Evaluation of 226Ra analysis methods using a gamma-ray spectrometer and a liquid scintillation counter

The efficiency and applicability of the solid phase extraction disk method in a ²²⁶Ra analysis were examined by the gamma ray spectrometer (GRS) method using a Marinelli beaker and the liquid scintillation counter (LSC) method for groundwater. The recovered ²²⁶Ra, which was filtered by the solid phase extraction disk, was analyzed using gamma ray spectrometer The disks, which were pretreated for caulking the daughter nuclide, were sealed with polyethylene film. Distilled water was used for the blank value of the ²²⁶Ra activity. The recovery values of ²¹⁴Bi and ²¹⁴Pb in the solid phase extraction disk, which used ²²⁶Ra standard material, were 80% (295.21 Kev) and 104% (351.92 Kev), respectively, which were higher than 75% determined by the LSC. The injection of nitrogen gas into the measuring chamber reduced the interference values by about 10%. The detection limits of the ²²⁶Ra activity in a blank sample of 5 L were 0.17~0.40 pCi/L after 80,000 seconds of measuring time. The relationship of the ²²⁶Ra activity in the solid phase extraction disk method and in the LSC method in seven groundwater samples showed a correlation coefficient value 0.987, which implies the applicability of the solid phase extraction disk method. The results showed that ²²⁶Ra activity in groundwater using the solid phase extraction disk method has the following benefits: simple pretreatment, time saving, high recovery values, a low detection limit, and so on. Compared with the LSC method and the GRS method using the Marinelli beaker for the ²²⁶Ra analysis, the solid phase extraction disk method could be useful in groundwater samples with low levels of activities of radionuclides because the method is not restricted by the volume of the sample.

감마선분광분석기와 액체섬광계수기를 이용한 226Ra 분석법 비교 연구

본 연구는 지하수 중 라듐(²²⁶Ra) 분석을 위해 고상추출디스크(solid phase extraction disk)를 이용한 감마선분광분석법(이하 고상추출디스크법)을 제안하고 액체섬광계수기를 이용한 액체섬광계수(liquid scintillation counter, LSC)법 및 마리넬리비커(Marinelli beaker)를 이용한 감마선분광분석기(gamma ray spectrometer)법(이하 마리넬리비커법)과의 회수율 비교를 통해 적용성을 검토하였다. ²²⁶Ra을 회수한 고상추출디스크는 딸핵종의 방출을 방지하기 위해 폴리에틸렌 필름으로 밀봉 후 감마선분광분석기로 분석하였다. 24일 경과 후, ²²⁶Ra과 딸핵종인 ²¹⁴Bi과 ²¹⁴Pb이 방사평형 된 것으로 확인되었다. 라듐 표준물질을 이용하여 고상추출디스크법으로 분석한 딸핵종 ²¹⁴Bi와 ²¹⁴Pb의 회수율은 각각 80% (295.21 Kev)와 104% (351.92 Kev)로 액체섬광계수법보다 높게 나타났다. 바탕시료(blank) 측정시 감마선분광분석기 챔버내 질소를 주입했을 경우는 주입하지 않았을 경우보다 간섭치가 약 10% 이하로 낮아지는 것을 확인하였으며, 5 L 시료를 8만초 동안 측정한 검출한계는 0.17~0.40 pCi/L로 분석되어 미국 EPA 기준치인 1pCi/L를 만족하였다. 고상추출디스크법과 액체섬광계수법을 이용한 7개 지하수 시료 분석 결과, 두 방법의 상관계수(correlation coefficient)는 0.987로 나타나 추가적인 분석을 통해 통계적 유의성을 확보한다면 고상추출디스크법의 적용가능성이 높을 것으로 판단된다. 결과적으로, 고상추출디스크법을 이용한 지하수 중 ²²⁶Ra 농도 분석은 전처리 과정이 비교적 단순하여 분석시간이 절약되고 높은 회수율과 낮은 검출한계치 등의 장점을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 또한 고상추출디스크법은 액체섬광계수법과 마리넬리비커법에 비해 많은 양의 시료를 전처리하기 쉽기 때문에 저준위 시료 분석에 유용할 것으로 판단된다.