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台電核能月刊
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(三)、模擬氣體中混合加馬核種量測結果之比較分析:

表十七 Mn-54核種:比較分析用的盲樣標準活度 1657±0.71%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度(%)

 

準確度要求(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

1659

±4.36

0.12

13.25

≦13.25

≦30

合格

LAB-2

1575

±4.32

-4.95

13.13

≦13.13

≦30

合格

LAB-3

1664

±2.82

0.42

8.72

≦ 8.72

≦30

合格

LAB-4

1716

±2.90

3.56

8.96

≦ 8.96

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於模擬氣體中Mn-54核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是0.12%、4.95%、0.42%及3.56%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於模擬氣體中Mn-54核種的分析結果皆合格。

表十八 Co-57核種:比較分析用的盲樣標準活度 2257±1.27%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度(%)

 

準確度要求(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

2279

±3.59

0.97

11.42

≦11.42

≦30

合格

LAB-2

2275

±3.39

0.80

10.86

≦10.86

≦30

合格

LAB-3

2243

±1.67

-0.62

6.29

≦ 6.29

≦30

合格

LAB-4

2434

±2.40

7.84

8.15

≦ 8.15

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於模擬氣體中Co-57核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是0.97%、0.80%、0.62%及7.84%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於模擬氣體中Co-57核種的分析結果皆合格。

 表十九 Y-88核種:比較分析用的盲樣標準活度 1273±0.82%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度(%)

 

準確度要求(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

1285

±4.30

0.94

13.13

≦13.13

≦30

合格

LAB-2

1220

±4.46

-4.16

13.60

≦13.60

≦30

合格

LAB-3

1246

±2.94

-2.12

 9.16

≦ 9.16

≦30

合格

LAB-4

1203

±2.90

-5.50

 9.04

≦ 9.04

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於模擬氣體中Y-88核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是0.94%、4.16%、2.12%及5.50%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於模擬氣體中Y-88核種的分析結果皆合格。

表二十Sn-113核種:比較分析用的盲樣標準活度 1418±1.00%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度(%)

 

準確度要求(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

1423

±4.61

0.35

14.15

≦14.15

≦30

合格

LAB-2

1403

±4.66

-1.06

14.30

≦14.30

≦30

合格

LAB-3

1291

±3.27

-8.96

10.26

≦10.26

≦30

合格

LAB-4

1394

±2.60

-1.69

8.36

≦ 8.36

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於模擬氣體中Sn-113核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是0.35%、1.06%、8.96%及1.69%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於模擬氣體中Sn-113核種的分析結果皆合格。

表二十一 Cs-134核種:比較分析用的盲樣標準活度 1715±2.34%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度(%)

 

準確度要求(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

1727

±4.23

0.70

14.50

≦14.50

≦30

合格

LAB-2

1685

±3.75

-1.75

13.26

≦13.26

≦30

合格

LAB-3

1628

±2.78

-5.07

10.90

≦10.90

≦30

合格

LAB-4

1680

±1.70

-2.04

8.68

≦ 8.68

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於模擬氣體中Cs-134核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是0.70%、1.75%、5.07%及2.04%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於模擬氣體中Cs-134核種的分析結果皆合格。

表二十二 Cs-137核種:比較分析用的盲樣標準活度 1816±2.05%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度(%)

準確度要求(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

1760

±4.89

-3.08

15.91

≦15.91

≦30

合格

LAB-2

1723

±5.30

-5.12

17.05

≦17.05

≦30

合格

LAB-3

1688

±2.82

-7.05

10.46

≦10.46

≦30

合格

LAB-4

1753

±2.80

-3.47

10.14

≦10.14

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於模擬氣體中Cs-137核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是3.08%、5.12%、7.05%及3.47%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於模擬氣體中Cs-137核種的分析結果皆合格。

(四)、水樣中混合加馬核種量測結果之比較分析:

表二十三 Mn-54核種:盲樣配製標準不確定度為 ±0.71%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

盲樣標準活度(Bq/ea)

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度 (%)

準確度要求

(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

3219

3083

±4.18

-4.22

12.72

≦12.72

≦30

合格

LAB-2

2730

2870

±4.11

+5.13

12.51

≦12.51

≦30

合格

LAB-3

2630

2558

±1.39

-2.74

4.68

≦ 4.68

≦30

合格

LAB-4

2844

2766

±4.30

-2.69

13.07

≦13.07

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於水樣中Mn-54核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是4.22%、5.13%、2.74%及2.69%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於水樣中Mn-54核種的分析結果皆合格。

表二十四 Y-88核種:盲樣配製標準不確定度為 ±2.82%(1s) Bq/ea 

實驗室代碼

盲樣標準活度(Bq/ea)

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度 (%)

準確度要求

(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

2376

2302

±4.18

-3.11

15.13

≦15.13

≦30

合格

LAB-2

2119

2197

±4.08

+3.68

14.88

≦14.88

≦30

合格

LAB-3

2031

1879

±1.45

-7.48

9.51

≦ 9.51

≦30

合格

LAB-4

2092

2097

±3.80

-3.26

14.20

≦14.20

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於水樣中Y-88核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是3.11%、3.68%、7.48%及3.26%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於水樣中Y-88核種的分析結果皆合格。 

表二十五Co-57核種:盲樣配製標準不確定度為 ±2.17%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

盲樣標準活度(Bq/ea)

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度 (%)

準確度要求

(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

4579

4702

±3.63

+2.69

12.69

≦12.69

≦30

合格

LAB-2

4099

4319

±3.56

+5.37

12.51

≦12.51

≦30

合格

LAB-3

3582

3811

±0.94

+6.39

7.09

≦ 7.09

≦30

合格

LAB-4

3890

3976

±3.60

1.73

12.61

≦12.61

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於水樣中Co-57核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是2.69%、5.37%、6.39%及1.73%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於水樣中Co-57核種的分析結果皆合格。

表二十六Sn-113核種:盲樣配製標準不確定度為 ±1.00%(1s) Bq/ea 

實驗室代碼

盲樣標準活度(Bq/ea)

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度 (%)

準確度要求

(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

2696

2782

±4.23

+3.19

13.04

≦13.04

≦30

合格

LAB-2

2369

2417

±4.41

+2.03

13.57

≦13.57

≦30

合格

LAB-3

2180

2084

±1.82

-4.40

6.23

≦ 6.23

≦30

合格

LAB-4

2400

2297

±4.90

-0.24

15.00

≦15.00

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於水樣中Sn-113核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是3.19%、2.03%、4.40%及0.24%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於水樣中Sn-113核種的分析結果皆合格。

表二十七 Cs-134核種:盲樣配製標準不確定度為 ±2.34%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

盲樣標準活度(Bq/ea)

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度 (%)

準確度要求

(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

3201

3037

±4.33

-5.12

14.77

≦14.77

≦30

合格

LAB-2

2957

2832

±3.81

-4.23

13.41

≦13.41

≦30

合格

LAB-3

2678

2526

±1.44

-5.68

8.24

≦ 8.24

≦30

合格

LAB-4

2913

2751

±3.60

-7.69

12.88

≦12.88

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於水樣中Cs-134核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是5.12%、4.23%、5.68%及7.69%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於水樣中Cs-134核種的分析結果皆合格。

表二十八 Cs-137核種:盲樣配製標準不確定度為 ±2.05%(1s) Bq/ea

實驗室代碼

盲樣標準活度(Bq/ea)

分析

結果 (Bq/ea)

分析結果不確定度

(%)

分析結果與標準活度之百分偏差(%)

3倍組合標準不確定度 (%)

準確度要求

(%)

精密度要求 (%)

是否

合格

LAB-1

3301

3319

±4.79

+0.55

15.63

≦15.63

≦30

合格

LAB-2

3048

3035

±4.79

-0.43

15.63

≦15.63

≦30

合格

LAB-3

2502

2641

±1.49

+5.56

7.60

≦ 7.60

≦30

合格

LAB-4

3068

2965

±4.00

4.97

13.48

≦13.48

≦30

合格

結論:四個測試實驗室對於水樣中Cs-137核種的分析結果,與盲樣標準活度之相對百分偏差絕對值分別是0.55%、0.43%、5.56%及4.97%,皆在其準確度要求與精密度要求的限值內,因此判定四個實驗室對於水樣中Cs-137核種的分析結果皆合格。

六、結論:

1.  放射化學實驗室量測分析能力的比較作業,係針對核能部門放射化學實驗室,依據核能發電處『DONG-K-5.1-T放射化學實驗室間分析比較作業程序書』,來進行其量測分析能力的比較作業。99年度參與放射化學實驗室量測能力比較作業的單位部門分別是核一廠環保化學組、核二廠環保化學組、核三廠環保化學組、及放射試驗室放射化學組,共四個放射化學實驗室。

2.  99年度放射化學實驗室量測能力比較作業的項目有微粒濾紙樣、活性碳匣濾罐樣、模擬氣體樣及水樣等四種型態的混合加馬核種樣品(盲樣)之定性(核種)與定量(活度)之量測分析;各個型態的比較測試樣品,皆含有Mn-54、Co-57、Y-88、Sn-113、Cs-134及Cs-137等六個核種。針對四種型態的混合六個加馬核種樣品,四個放射化學實驗室量測結果,經分析比較其準確度及精密度後,評定結果:四個放射化學實驗室對此四種型態的混合加馬核種樣品的分析準確度與精密度皆符合美國國家標準協會ANSI N42.22-1995第6.2節規範的管制要求。因此,主辦單位認可此四個放射化學實驗室對該四種型態的混合加馬核種樣品之分析量測能力,並對其量測數據具有可追溯性(traceability),且符合核能安全管理組織要求。

3.  四個放射化學實驗室對四種型態的混合加馬核種樣品之量測分析結果在各核種之間相對偏差較大者為:(1)LAB1以空氣微粒中Cs-134量測偏差為8.99%,如圖五。(2)LAB2以空氣微粒中Sn-113量測偏差為7.04%,如圖六。(3)LAB3以模擬氣體中Sn-113量測偏差為-8.96%,如圖七。(4)LAB4以模擬氣體中Co-57量測偏差為7.84%,如圖八。此數據提供四個放射化學實驗室深入探討其量測偏差較大之潛在因子及可能對策,方能持續精進其分析能力。

4.  LAB2對於微粒濾紙樣、活性碳匣濾罐樣、模擬氣體樣及水樣等四種型態的混合加馬核種樣品之量測結果中發現:(1)其對Cs-134核種活度量測結果都呈負偏差,分別為-3.89%、-3.29%、-1.75%、-4.23%,如圖九。(2)其對Cs-137核種活度量測結果都呈負偏差,分別為-1.94%、-1.79%、-5.12%、-0.43%,如圖十。此現象提供LAB2進一步地探討其對Cs-134與Cs-137活度度量時,是否存在來自系統的負偏差。

5.  LAB3對於微粒濾紙樣、活性碳匣濾罐樣、模擬氣體樣及水樣等四種型態的混合加馬核種樣品之量測結果中發現:其對Cs-134核種活度量測結果都呈負偏差,分別為-3.73%、-2.09%、-5.07%、-5.68%,如圖十一。此現象也提供LAB3進一步地探討其對Cs-134活度度量時,是否存在來自系統的負偏差。

6.  目前核能部門四個單位放射化學實驗室不但每兩年一次參加本公司核能部門各放射化學實驗室間之量測能力比較作業,而且每年都參加全國認證基金會(Taiwan Accreditation Foundation;TAF)舉辦的「游離輻射測試領域—中低強度核種分析能力試驗」,由能力試驗的量測數據分析上,各放射化學實驗室了解到自己的量測能力,並與其它放射化學實驗室量測水準比較,找出量測數據差異原因,持續自我改進,再次強化本公司各放射化學實驗室在放射化學量測數據之可靠性與放射性核種分析水準的一致性,有助提升本公司對放射性核種分析的專業形象與對核能電廠營運安全的監測能力。

 


圖五  LAB1以空氣微粒中Cs-134量測偏差較大為8.99%

 


圖六  LAB2以空氣微粒中Sn-113量測偏差較大為7.04%

 


圖七 LAB3以模擬氣體中Sn-113量測偏差較大為-8.96%

 


圖八  LAB4以模擬氣體中Co-57量測偏差較大為7.84%

 


圖九 LAB2在微粒濾紙樣、活性碳匣濾罐樣、模擬氣體樣及水樣等四種型態的
混合加馬核種樣品之Cs-134核種活度量測結果都呈負偏差

 


圖十 LAB2在微粒濾紙樣、活性碳匣濾罐樣、模擬氣體樣及水樣等四種型態的
混合加馬核種樣品之Cs-137核種活度量測結果都呈負偏差

 


圖十一 LAB3在微粒濾紙樣、活性碳匣濾罐樣、模擬氣體樣及水樣等四種型態的
混合加馬核種樣品之Cs-134核種活度量測結果都呈負偏差

 

七、感謝:

筆者要特別感謝核能發電處與放射試驗室長官對放射化學實驗室間分析比較作業的指導與支持,同時要感謝核一廠環保化學組、核二廠環保化學組、核三廠環保化學組及放射試驗室放射化學組,四個部門放射化學實驗室同仁,參與此次微粒濾紙樣、活性碳匣濾罐樣、模擬氣體樣及水樣等四種型態的混合加馬核種樣品之定性與定量之量測分析作業,因此實務經驗,使得本文得以順利完成,而持續增進各實驗室對中低強度游離輻射核種的量測與分析能力。

八、參考資料:

1.  “放射化學實驗室間分析比較作業程序書”,核能發電處作業程序書,DONG-K-5.1-T第三版,2008年。

2.  “中低強度核種分析測試實驗室認證特定規範”,中華民國實驗室認證體系CNLA-R106,第一版,2001年。

3.  “測試結果量測不確定度評估指引”,財團法人全國認證基金會TAF-CNLA-G03(1),2005。

4.  “游離輻射測試領域—中低強度核種分析混合貝他溶液能力試驗總結報告”,財團法人全國認證基金會TAF-CNLA-CI10,2006。

5.  “游離輻射測試領域—中低強度核種分析氚-3貝他溶液能力試驗總結報告”,財團法人全國認證基金會TAF-CNLA-CI12,2007。

6.  楊昌鵬、謝清白,核能部門放射化學實驗室對混合貝他水樣與阿伐濾紙樣品量測能力測試,台電核能月刊第320期,2009年8月。

7.  American national standard—traceability of radioactive sources to NIST and associated instrument quality control”,

   ANSI N42.22-1995,American National Standards Institute, New York,1995.

8.  “Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM)”, International Organization for Standardization, ISO/IEC Guide 98:1995.

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