高发射率碳-14 β源制备方法的研究

高 岩，王 念，史晨钟，刘明阳，崔洪起

(原子高科股份有限公司，北京 102413)

近年来，随着中国工业化的快速发展，空气质量也逐渐转差，雾霾天气逐渐增多[1-2]，尤其是PM 2.5颗粒的吸入对人体的健康非常有害[3]。我国环保部门非常重视对PM 2.5颗粒的监测[4]，2012年2月GB 3095—2012《环境空气质量标准》正式颁布实施，首次将PM 2.5列入环境空气质量必测项目之中。2008年美国环境保护署(EPA)第一次批准了PM 2.5自动监测方法为等效方法，并开始逐步应用于国家监测网络中。截至2012年，通过美国EPA认证的自动监测设备有11种，监测方法主要有β射线法(联用DHS)[5-6]、微量振荡天平法(联用 FDMS)[7]、光散射法[8]。这三种方法中，除光散射法外，都需要在滤膜上收集PM 2.5颗粒物才以实现其浓度的测量。微量振荡天平技术对滤膜质量的变化尤其敏感，当空气污染严重或湿度较大时，滤膜更换不及时会导致仪器故障。β射线自动监测仪器能够自动更换滤膜，从而有效地预防仪器故障，结合动态加热系统，能够准确测量PM 2.5的浓度。然而，β射线自动监测仪器中使用的碳-14源发射的β粒子要求较高，其发射率至少要达到3×105s-1。碳-14 β标准源的常规制备工艺是通过有机合成法[9]，先制备14C的甲基丙烯酸甲酯单体[10]，然后通过聚合反应生成甲基丙烯酸甲脂聚合物，将其涂在铝底片上，做成有机薄膜源。该工艺制备的碳-14源发射的β粒子能量低、射程短、有机膜厚、产品自吸收大，适合做一些低发射率的标准源，不能满足β射线自动监测仪器的发射率要求，因此，研究高发射率碳-14 β源的制备工艺尤其重要。……