铯-137放射化学测定方法

铯-137，核素符号137Cs，半衰期为30.167年。铯属于碱金属元素，化学性质与钾类似，是一个重要的裂片元素，它具有比较高的毒性，释放出β和γ两种射线，稳定性铯的质量数为133，其余的同位素均有放射性，其中具有卫生学意义的主要是铯-134和铯-137。铯-134半衰期为2.19年，用铯-133的化合物经（n，γ）反应而制取。铯-137为裂变产物，半衰期为33±2年，裂变产额比较高。当铯-137通过生物链的复杂过程进入有机体之后，不仅几乎全部被吸收，而且在有机体内保持平衡状态，危害人体健康。因此，环境样品中艳-137的测定日益受到人们的普遍重视。

环境样品中放射性核素铯-137采用γ射线或β射线均可测量，但由于环境中其浓度很低，因而主要采用灵敏度高的β射线测量方法。

铯-137的主要来源是：

（1）核武器试验；

（2）核反应堆的放射性废物；

（3）核燃料后处理厂的放射性废液。

铯-137的主要用途是：

（1）制作工业γ放射源：用于密度测量、厚度测量、核辐射称重、卷烟密度测量、测井、煤炭勘探开发等。

（2）医用γ放射源：氯化铯注射液可用于心脏扫描，辅助诊断心肌梗死及其病变，还可用来诊断甲状腺肿瘤及癌症治疗。

（3）农业及生物学应用：高活度137Cs源用于辐照育种、辐照贮存食品、医疗器械的杀菌。

（4）用于制作同位素电池和同位素热源。

（5）可作为核电站事故的信号核素。

（6）可制成137Cs-137mBa放射性核素发生器。

铯-137对机体造成的辐射效应，主要是β辐射，其衰变子体为位于激发态的137mBa，主要是γ辐射，虽然半衰期较短（仅为2.552min），但损伤效应较大。

（1）确定性效应。机体摄入较大量放射性铯时，可引起急性和慢性损伤。137Cs急性损伤类似外照射急性放射病，主要表现为体重下降、胃肠道损伤、骨髓破坏和出血症候群。放射性铯由呼吸道吸入，可引起支气管周围腺体增生，血管周围水肿，肺泡和血管周围有出血灶。

（2）随机性效应。动物实验表明，放射性铯可引起软组织肿瘤，如甲状腺癌、卵巢癌、乳腺癌、膀胱癌、胆管癌、神经细胞肉瘤和淋巴肉瘤。(www.xing528.com)

表10-2　铯-137的相关限值

环境样品中铯-137的放射性与锶-90类似，一般含量较低，分析测定时，需取大量样品进行浓缩处理。

由于铯盐在高温情况下易于挥发，因此对于生物样品最好采用湿式灰化法，但湿式灰化法只适用于小量样品，在处理大量样品需用干式灰化时，需特别注意温度不宜超过450℃。

在铯-137的测定中，可利用铯的氢氧化物、卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或草酸盐等易溶于水，以及铯的杂多酸盐、钴亚硝酸盐、二苦酰胺盐、四苯基硼化物和碘铋酸盐等难溶于水的特性已达到将铯与其他裂变产物分离的目的。也有借某些有机离子或无机离子交换剂对铯特强的吸附能力，或利用某些有机溶剂对铯的萃取性能与其他裂变产物进行分离。在铯-137的分析测定中，主要的分离纯化步骤是铯与钾、铷的分离，不仅他们是同族元素，而且钾与铷还具有一定的放射性（1mg钾有1.68衰变/分，1mg铷有52.8衰变/分）。只有当样品中的铷含量很低的情况下，可以只考虑铯与钾的分离。

铯与钾、铷的分离方法有碘铋酸盐法、离子交换法等。在铷不存在的情况下，除上述方法外，还可以用磷钼酸盐、亚铁氰化物或硅钨酸盐从大量钾盐中分理出毫克量的铯离子。铯的称量和计数形式，可用高氯酸盐、氯铂酸盐或四苯基硼化物等。

样品中若含有铯-137和铯-134两种放射性同位素，需用γ谱仪进行测定。

环境样品中铯-137的测定方法主要有以下几种方法，γ能谱法、离子交换法沉淀法、萃取法。食品中137Cs的测定采用磷钼酸铵法或亚铁氩钴钾法、γ能谱测定法，各方法的主要特点是：

（1）γ能谱法。是利用137Cs的子体137mBa的γ射线可在γ谱仪上直接测量。此法简便，但是灵敏度低，所以对于低含量的样品还不能代替放化分离浓集后的β计数法测量。当样品中同时存在有134Cs时，则必须用γ谱仪测量，才可将二者分开。

（2）离子交换法。无机离子交换法是铯分离浓集的常用方法，使用的无机离子交换剂有：磷钼酸铵、亚铁氰化钴钾、亚铁氰化铜、亚铁氰化钴等，也可以将亚铁氰化物吸附在阴离子交换剂上制备成亚铁氰化物-交换树脂。

（3）沉淀法。基于铯与四苯硼化物、碘铋酸盐、硅钨酸盐和氯铂酸盐等生成沉淀达到分离的目的。这些铯的沉淀物可以用于称量和计数。

磷钼酸铵（AMP）-碘铋酸铯沉淀法：在酸性溶液中用AMP吸附分离铯，并将吸附了铯的AMP用氢氧化钠溶液溶解，然后在柠檬酸和醋酸溶液中以碘铋酸铯沉淀137Cs并测量其β或γ活度，此法是国内目前广泛应用的方法。具体测量方法、采用设备及步骤参见《水中铯-137放射化学分析方法》（GB6767—86），生物样品灰参检测方法参见《生物样品灰中铯-137的放射化学分析方法》（GB11221—89）。

（4）萃取法。可用4-仲丁基-2（α-甲苄基）酚（BAMBP）萃取137Cs。尿样中137Cs的测定采用萃取法，具体如下：尿样经酸化处理，其中的137Cs经金属盐阴离子交换树脂-亚铁氰化钴钾吸附，BAMBP萃取，硝酸反萃取等程序分离纯化，制源并用低本底β计数器测量。本法主要试剂及仪器及分析步骤参见《辐射防护手册第二分册　辐射防护监测技术》。

（5）人体内污染监测方法。全身计数：γ谱全身测量，典型探测限50Bq；尿样分析：γ谱尿样测量，典型探测限1Bq/L。