PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP THỬ SỬ DỤNG ĐẾM NHẤP NHÁY LỎNG HAI PHA

Wafer quality – Radon-222 – Part 4: Test method using two-phase liquid scintillation counting

Lời nói đầu

TCVN 12260-4:2018 hoàn toàn tương đương với ISO 13164-4:2015;

TCVN 12260-4:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC147 Chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12260 (ISO 13164) Chất lượng nước – Radon-222 gồm có các tiêu chuẩn sau:

– TCVN 12260-1:2018 (ISO 13164-1:2013), Phần 1: Nguyên tắc chung

– TCVN 12260-2:2018 (ISO 13164-2:2013), Phần 2: Phương pháp thử sử dụng phổ tia gamma

– TCVN 12260-3:2018 (ISO 13164-3:2013), Phần 3: Phương pháp thử sử dụng đo xạ khí.

– TCVN 12260-4:2018 (ISO 13164-4:2015), Phần 4: Phương pháp thử sử dụng đếm nhấp nháy lỏng hai pha

Lời giới thiệu

Hoạt độ phóng xạ từ một số nguồn tự nhiên và nhân tạo có trong khắp môi trường. Vì vậy, các thủy vực (nước mặt, nước dưới đất, nước biển) có thể chứa các nuclit phóng xạ nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, hoặc cả hai.

– Các nuclit phóng xạ tự nhiên, bao gồm cả kali-40, và các nuclit phóng xạ có nguồn gốc khác từ dãy phân rã thori và urani, cụ thể như radi-226, radi-228, urani-234, urani-238 và chì-210 có thể được tìm thấy trong nước với các nguyên nhân tự nhiên (ví dụ, sự giải hấp từ đất và sự rửa trôi bởi nước mưa) hoặc có thể được sinh ra từ các quá trình công nghệ liên quan đến các vật liệu phóng xạ tồn tại tự nhiên (ví dụ khai thác mỏ và quá trình chế biến sa khoáng hoặc quá trình sản xuất và sử dụng phân bón phốt phát).

– Các nuclit phóng xạ nhân tạo như các nguyên tố siêu urani (americi, plutoni, neptun, curium), triti, cacbon-14, stronti-90 và một số nuclit phóng xạ phát tia gama cũng có thể tìm thấy trong nước tự nhiên vì các nguyên tố này được cho phép phát thải hàng ngày vào môi trường với số lượng nhỏ trong dòng thải từ các cơ sở chu trình nhiên liệu hạt nhân. Những nguyên tố này cũng có thể phát thải vào môi trường từ việc sử dụng chúng ở dạng hở trong y học hoặc công nghiệp. Những nguyên tố này cũng có thể được tìm thấy trong nước như do bụi phóng xạ trong quá khứ từ các vụ nổ trong khí quyển của các vũ khí hạt nhân hoặc các sự cố hạt nhân tại Chernobyl và Fukushima.

Do vậy, nước uống có thể chứa các nuclit phóng xạ ở nồng độ hoạt độ có thể gây rủi ro tới sức khoẻ của con người. Để đánh giá chất lượng của nước uống (bao gồm cả nước khoáng và nước suối) về hàm lượng nuclit phóng xạ của nước và để đưa ra hướng dẫn về việc giảm thiểu các rủi ro sức khỏe bằng việc tiến hành biện pháp giảm các nồng độ hoạt độ nuclit phóng xạ, các nguồn nước (nước dưới đất, nước sông, nước hồ, nước biển, v.v..) và nước uống cần được kiểm tra về mức hoạt độ phóng xạ của chúng theo khuyến nghị bởi Tổ chức Sức khỏe Thế giới (WHO) và có thể được yêu cầu bởi các quy định quốc gia.

Các phương pháp thử tiêu chuẩn đối với các nồng độ hoạt độ radon-222 trong các mẫu nước là cần thiết cho các phòng thử nghiệm tiến hành các phép đo này để đảm bảo tuân thủ của các yêu cầu theo quy định.

Các phòng thử nghiệm có thể phải xin cấp phép để được phép đo nuclit phóng xạ trong các mẫu nước uống.

Nồng độ hoạt độ radon trong nước mặt là rất thấp, thường dưới 1 Bq L^-1. Trong nước dưới đất, nồng độ hoạt độ thay đổi từ 1 Bq L^-1 đến 50 Bq L^-1 trong các tầng đá trầm tích, từ 10 Bq L^-1 đến 300 Bq L^-1 trong các giếng khoan, và từ 100 Bq L^-1 đến 1000 Bq L^-1 trong đá tinh thể. Các nồng độ hoạt độ cao nhất thường đo được trong đá với nồng độ uran cao (xem Tài liệu tham khảo [9]).

Sự thay đổi lớn về nồng độ hoạt độ của radon trong các tầng chứa nước đã được quan sát. Thậm chí trong một vùng có các loại đá tương đối đồng nhất, một số nước giếng khoan có thể có nồng độ hoạt độ radon cao hơn nhiều so với giá trị trung bình đối với vùng đó. Ghi lại những biến động đáng kể theo mùa cũng (xem TCVN 12260-1:2018 (ISO 13164-1:2013), Phụ lục A).

Nước có thể hòa tan các hóa chất khi di chuyển trên bề mặt đất tới tầng chứa nước hoặc nước suối. Nước có thể di chuyển qua hoặc lưu lại một thời gian trong đá, một số địa tầng có thể chứa nồng độ cao các nuclit phóng xạ tự nhiên. Trong các điều kiện địa hóa thuận lợi, nước có thể hòa tan một cách có chọn lọc một số nuclit phóng xạ tự nhiên này.

Hướng dẫn về radon trong cung cấp nước uống bởi WHO năm 2008 đề xuất cần thực hiện kiểm soát nếu nồng độ radon trong nguồn cấp nước uống cho nguồn nước công cộng vượt quá 100 Bq L^-1. WHO cũng khuyến nghị rằng bất cứ nguồn cấp nước mới nào, đặc biệt là nguồn cấp nước công cộng, sử dụng nước dưới đất làm nguồn cấp nước uống cần được thử nghiệm trước khi đưa vào sử dụng cho sự tiêu dùng chung và nếu nồng độ radon vượt quá 100 Bq L^-1, cần thực hiện việc xử lý nguồn nước để giảm các mức radon xuống dưới mức cho phép (xem Tài liệu tham khảo [10]).

Tiêu chuẩn này thuộc bộ tiêu chuẩn đề cập đến phép đo nồng độ hoạt độ của các nuclit phóng xạ trong các mẫu nước.

Nguồn gốc của radon-222 và các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong nước và các phương pháp đo khác được mô tả trong TCVN 12260-1 (ISO 13164-1).

CHẤT LƯỢNG NƯỚC – RADON 222 – PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP THỬ SỬ DỤNG ĐẾM NHẤP NHÁY LỎNG HAI PHA

Wafer quality – Radon-222 – Part 4: Test method using two-phase liquid scintillation counting

CẢNH BÁO – Người sử dụng tiêu chuẩn này phải thành thạo với các thực hành phòng thử nghiệm thông thường. Tiêu chuẩn này không đề cập tới mọi vấn đề an toàn, liên quan đến việc sử dụng, nếu cần. Trách nhiệm của người sử dụng là thiết lập thực hành thích hợp về an toàn và đảm bảo bảo vệ sức khỏe thích hợp bảo đảm tuân thủ theo quy định.

QUAN TRỌNG – Tiêu chuẩn này phải được thực hiện bởi nhân viên có trình độ phù hợp.

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử để xác định nồng độ hoạt độ radon-222 (²²²Rn) trong nước không mặn bằng cách chiết và đếm nhấp nháy lỏng.

Phương pháp này có thể đo nồng độ hoạt độ radon-222 bằng cách sử dụng các thiết bị sẵn có, tại nồng độ ít nhất là lớn hơn 0,5 Bq L^-1 cho 10 mL mẫu thử và thời gian đo là 1 h.

Phương pháp thử này có thể được sử dụng cho các mẫu nước uống và phòng thử nghiệm có trách nhiệm đảm bảo tính hợp lệ của phương pháp thử này đối với các mẫu nước có các nền mẫu không được thử nghiệm.

Phụ lục A chỉ ra các điều kiện đếm cần thiết để đáp ứng các giới hạn phát hiện cho việc quan trắc nước uống.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm.

TCVN 7870-10 (ISO 80000-10), Đại lượng và đơn vị – Phần 10: Vật lý nguyên tử và hạt nhân.

TCVN ISO/IEC 17025, Yêu cầu chung về năng lực của các phòng thí nghiệm và hiệu chuẩn.

3  Thuật ngữ, định nghĩa và các ký hiệu

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 7870-10 (ISO 80000-10).

3.2  Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

Tiêu chuẩn này sử dụng các ký hiệu và thuật ngữ viết tắt trong TCVN 7870-10 (ISO 80000-10) và các ký hiệu sau đây.

a hoạt độ theo khối lượng của mẫu tính bằng becquerel/gam

a_s hoạt độ theo khối lượng của dung dịch tiêu chuẩn tại thời điểm đo, tính bằng becquerel/gam

a* ngưỡng quyết định cho tổng số hoạt độ theo khối lượng, tính bằng becquerel/gam

a^# giới hạn phát hiện đối với tổng hoạt độ theo khối lượng tính bằng becquerel/gam

a^<, a^> giới hạn dưới và giới hạn trên của khoảng tin cậy tính bằng becquerel/gam

c_A nồng độ hoạt độ tính bằng becquerel/lít

m khối lượng của mẫu thử, bằng gam

m_S khối lượng của dung dịch chuẩn sử dụng để chuẩn bị các chuẩn đếm, tính bằng gam

r₀ tốc độ đếm mẫu trắng, tính bằng nghịch đảo giây

r_g tốc độ đếm tổng của mẫu, tính bằng nghịch đảo giây

r_S tốc độ đếm của chuẩn trong cửa sổ đếm (alpha + beta), tính bằng nghịch đảo giây

t₀ thời gian đếm mẫu trắng, tính bằng giây

t_g thời gian đếm mẫu thử, tính bằng giây

t_S thời gian đếm mẫu hiệu chuẩn, tính bằng giây

u(a) độ không đảm bảo chuẩn liên quan tới kết quả đo tính bằng becquerel/gam

U độ không bảo đảm mở rộng, được tính bằng U = ku(a), với k = 2, tính bằng becquerel/gam

w hệ số bằng t/(εm), tính bằng nghịch đảo gam

ε hiệu suất tổng

ρ tỉ trọng, tính bằng gam/lít

4  Nguyên tắc

²²²Rn được chiết xuất từ dung dịch mẫu nước bằng hỗn hợp nhấp nháy không trộn lẫn với nước (không tạo nhũ tương) bên trong lọ nhấp nháy và được đếm khi đạt tới trạng thái cân bằng với các sản phẩm phân rã sống ngắn^{[1] [2] [3] [4]}.

Mẫu nước được lấy ra bằng một xyranh kín khí từ bên trong thể tích nước (tức là sâu bên dưới bề mặt) để tránh sự thất thoát radon trong quá trình lấy mẫu và chuyển vào lọ nhấp nháy có chứa một lượng hỗn hợp dự kiến. Với lý do tương tự, mẫu nước được bơm vào dưới bề mặt hỗn hợp. Nút chặt lọ, lắc và giữ trong 3 h, tốt nhất trong tối và ở nhiệt độ được kiểm soát. Mẫu này sau đó được đếm bằng ống đếm nhấp nháy lỏng. Xem xét hoặc đếm tổng số (alpha + beta) hoặc chỉ đếm alpha. Trong điều kiện này, đó ²²²Rn và các sản phẩm con cháu sống ngắn của ²²²Rn (²¹⁸Po, ²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi, và ²¹⁴Po).

5  Thuốc thử và thiết bị, dụng cụ

5.1  Thuốc thử

Tất cả các thuốc thử phải đạt cấp phân tích được công nhận, không chứa bất kỳ hoạt độ alpha và beta nào có thể phát hiện được, ngoại trừ 5.1.4.

5.1.1  Nước, nước cất hoặc nước đã khử ion, theo TCVN 4851 (ISO 3696), loại 3.

Nước đã khử ion có thể có chứa lượng có thể phát hiện của ²²²Rn và con cháu sống ngắn của ²²²Rn. Do đó, nước phải được đun sôi, khuấy mạnh và để yên 1 ngày trước khi sử dụng. Nếu không, sục khí nitơ vào 2 L nước trong 1 h.

5.1.2  Hỗn hợp nhấp nháy, hỗn hợp nhấp nháy có sẵn ngoài thị trường, không thể trộn lẫn với nước.

5.1.3  Ethanol, 95%.

5.1.4  Dung dịch chuẩn radi

Các dung dịch chuẩn ²²⁶Ra phải được cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn có chứa ít nhất thông tin về nồng độ hoạt độ, độ không đảm bảo của phép đo và/hoặc thông báo tuân theo yêu cầu kỹ thuật đo đã được xác nhận.

5.2  Thiết bị, dụng cụ

5.2.1  Cân

5.2.2  Chai mẫu thủy tinh miệng rộng, dung tích từ 500 mL đến 1 L.

5.2.3  Bình Erlenmeyer miệng rộng, dung tích từ 500 mL đến 1 L.

5.2.4  Xyranh kín khí

5.2.5  Ống đếm nhấp nháy lỏng, tốt nhất với buồng đếm ổn nhiệt và với ống đếm mức siêu thấp để đạt được các giới hạn phát hiện tốt hơn.

5.2.6  Lọ polyethylen nhấp nháy, phủ PTFE, dung tích 20 mL.

5.2.7  Lọ thủy tinh nhấp nháy, thủy tinh ít kali, dung tích 20 mL.

CHÚ THÍCH: Các lọ polyethylen tráng PTFE là sự lựa chọn tốt nhất vì chúng có thể ngăn ngừa sự khuếch tán hỗn hợp vào thành lọ, sự thất thoát radon và sự hấp thụ radon từ môi trường bên ngoài. Lọ thủy tinh có một phông nền phóng xạ cao hơn đáng kể do hàm lượng kali-40.

6  Lấy mẫu

6.1  Khái quát

Vì radon dễ dàng giải hấp khỏi mẫu nước, cần tiến hành cẩn thận để tránh thất thoát trong quá trình lấy mẫu.

6.2  Lấy mẫu với sự chuẩn bị nguồn “tại hiện trường”

Gắn một ống nhựa vào vòi nước bằng một phụ kiện thích hợp. Lắp đầu kia của ống vào bình Erlenmeyer miệng rộng (5.2.3). Để dòng nước ổn định thoát ra và chảy qua bình khoảng 2 min. Điều chỉnh luồng nước để tránh dòng chảy rối, bọt, và dung lượng rỗng trong cả ống và trong bình.

Dùng xyranh kín khí (5.2.4) hút phần mẫu nước bằng cách gắn mũi kim sâu xuống dưới bề mặt.

6.3  Lấy mẫu mà không chuẩn bị nguồn “tại hiện trường”

Dùng phụ kiện thích hợp gắn một ống nhựa vào vòi nước. Lắp đầu kia của ống vào một chai thủy tinh borosilicat miệng rộng (5.2.2). Để dòng nước ổn định thoát ra và chảy qua chai khoảng 2 min. Điều chỉnh luồng nước để tránh dòng chảy rối, bọt và dung lượng rỗng trong cả ống và chai. Nhẹ nhàng nhả ống và vít chặt nắp tránh không khí đọng trên miệng chai. Thông thường chai có dung tích 1 L là phù hợp cho việc lấy mẫu.

Mẫu cần được chuyển vào phòng thử nghiệm và phân tích trong vòng 48 h. Không nên đông lạnh mẫu và không nên để mẫu ở nhiệt quá cao. Nên bảo quản mẫu ở nhiệt độ không cao hơn nhiệt độ của mẫu nước khi lấy.

7  Lắp đặt và hiệu chuẩn thiết bị

7.1  Chuẩn bị nguồn hiệu chuẩn

Chuyển một lượng chính xác m_S của dung dịch chuẩn ²²⁶Ra (5.1.4) vào một lọ nhấp nháy 20 mL (5.2.6 hoặc 5.2.7). Để hoạt độ theo khối lượng ở thời gian đo là a_S. Pha loãng với nước trong phòng thử nghiệm (5.1.1) (xem TCVN 4851 (ISO 3696)) tới khối lượng đã lựa chọn trước đó (ví dụ: 10 g). Thêm hỗn hợp nhấp nháy (5.1.2). Bảo quản mẫu ít nhất 30 ngày để đạt được sự cân bằng thế kỷ.

Có thể sử dụng dung dịch ²²²Rn tiêu chuẩn nếu có sẵn. Trong trường hợp này, sau 3 h chuẩn bị, có thể bắt đầu đếm. Vì Ra-226 không được chiết vào trong pha hữu cơ nên sự phát xạ anpha của nó sẽ không ảnh hưởng đến việc hiệu chuẩn hiệu suất phát hiện đối với Rn-222.

7.2  Tối ưu hóa các điều kiện đếm

Có thể sử dụng cả việc đếm anpha + beta hoặc đếm anpha sử dụng phân loại anpha-beta (xem hướng dẫn của nhà sản xuất).

Khi sử dụng phân loại anpha-beta, cả phông nền anpha và hiệu suất đều thấp hơn; trong thực tế, có thể đạt tới một giới hạn phát hiện thấp hơn nhiều.

Lập cửa sổ đếm sao cho các kênh bị ảnh hưởng do quang phát quang và hóa phát quang được loại trừ.

CHÚ THÍCH: Do không có nước trong pha hỗn hợp nhấp nháy, nên việc làm nguội nhanh là thấp và không đổi do đó không cần phải hiệu chỉnh việc làm nguội nhanh.

7.3  Hiệu suất phát hiện

Để tốc độ đếm là r_S cho các số đếm của nguồn hiệu chuẩn trong cửa sổ đếm (alpha + beta).

Xác định hiệu suất phát hiện:

Các giới hạn chấp nhận cho hiệu suất cần được xác định.

CHÚ THÍCH: ε bao gồm cả việc đếm và hiệu suất chiết. Các giá trị thông thường nằm trong khoảng từ 400 % đến 500 % (sự phát anpha của ²²²Rn, ²¹⁸Po, ²¹⁴Po và sự phát beta của ²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi). Nếu chỉ sử dụng anpha, giá trị ε mong đợi sẽ thấp hơn (≤ 300 %).

Nên kiểm tra sự tuyến tính của phương pháp. Hiệu suất phải được đánh giá bằng cách sử dụng các nguồn hiệu chuẩn mà hoạt động của nó phải bao phủ toàn bộ khoảng làm việc.

Có thể thu được một ước lượng chính xác hơn về hiệu suất bằng cách chuẩn bị và đo đủ số lượng các nguồn hiệu chuẩn.

Hiệu suất cần phải được kiểm tra xác nhận định kỳ do phòng thử nghiệm thiết lập và bất cứ khi nào thay đổi vật liệu (ví dụ như hỗn hợp nhấp nháy (5.1.2)) hoặc khi thực hiện hoạt động bảo dưỡng trên máy đếm nhấp nháy (5.2.5). Việc kiểm tra xác nhận hoặc hiệu chuẩn lại là cần thiết khi không đạt yêu cầu về kiểm soát chất lượng thiết bị.

7.4  Chuẩn bị và đo mẫu trắng

Chuyển lượng đã chọn (ví dụ 10 g) nước phòng thử nghiệm đã tách khi (5.1.1) vào lọ nhấp nháy (5.2.6 hoặc 5.2.7). Thêm hỗn hợp nhấp nháy (5.1.2) và lắc.

Sau khi tách pha, cần phải đợi ít nhất 3 h trước khi bắt đầu đếm. Đếm mẫu trắng bằng cách sử dụng các điều kiện đã chọn. Để tốc độ đếm đo được trong cửa sổ đếm là r₀.

Các giới hạn chấp nhận cho các mẫu trắng phải được xác định, dựa trên giới hạn phát hiện mong muốn. Với mục đích này, nên sử dụng biểu đồ kiểm soát.^[5]

Cần đếm các mẫu trắng trong cùng một thời gian đếm như các mẫu thông thường.

Các phép đo mẫu trắng phải được thực hiện định kỳ do phòng thử nghiệm thiết lập (ví dụ như mỗi tháng) và bất cứ khi nào thay đổi vật liệu (ví dụ như mẻ hỗn hợp nhấp nháy (5.1.2)) hoặc khi thực hiện các hoạt động bảo dưỡng trên máy đếm nhấp nháy (5.2.5). Việc kiểm tra xác nhận hoặc hiệu chuẩn lại là cần thiết khi không đáp ứng các điều kiện kiểm soát chất lượng dụng cụ (xem Điều 11).

8  Chuẩn bị và đo mẫu

Chuyển vào lọ nhấp nháy (5.2.6 hoặc 5.2.7) lượng hỗn hợp nhấp nháy đã chọn (5.1.2) (ví dụ 10 mL). Cân trọng lượng của lọ.

Cần thực hiện hoạt động này trong phòng thử nghiệm. Các lọ có nắp, có chứa hỗn hợp nhấp nháy và đã cân, có thể được vận chuyển để thực hiện lấy mẫu “tại hiện trường”.

Rút từ từ một lượng nhỏ mẫu thử ra từ mẫu lớn chứa trong bình (5.2.2 hoặc 5.2.3) (xem 6.1 hoặc 6.2) bằng một xyranh kín khí (5.2.4). Phần đầu kim cần được đặt khoảng 3 cm dưới bề mặt nước trong bình.

Đảo ngược xyranh và bơm từ từ nước ra. Lặp lại thao tác rửa này hai lần hoặc nhiều lần. Cần tránh việc tạo bọt bên trong xyranh.

Rút một lượng nhỏ mẫu thử lần cuối, đảo ngược xyranh và phun từ từ bất kỳ bọt khí nhỏ còn lại. Giữ lại lượng mẫu mong muốn.

Tháo nắp ra khỏi lọ và cẩn thận phần đầu kim của xyranh ở đáy của lọ. Từ từ bơm mẫu nước vào dưới hỗn hợp nhấp nháy. Cẩn thận rút xyranh ra và đậy nắp lại.

Lắc lọ trong vài giây và ghi lại thời điểm lấy mẫu. Cân lại lọ và tính khối lượng, m, của mẫu nước.

Nước được bơm dưới dung dịch nhấp nháy lỏng để tránh việc thất thoát radon khỏi mẫu. Thao tác này Cần được tiến hành chậm để tránh rối loạn trong dung dịch có thể gây ra sự thất thoát radon. Đếm mẫu sau ít nhất 3 h từ khi chuẩn bị mẫu sử dụng điều kiện đếm tối ưu đã chọn để đạt được trạng thái cân bằng với con cháu radon sống ngắn. Để tốc độ đếm đo được trong cửa sổ đã chọn là r_g.

Khoảng thời gian đếm phụ thuộc vào tốc độ đếm mẫu và độ chụm và các giới hạn phát hiện đã yêu cầu.

9  Biểu thị kết quả

9.1  Tính hoạt độ trên một đơn vị khối lượng

Tính hoạt độ theo khối lượng, a, của nước bằng cách:

Nếu kết quả phải được tính bằng Bq trên đơn vị thể tích thì phải nhân kết quả ban đầu tính bằng Bq trên một đơn vị khối lượng với tỷ trọng của mẫu nước. Trong trường hợp này, sự đóng góp độ không đảm bảo của tỷ trọng là không đáng kể và có thể bỏ qua.

9.2  Độ không bảo đảm chuẩn

Theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC guide 98-3)^[6], độ không bảo đảm chuẩn của a được tính theo Công thức (3):

Trong đó độ không bảo đảm của thời gian đếm được bỏ qua.

Độ không bảo đảm chuẩn tương đối của w được tính bằng Công thức (4):

Độ không bảo đảm chuẩn tương đối của ε được tính theo Công thức (5):

Nếu tiến hành xác định hiệu suất lặp lại (xem 7.3, Chú thích 3), phải tính độ không bảo đảm hiệu suất (xem A.2).

Độ không đảm bảo khối lượng u_rel(m), cần được ước tính dựa trên kinh nghiệm của phòng thử nghiệm và có thể lớn hơn độ không bảo đảm của cân.

Để tính các giới hạn đặc tính theo ISO 11929, ta cần tính , tức là độ không đảm bảo chuẩn của a là hàm các giá trị thực của nó, được tính theo Công thức (6):

9.3  Ngưỡng quyết định

Ngưỡng quyết định a*, thu được từ Công thức (6), đối với  = 0. Giá trị này tính bằng:

Trong đó:

α tương đương với 0,05 với k_1-α = 1,65 được chọn mặc định.

9.4  Giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện, a^# được tính bằng Công thức (8):

Trong đó:

β là tương đương bằng 0,05 với k_1-β = 1,65 được chọn mặc định.

Có thể tính giới hạn phát hiện bằng cách tính Công thức (8) cho a^# hoặc đơn giản hơn, bằng việc lặp lại với giá trị bắt đầu xấp xỉ a^# = 2·a*.

Khi α=β thì k_1-α = k_1-β = k, giải Công thức (8) bằng cách tính Công thức (9).

9.5  Giới hạn tin cậy

Theo ISO 11929, giới hạn dưới, a^<, và giới hạn trên, a^>, của khoảng tin cậy được tính bằng Công thức (10) và Công thức (11).

Trong đó:

ω tương đương với ϕ(y/u(y)), ϕ là hàm phân bố của sự phân bố chuẩn tắc.

ω tương đương với 1; có thể đặt nếu a ≥ 4·u(a) và áp dụng Công thức (12):

Trong đó:

γ tương đương 0,05 với k_1-γ/2 = 1,96 thường được chọn mặc định.

9.6  Phép tính sử dụng nồng độ hoạt độ

Nồng độ hoạt độ có thể được tính bằng cách nhân hoạt độ trên một đơn vị khối lượng với tỷ trọng, ρ, tính theo gam trên lít, như sau:

Độ không bảo đảm, các giới hạn đặc tính và các giới hạn của khoảng tin cậy có thể được tính bằng cách sử dụng các Công thức trước đó [Công thức (1), (2), (4), (9) và (10)] với Công thức (13) và (14).

10  Kiểm soát nhiễu

Các nuclit phóng xạ khác hòa tan trong dung dịch hỗn hợp nhấp nháy (ví dụ, các nuclit phóng xạ gắn với các phân tử hữu cơ có thể gây nhiễu). Nước bị nhiễm các chất phát xạ beta hoặc chất phát tia gamma năng lượng cao cũng có thể gây nhiễu. Những điều này ít khi được quan sát thấy trong nước uống.

Mặc dù vậy, cần thường xuyên tiến hành việc kiểm tra phổ một cách cẩn trọng.

11  Kiểm soát chất lượng

Phải lựa chọn các phương pháp đo và thực hiện các thủ tục liên quan bởi các nhân viên có trình độ phù hợp về chương trình đảm bảo và kiểm soát chất lượng.

Thường xuyên sử dụng các chất chuẩn đã chứng nhận để duy trì độ tin cậy của các kết quả đo và thực hiện các phép so sánh liên phòng thử nghiệm và thử nghiệm thành thạo (xem TCVN ISO/IEC 17025).

Các quy trình phòng thử nghiệm phải đảm bảo tránh ô nhiễm trong phòng thử nghiệm và thiết bị cũng như sự ô nhiễm chéo.

12  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải tuân thủ các yêu cầu của TCVN ISO/IEC 17025 và phải có ít nhất các thông tin sau:

a) Phương pháp thử nghiệm được sử dụng, viện dẫn tiêu chuẩn này, ví dụ: TCVN 12260-4 (ISO 13164-4);

b) Nhận dạng mẫu;

c) Đơn vị biểu thị các kết quả;

d) Kết quả thử nghiệm, a±u(a) hoặc a ± U với giá trị k liên quan;

Thông tin bổ sung có thể được cung cấp như sau:

a) Các xác suất a, β và (1 – γ);

b) Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện;

c) Tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng có nhiều cách khác nhau để trình bày kết quả:

– Khi so sánh nồng độ hoạt độ trên đơn vị khối lượng, a, ngưỡng quyết định (xem ISO 11929), kết quả của phép đo phải được biểu thị bằng ≤ a* nếu kết quả nằm dưới ngưỡng quyết định.

– Khi so sánh nồng độ hoạt độ trên đơn vị khối lượng, a, với giới hạn phát hiện, kết quả của phép đo có thể được biểu thị bằng ≤ a^# nếu kết quả nằm dưới giới hạn phát hiện – Nếu giới hạn phát hiện vượt quá giá trị hướng dẫn, thì phải ghi vào hồ sơ rằng phương pháp là không phù hợp với mục đích của phép đo.

d) Đề cập đến mọi thông tin liên quan có ảnh hưởng đến kết quả.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Các thông số thiết lập và số liệu xác định tính hợp lệ

A.1  Khái quát

Các phép đo sau đây đã được thực hiện bằng ống đếm nhấp nháy lỏng Quantulus™1) 1220. Sử dụng các lọ thủy tinh nhỏ polyetylen phủ PTFE (polyvials^® SLD2)) và hỗn hợp dung dịch nhấp nháy Ultima Gold™F3 (trừ khi không có quy định).

A.2  Lắp đặt và hiệu chuẩn thiết bị

Thực hiện các phép đo mà không áp dụng phân tách alpha/beta. Phổ được vẽ dưới đây (xem Hình A.1).

CHÚ DẪN:

X Số kênh

Y Số đếm

CHÚ THÍCH 1: Pic 1: ²²²Rn (5,489 MeV)

CHÚ THÍCH 2: Pic 2: ²¹⁸Po (6,002 MeV)

CHÚ THÍCH 3: Pic 3: ²¹⁴Po (7,687 MeV)

Hình A1 – Phổ LSC

Xem xét cửa sổ đếm phổ tổng (alpha + beta) giữa các kênh từ 100 đến 1000.

Trong Bảng A.1, đưa ra các kết quả thu được bằng các quy trình hiệu chuẩn khác nhau. Trong “hiệu chuẩn 1”, nguồn đơn của ²²⁶Ra (xem 7.1) chuẩn bị và đo tại sáu mức nồng độ khác nhau (0,2 Bq/kg; 310 Bq/kg; 610 Bq/kg: 910 Bq/kg; 1210 Bq/kg; 1510 Bq/kg). Hiệu suất tổng thể (chiết + đếm) được xác định (xem Bảng A.1, dòng đầu tiên).

Trong “hiệu chuẩn 2“, 10 nguồn ²²⁶Ra (1500 Bq/kg) được chuẩn bị và đo.

Trong “hiệu chuẩn 3”, đặt 10 nguồn hiệu chuẩn đã được chuẩn bị từ chuẩn ²²²Rn quốc gia (được cung cấp bởi ENEA INMRI, Rome-ltaiy). Các nguồn đã được chuẩn bị tại hiện trường và được chuyển tới phòng thử nghiệm đo.

Bảng A.1 – Các thông số hiệu chuẩn

Ba quy trình hiệu chuẩn cho kết quả so sánh nếu độ không đảm bảo đo được xem xét.

A.3  Biểu thị kết quả

Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện được tính như trong 9.3 và 9.4 đã được báo cáo trong Bảng A.2 đối với các điều kiện được báo cáo ở trên. Các thông số giống nhau đối với các mẫu không được làm giàu cũng được ghi vào báo cáo. Sử dụng các giá trị mẫu trắng và hiệu suất được báo cáo ở trên.

Bảng A.2 – Các giới hạn đặc tính

A.4  Số liệu hợp lệ

A.4.1  Tuyến tính

Sử dụng phép thử Mandel để kiểm tra sự tuyến tính trong khoảng từ 0,2 Bq/kg đến 1210 Bq/kg. Các giá trị của hoạt độ (giá trị x) theo CPS (giá trị y) được ghi vào báo cáo trong Bảng A.3. Phép thử Mandel được áp dụng cho bộ số liệu này đã chỉ ra mối tương quan tuyến tính giữa các giá trị x và y. Không có các bất thường trong các phần còn lại.

Bảng A.3 – CPS (số đếm trên giây) ở các giá trị nồng độ hoạt độ khác nhau

A.4.2  Độ chụm trong các điều kiện đo lặp trung gian

Độ chụm đã được đánh giá trong các điều kiện đo lặp trung gian (hoặc độ tái lập liên phòng thử nghiệm). Các nhà sản xuất khác nhau đã chuẩn bị và đo ba mẫu nước vòi. Các kết quả được báo cáo trong Bảng A.4. Các độ lệch chuẩn của ba bộ kết quả không bao giờ cao hơn đáng kể so với các độ không đảm bảo của các phép đo riêng lẻ.

Bảng A.4 – Độ lặp (trung gian)

A.4.3  Độ chính xác (độ đúng)

Độ chính xác, đã thu được bởi sự tham gia trong một chương trình thử nghiệm thành thạo (PT), cung cấp các giá trị độ chệch thấp hơn 10 % và giá trị E_n thấp hơn 1. Các giá trị độ chệch thu được đã được bao gồm cả khoảng thời gian có thể chấp nhận được đã định bởi các nhà tổ chức PT.

A.4.4  Giới hạn phát hiện

Như đã chỉ ra trong Bảng A.2, với quy trình này, thu được giới hạn phát hiện khoảng 0,5 Bq/kg trong khoảng thời gian đếm 1 h và 0,01 kg mẫu.

A.4.5  Độ không đảm bảo

Việc sử dụng quy trình này, thu được độ không đảm bảo tương đối của khoảng 7 % (hệ số phủ k = 1) trong khoảng thời gian đếm 1 h của 0,01 kg mẫu với nồng độ hoạt độ ²²²Rn khoảng 10 Bq/kg.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1]  WHO Guidelines for drinking-water quality. Fourth Edition, 2011

[2]  Prichard H.M., Gesell T.F. Rapid measurements of ²²²Rn concentrations in water with a commercial liquid scintillation counter. Health Phys. 1977, 33 (6) pp. 577-581.

[3]  Hess C.T., Beasley S.M. Setting up a laboratory for radon in water measurement. In: Radon, Radium and Uranium in Drinking Water, (C.R. Cothern, P.A. Rebers, C.R.C. Press eds.). 1990, pp. 193-202.

[4]  ASTM D5072-09, Standard test method for radon in drinking water

[5]  Forte M. Standardized methods for measuring radionuclides in drinking water. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2006, 269 (2) pp. 397-401.

[6]  ISO 8258, Shewhart control charts.

[7]  TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3), Độ không đảm bảo đo – Phần 3: Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM:1995).

[8]  EURACHEM/CITAC Guide CG4. Quantifying uncertainty in analytical measurement, Third Edition, 2012.

[9]  United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 2010. Sources and effects of ionizing radiation, 2 Vols. UNSCEAR 2008 Report to the General Assembly, with scientific annexes. New York, NY: United Nations.

[10]  WHO Guidelines for drinking-water quality, 3rd edition. Geneva: World Health Organization, 2008. Available (viewed 2013-03-06) at: http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3rev/en.

[11]  TCVN 6663-1 (ISO 5667-1), Chất lượng nước – Lấy mẫu – Phần 1: Hướng dẫn thiết kế các chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu.

[12]  TCVN 6663-3 (ISO 5667-3), Chất lượng nước – Lấy mẫu – Phần 3: Bảo quản và xử lý các mẫu nước.

[13]  TCVN 6663-14 (ISO 5667-14), Chất lượng nước – Lấy mẫu – Phần 14: Hướng dẫn đảm bảo chất lượng lấy mẫu và xử lý mẫu nước môi trường.

[14]  ISO 11929, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the confidence interval) for measurements of ionizing radiation – Fundamentals and application

[15]  TCVN 12260-1 (ISO 13164-1), Chất lượng nước – Radon 222 – Phần 1: Nguyên tắc chung

[16]  BIPM/IEC/IFCC/ILAC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML, International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM). JCGM 200