ICS 27.120.30F 51EJ/T 1091—1999放射性核素活度测量锗γ谱仪法Measurement of activity of radionuclides-Germaniumgamma-ray spectrometry1998-12-30发布1999-04-01实施中国核工业总公司发布前言锗γ谱仪是核辐射测量的重要工具，在放射性核素的定性定量分析方面有着广泛的应用。与其它活度测量方法相比，锗γ谱仪既能定性，又能定量；既能测量单个核素，又能测量混合核素的样品。但锗γ谱仪的使用技术比较复杂，要考虑的因素多，因此提供一个关于锗γ谱仪刻度和使用的标准方法是很需要的。现在国内涉及到锗γ谱仪使用的相关标准有三个，即：GB 11713-89用半导体γ谱仪分析低比活度放射性样品的标准方法GB 11743-89土壤中放射性核素的γ能谱分析方法GB/T 16145-1995生物样品中放射性核素γ能谱分析方法这三个标准主要用于低水平放射性活度和环境样品的测量，对中高水平活度测量的一些问题没有涉及。本标准参考了当前国内外的有关标准，并结合了我国多年来的实际经验，侧重于中等水平活度的测量。本标准规定用锗γ谱仪测量放射性核素活度的方法，包括锗 γ谱仪的刻度和使用、装置性能检验、测量结果不确定度分析等内容。本标准在编写过程中参考了 IEC 1452：1995《核仪表放射性核素γ射线发射率的测量锗谱仪的校准和使用》，并采用了部分内容。本标准的附录A、附录B都是标准的附录。本标准的附录C是提示的附录。本标准由全国核能标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位：中国计量科学研究院。本标准主要起草人：谭金波、郝润龙。1 范围本标准规定了锗γ谱仪的刻度、性能检验和用于测量放射性核素γ射线发射率或活度的方法。本标准适用于在总计数率小于104s－1的情况下，测量59～2000keVγ射线能量范围内大多数放射性核素活度为103～106Bq的点源或相应的放射性溶液，活度测量的不确定度为1%～5%（1σ）。2 定义本标准采用下列定义。2.1γ射线发射几率gamma-ray emission probability放射性核素衰变所伴随发射特定能量γ射线的几率，通常以百分数表示。2.2γ射线发射率gamma-ray emission rate一个给定的放射源，在单位时间内发射特定能量的γ射线数。γ射线发射率等于活度乘以 γ射线发射几率。2.3 本底background 非起因于待测物理量的信号。在 γ能谱测量中，是指除放射源外其它因素，包括探测器及周围环境的放射性和宇宙射线引起的含峰的谱数据。2.4 连续谱基底continuum baseline脉冲幅度分布峰下部分，包括与放射源、探测器和影响谱的形状的测量条件有关的贡献。2.5γ射线全能峰效率full-energy-peak efficiency for gamma-ray对给定的源-探测器距离，测得的能量为E的γ射线全能峰净面积计数与同一时间间隔内放射源发射该能量γ射线的比值。2.6γ射线总效率total efficiency for gamma-ray对给定的源-探测器距离，由能量为E的γ射线在整个能谱上产生的脉冲计数与同一时间间隔内放射源发射该能量γ射线数的比值。2.7标准化系数 standardization coefficient将测得的指定核素和指定能量的γ射线峰净面积计数率直接转换成该核素活度的刻度系数。2.8脉冲堆积pulse pile-up时间上紧密相联但来自独立衰变的两个相继脉冲的发生。测量系统通常把这两个输入当成一个组合脉冲处理并存储在一个与两个分量脉冲道址不同的能谱通道中。脉冲堆积是计数率平方和放大器脉冲宽度的函数。2.9符合相加coincidence summing来自同一次核衰变的两个或两个以上光子被同时探测，但只产生一个观测脉冲。3方法原理通过能量刻度确定γ射线能量和全能峰峰位所在道数之间的关系。通过效率刻度建立γ射线全能峰效率随能量变化的效率曲线。按照γ能谱中γ射线全能峰对应的能量进行核素的定性识别。根据γ能谱中被测核素某特征γ射线全能峰净面积计数率和从效率曲线内插得到的全能峰效率，可以得到γ射线的发射率；当γ射线的发射几率已知时，便可以得到被测核素的活度。4仪器设备4.1锗γ谱仪由带低温恒温器和前置放大器的锗半导体探测器、连续可调的高压电源、线性放大器、多道脉冲幅度分析器（MCA，一般为4096道以上）和谱数据分析处理系统组成。锗探测器的能量分辨率好于2.5keV，相对效率10%以上（对60Co 1332keVγ射线）；放大器宜配有堆积抑制器，有良好的抗堆积性能；锗 γ谱仪应具有自动寻峰和分析峰面积的预处理功能。锗γ谱仪的各组成单元在根据仪器说明书进行安装、调试合格后，在用本标准所述方法进行刻度以前应把谱仪系统调整到最佳工作状态（包括放大器增益、成形时间、基线恢复、极零补偿等），并完成第 6章和附录B（标准的附录）中有关的性能检验。4.2 供电电源建议锗γ谱仪通过带有断电保护和抗干扰的稳压器与供电电源连接。谱仪各组成单元应有相同接地点。4.3 屏蔽室锗探测器建议置于至少有 10cm厚铅当量的金属屏蔽室内。屏蔽室内腔宜大于 40cm×40cm×50cm。如有条件，屏蔽室内壁从外向里附加0.8～1.6mmCd,0.2～0.4mmCu和2～3mm有机玻璃内衬，以进一步减少50keV以下能区的本底。4.4测量放射源支架宜用铝或有机玻璃等材料制成，源到探测器的距离可调，源位置轴向距离重复性好于0.1mm。4.5谱仪刻度用的点状γ标准源和放射性标准溶液其γ射线能量范围为59～2000keV，且能量分布均匀，适用的单能或多 γ射线核素有241Am、109Cd、57Co、139Ce、203Hg、54Cr、113Sn、85Sr、137Cs、54Mn、65Zn、60Co、88Y、133Ba和152Eu等。标准源活度不确定度为0.5%～1.5%(1σ),其量值应可溯源到国家基准。4.6 谱分析软件? 包括有数据获取、自动寻峰、峰面积分析、能量刻度、效率刻度及核素定性定量分析等功能。4.7室内空调设备室内温度要求在27℃以下并应保持稳定。在连续工作期间温度变化应小于±2℃，相对湿度小于80%。