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環境樣本輻射測量的探測下限

環境樣本輻射測量的探測下限

李淑明
2020年3月

香港境內環境輻射監測
天文台其中一項工作是負責監測和評估香港境內的環境輻射水平。我們除了利用輻射監測網絡實時監測本港各區的環境伽馬輻射水平外,也定時採集空氣、土壤、水及食物樣本,並在輻射實驗室作輻射測量。
在港島東環翠邨抽取地下水樣本
在港島東環翠邨抽取地下水樣本
如何在輻射實驗室作輻射測量?
環境樣本內放射性核素的活度測量於京士柏輻射實驗室進行。不同的放射性核素需要專門的系統進行分析,例如伽馬放射性核素的活度是採用配備高純度鍺探測器的伽馬譜法系統測量。
利用高純度鍺探測器測量樣本中的伽馬放射性核素
利用高純度鍺探測器測量樣本中的伽馬放射性核素
甚麽是輻射測量的探測下限?
輻射測量的探測下限是指一個測量系統在該次測量時實際能測量到的最低活度水平。如果樣本的活度水平低於此下限,儀器在該次測量時是無法探測出來的。
哪些因數影響探測下限的數值?
探測下限的數值取決於多個因數,包括測量系統的特質、測量方法、樣本的特質及測量的情況,所以探測下限會隨著個別樣本和測量而改變。利用較高靈敏度的儀器、對樣本作前處理來加強樣本內放射性核素的濃度、測量較大的樣本或延長測量時間等,均有助達至一個較低的探測下限(即能檢測出活度較低的放射性核素)。但延長測量時間將無可避免地降低可測量樣本的數量,並可能由於電子儀器操作較長時間,其噪聲引入更多的隨機測量誤差。
如何為輻射測量選取一個適合的探測下限數值?
天文台在為每種樣本及個別放射性核素測量選取探測下限數值時,一直確保當樣本檢測出放射性核素活度接近探測下限,即表示該核素的活度處於一個十分低的水平,不會帶來健康風險。
以食水樣本中的伽馬放射性核素銫-137為例,根據大亞灣應變計劃,食水樣本中銫-137的活度導出干預水平為每公升600貝可;而天文台測量水樣本中銫-137的探測下限為每公升0.1貝可 (香港環境輻射監測摘要2018的表3),遠低於導出干預水平。
我們必須明白,即使最先進的測量儀器也存在不確定度,但若測量探測下限遠低於(一兩個數量級或以上)導出干預水平,當樣本檢測出放射性核素活度接近探測下限時,則基本上該核素的放射性活度水平不會引致輻射後果或影響健康。