Inovace bakalářského a navazujícího magisterského studijního programu v oboru Bezpečnost a kvalita potravin (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0287)
Radiobiologie potravin a radiobiologické vyšetřovací metody
Stanovení objemové aktivity radionuklidu 137Cs jako hlavního kontaminantu potravních řetězců měřičem kontaminace MiniTrace CSDF Upozorňujeme na skutečnost, že může dojít k poškození G-M trubice při pádu nebo v případě, že se ochranná folie detektoru dostane do kontaktu s jiným předmětem. Nevkládejte proto, prosím, do ochranné mřížky žádný předmět ! Dbejte na to, aby byl kryt zavřen, pokud přístroj nepoužíváte, chráníte tím G-M trubici. Nejbezpečnější způsob skladování přístroje je ve zvláštním boxu. Je to ideální přístroj pro rychlé a snadné zjištění možné kontaminace (hodnoty mohou být zobrazovány v Bq, Bq·cm-2 nebo cps, v závislosti na zvoleném režimu). Lze ho také použít jako multifunkční měřící přístroj. S Geiger –Muellerovou trubicí můžete zjistit příkon prostorového dávkového ekvivalentu (H*(10)), zobrazuje se v µSv·h-1. Přístroj je také vhodný k měření kontaminace potravin a otěrovým testům. Model MiniTRACE CSDF umožňuje uživateli volit přímo na přístroji mezi různými měřícími režimy (cykly) nebo mezivolit v knihovně mezi různými radionuklidy. Displej Displej tvoří 6 místný podsvícený číselný displej pro zobrazování výsledků měření a doplňkový 5 místný alfanumerický displej. MiniTRACE CSDF zobrazuje jednotky v „cps”, „Bq”, „Bq·cm-2 ”, „µSv·h-1”, „pulzech”, nebo „Bq·l-1”. Poznámka: Zobrazený dávkový ekvivalent je energeticky kompenzovaný k příkonu prostorového dávkového ekvivalentu (H*(10)). Pro správné měření dávkového příkonu musí být kryt pro měření plošné aktivity zavřený.
Funkce alarmu Softwarem lze na přístroji MiniTRACE CSDF nastavit práh alarmu pro následující jednotky: Alarm 1: Režim dávky v µSv·h-1 (tovární nastavení: 20 µSv·h-1) Alarm 2: Pulzy v cps (tovární nastavení: 0, tzn. deaktivován) Alarm 3: Aktivita v Bq (tovární nastavení: 60 Bq) Alarm 4: Plošná kontaminace v Bq·cm-2 (tovární nastavení: 4 Bq·cm-2) Alarm lze aktivovat a deaktivovat pomocí ovládacího tlačítka (viz. obrázek č. 3). Chcete-li aktivovat alarm, nastavte „AL oN” a počkejte tři vteřiny. Chcete-li alarm deaktivovat, nastavte „AL oFF” a počkejte tři vteřiny. Hodnota nastaveného prahu alarmu se zobrazí na displeji. Provozní režimy přístroje MiniTRACE CSDF Režim Rate (RATE): Dávka v „µSv·h-1”. K náležitému použití této funkce musí být kryt pro měření plošné aktivity zavřen. Výsledek je energeticky kompenzován k příkonu prostorového dávkového ekvivalentu (H*(10)). Režim mean mode (RMEAN): Hodnota dávky je v „µSv·h-1”. Ke správnému použití této funkce musí být kryt pro měření plošné aktivity zavřen. Výsledek je energeticky kompenzován k příkonu prostorového dávkového ekvivalentu (H*(10)). Pokud chcete přenastavit vypočítanou střední hodnotu, stiskněte ovládací tlačítko. Tato funkce se používá k větší přesnosti měření v aktivně stabilním prostředí.Čím je měření delší, tím je přesnost vyšší. Režim CPS (CPS): rozsah měření v „cps” (count per second – pulzy za vteřinu). CPS mean mode (CMEAN): Rozsah měření se střední hodnotou, jednotka se nezobrazuje. K přenastavení střední hodnoty stiskněte ovládací tlačítko. Tato funkce se používá k vyšší přesnosti měření v aktivně stabilním prostředí. Čím je měření delší, tím je přesnost vyšší. Režim Bq (BQ): Aktivita v „Bq”. Můžete použít ovládací tlačítko a volit mezi různými radionuklidy (spolu s jejich příslušnými kalibračními faktory; 4π- kalibrace). Viz tabulka č.6. Režim Bq·cm-2 (BQCM2): Plošná kontaminace v „Bq·cm-2 ”. Můžete použít ovládací tlačítko a volit mezi různými radionuklidy. Režim Count up (CNTUP): Během zvoleného časového intervalu se počítají pulzy. Časový interval lze navolit pomocí ovládacího tlačítka. Možné intervaly jsou: 60, 120, 300, 600, 1800 a 3600 vteřin. Režim potraviny: Tento režim umožňuje měření objemové aktivity (kontaminace) potravin v „Bq·l-1”. Chybné kalibrační faktory jsou nastaveny na vzdálenost 3 mm mezi mřížkou a plochou .
Příklady přirozených radionuklidů a limity pro umělé radionuklidy v potravinách a v potravních řetězcích Ve všech potravinách najdete přirozené radionuklidy, zejména dlouhodobý 40 K a dlouhodobé radionuklidy, uran a radionuklidy z rozpadové řady thoria. Spolu s živinami potřebnými k růstu rostliny a živočichové také absorbují radionuklidy, které mají podobné chemické vlastnosti. Podíl radionuklidů v potravinách závisí na radioaktivitě zdrojového média (půda, voda), dostupnosti živin a dalších látek z půdy a vody a jiných podmínkách v místě živočišné či rostlinné produkce. Několik zajímavých čísel: Přirozený 40K: ovoci mléku mase hrachu, fazolích osobách
cca cca cca cca cca
50 Bq·kg-1 50 Bq·l-1 100 Bq·kg-1 380 Bq·kg-1 40-60 Bq·kg-1
Pro nejvýznamnější umělý kontaminující radionuklid - postčernobylské radiocesium 137Cs + 134 Cs platí následující limity: Vyhláška SÚJB 307/2002 Sb. 370 Bq·kg-1 u mléka a potravin pro děti 600 Bq·kg-1 u ostatních potravin.
Měření pulzů v cps Ovládacím tlačítkem navolte režim „CPS”. Jakmile se „CPS” zobrazí, vyčkejte 3 vteřiny; menu naběhne samo. Pro více detailů viz obrázek č.3. Tento režim reaguje velice rychle na změny v hladině úrovni radiace. S tímto režimem můžete například zkontrolovat povrchovou kontaminaci. Hodnota je uváděna v counts per second (cps), neboli v pulzech za vteřinu. Se zavřeným krytem se měří pouze γ záření. Když otevřete ochranný kryt (materiál: hliník, tloušťka: 1 mm), uvidíte energeticky kompenzovaný detektor s GM trubicí. S otevřeným krytem můžete měřit záření α-,β- a γ. Tento detektor je velmi citlivý a chrání ho mřížka. Poznámka:Všechny uvedené naměřené hodnoty jsou hrubé, tedy BEZ odečtení hodnot pozadí. V zásadě byste měli měření kontaminace (povrchové kontaminace) provádět ve 2 krocích: 1. Měření se zavřeným krytem pro stanovení kontaminace γ. 2. Měření s otevřeným krytem pro stanovení kontaminace α-,β- a γ. Ke stanovení β částic složky záření je třeba další krok: 3. Měření s otevřeným krytem a listem papíru na detektoru. Odečtěte hodnotu z měření 3 od měření 1; výsledek zahrnuje β kontaminaci. Ke stanovení α částic složky záření je třeba další krok: Měření s otevřeným krytem a listem papíru na detektoru. Odečtěte hodnotu z měření s papírem a bez papíru a dostanete α kontaminaci. Ke stanovení α- a β částic složky záření je třeba další krok: Odečtěte hodnotu z měření 2 od měření 1; výsledek zahrnuje α a β kontaminaci. Poznámka: Pro vyšší přesnost výsledku měření je třeba zjistit pozadí a odečíst od konečného výsledku. α- záření lze odstínit listem papíru. β- záření se téměř zcela odstíní zavřením krytu.
Měření povrchové kontaminace a měření aktivity v Bq V tomto režimu můžete ověřit povrchovou kontaminaci například s kalibrací 4π. Ovládacím tlačítkem zvolte režim „BQ”. Jakmile se „BQ” zobrazí, vyčkejte 3 vteřiny. Radionuklid, který chcete měřit, se navolí pomocí ovládacího tlačítka. Počkejte další 3 vteřiny, displej zobrazí, jestli byl pro měření aktivován alarmový práh. Poté se měření samo automaticky spustí. Pro více detailů viz obrázek č. 3. Aktivita je uváděna v „Bq”. Lze zvolit následující radionuklidy s přiřazenými kalibračními faktory (kalibrace 4π): 241Am 14C 36Cl 60Co 137Cs 90Sr 238U Uživatel Chcete-li zvolit jiný radionuklid, zmáčkněte znovu tlačítko, počkejte tři vteřiny a poté proveďte volbu. Displej ukáže, jestli byl pro měření aktivován alarmový práh. Poté se měření samo automaticky spustí. Poznámka: MiniTRACE CSDF neumí určit, o jaký radionuklid se jedná. Druh radionuklidu musí navolit sám uživatel. Měření povrchové kontaminace v Bq·cm-2 V tomto režimu lze zjistit povrchovou kontaminaci podle kalibrace ISO 7503-1. Měření povrchové kontaminace lze provádět dvěma odlišnými způsoby. Ovládacím tlačítkem navolte režim „BQCM2”. Jakmile se „BQCM2” zobrazí, vyčkejte 3 vteřiny. Radionuklid, který chcete měřit, se navolí pomocí ovládacího tlačítka . Počkejte další 3 vteřiny, displej zobrazí, jestli byl pro měření aktivován alarmový práh. Poté se měření samo automaticky spustí. Aktivita je uváděna v Bq·cm-2. Lze zvolit následující radionuklidy s přiřazenými kalibračními faktory podle ISO 7503-1:
241
Am C 36 Cl 60 Co 137 Cs 131 I 90 Sr 238 U 14
Uživatel Chcete-li zvolit jiný radionuklid, zmáčkněte znovu tlačítko, počkejte 3 vteřiny a poté proveďte volbu. Displej ukáže, jestli byl pro měření aktivován alarmový práh. Poté se měření samo automaticky spustí. Poznámka: MiniTRACE CSDF neumí určit, o jaký radionuklid se jedná. Druh radionuklidu musí navolit sám uživatel. Povrchová kontaminace přímým měřením Ovládacím tlačítkem navolte menu „BQCM2” nebo režim „Bq”. Pro více informací, viz. obrázek č.3. K měření povrchové kontaminace musíte otevřít kryt. Tímto způsobem změříte stíratelnou nebo nestíratelnou povrchovou kontaminaci. Detektorem s otevřeným krytem pomalu pohybujte nad měřeným povrchem, dejte přitom pozor, aby se přístroj MiniTRACE nedotkl povrchu. Doporučujeme aktivaci akustického počítání pulzů (menu „SP oN”). Najdete-li kontaminovanou plochu, namiřte na ni přístroj MiniTRACE. Vzdálenost mezi plochou a mřížkou přístroje MiniTRACE musí být co nejkratší; doporučujeme asi 3 mm. Poznámka: Čím blíže jste měřenému povrchu, tím je naměřená hodnota přesnější. Dbejte na to, abyste se přístrojem MiniTRACE CSDF nedotknuli povrchu. Dojde-li ke kontaktu, přístroj MiniTRACE CSDF může být kontaminován a kontaminace se může dále šířit.
Měření potravin Přístroj je kalibrován na měření 137Cs - kontaminace v kapalných nebo pevných potravinách. Výsledky jsou přesné pouze v případě kalibrace měření 137Cs - kontaminace kapalných a pevných potravin a dále jsou výsledky podmíněny dodržením postupu zde popsaného. Pro měření radioaktivity v potravinách jsou nezbytné pouze 2 kroky: 1. Stanovení radiacečního pozadí (kontrolní měření) 2. Měření potravin Pokud měříte něco jiného než kapalný vzorek, bude nutné vzorek nejdříve připravit. Potraviny v pevném stavu je třeba nadrtit a měřící nádoba se musí přesně naplnit k rysce – objem 0,6 l.
Detailní popis stanovení: Krok 1: Stanovení úrovně pozadí (kontrolní měření) Umístěte prázdnou nádobu a přístroj MiniTRACE CSDF do měřícího zařízení. Přejděte do menu „Food”. Přístroj MiniTRACE zahájí měření pozadí. Na displeji se zobrazí, jak dlouho bude toto měření trvat. Výsledek měření pozadí bude zobrazen v jednotkách příkonu dávkového ekvivalentu v jednotkách „µSv·h-1”. Stisknutím tlačítka režimu můžete toto automatické měření přerušit. Na displeji se zobrazí poslední změřená hodnota. V případě, že v paměti přístroje MiniTRACE není žádná hodnota uložena, objeví se chybové hlášení. (C ERR). V takovém případě budete muset měření pozadí provést. Doporučujeme měření pozadí nepřerušovat, pokud jste změnili místo měření nebo pokud poslední měření pozadí bylo provedeno v předchozím dnu. Kontrolní měření pozadí trvá cca 2 h (7200 s) a je důležité pro přesnost konečného výsledku. Pro následná měření je kontrolní měření pozadí vyžadováno pouze na začátku. Kontrolní měření pozadí se musí provést v následujících případech: Pokud došlo ke změně místa měření Pro měření v následujícím dni
Krok 2: Měření potravin Výsledek měření je udáván v „Bq·l-1”. Pro převod výsledku na „Bq·kg-1” musíte provést následující 2 kroky: 1. Zvažte měřenou potravinu. Pro získání správného výsledku odečtěte od celkové hmotnosti hmotnost měřící nádoby (0,148 kg). 2. Převeďte výsledek z „Bq·l-1” na „Bq·kg-1”. Vzorec: Aktivita [Bq/kg] = výsledek měření potraviny [Bq·l-1] /čistá hmotnost pevné potraviny [kg] . objem dodané měřící nádoby [0,6 l] Příklad: Čistá hmotnost připraveného vzorku potraviny (o objemu 0,6 l ) je 1,2 kg a výsledek měření byl 800 Bq·l-1 aktivita = 800 (Bq/l) / 1,2 kg . 0,6 l = 400 Bq·kg-1
Naplňte měřící nádobu potravinou a dbejte na dodržení přesného objemu 0,6 l naplněním měřící nádoby po stanovenou rysku. Začněte měřit vzorek (potraviny) stisknutím tlačítka režimu. Po cca 1 min (zobrazí se "Wait -----") se měření automaticky spustí. Na displeji je zobrazen zbývající čas měření (ve vteřinách) a také možný limit měření (např. L 2500), kterého je možné dosáhnout Konec měření je oznámen pípnutím a na displeji se objeví výsledek v jednotkách „Bq/l” Tlačítko režimu uživateli umožňuje zrušit měření a návrat do menu. Je-li měření ukončeno nebo v menu přerušeno, můžete zahájit další měření opětovným stisknutím tlačítka režimu. Je-li výsledek měření vyšší než 500 Bq/l, poté je na displeji zobrazeno buď L 500 (tj. nižší než 500 Bq·l-1) nebo L 300 (tj. nižší než 300 Bq·l-1).
Poznámka: Kalibrace je provedena pro radionuklid 137Cs. V případě restartu zařízení zůstanete v posledním použitém režimu měření. V případě, že posledním režimem měření bylo měření potravin, pro návrat do hlavního menu musíte 3x stisknout tlačítko režimu.
Vlastní stanovení v průběhu cvičení se provádí na pevných vzorcích rostlinného i živočišného původu. Vzorky uměle kontaminované – připravené pro cvičení: zrnková káva rýže Vzorky sušeného a mraženého masa prasete divokého pocházejíciho z vysoce kontaminované lokality Národního parku Šumava představují řešení současného problému s postčernobylským radiocesiem v oblasti radiobiologie potravin. Při srovnávání naměřených hodnot s povolenými limity – příloha 5, Vyhláška SÚJB 307/2002 Sb. je nutné si uvědomit, zda se jedná o základní potravinu, nebo potravinu konzumovanou pouze příležitostně v malém množství.
Příslušenství Přístroj MiniTRACE CSDF lze použít pro měření kontaminace, jako jsou testovací stěry nebo pro měření potravin nebo jako měřící přístroj. Přístroj je rovněž možné zkontrolovat pomocí testovacího zářiče.
