《活度计量校准技术》PPT课件

效率示踪方法 适用于纯核素和137Cs等亚稳态核素，示踪核60Co、134Cs
核参数法
对于简单衰变核素，设N0为待测样品在单位时 间 道内的的计衰数变率数，即N活c为度符，合N道为的道计的数计率数，率，、N为 分 别表示道和道的探测效率，则有：
(1)
N N0
(2)
Nc N 0
(3)
由式(1)、(2)、(3)可得：
T D
E max S(E)(1 eEQ(E)/3 )3dE
0
E max S(E)[3(1 eEQ(E)/3 )2 2(1 eEQ(E)/3 )3]dE
0
实验
TDCRexp
NT ND
对于大量随机事件 TDCRcal TDCRexp
求解 （, kB）
A ND NT
D m T m
T & D
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γ谱仪类型
① γ谱仪 ② 反康普顿低本底γ谱仪标准装置 ③ 反宇宙射线低本底γ谱仪标准装置 ④ NaI（Tl)γ谱仪 ⑤ LaBr3(Ce) γ谱仪
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反康普顿低本底γ谱仪标准装置
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特性
能量分辨率
FWHM、FWTM
峰康比 重复性 稳定性 探测效率
活度计量校准技 术介绍
国防科技工业电离辐射一级计量站
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内容
一、计量和校准 ① 介绍两个概念 ② 计量标准 ③ 校准方法 二、测量方法 ① 绝对测量方法 ② 相对测量方法 三、校准方法 ① 标准物质 ② 仪器校准 ③ 样品校准
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介绍两个概念
检定——由法定计量技术机构确定并证实测量器具是否完全满足规定要求而做的全部工作。 （1）检定结果应对测量器具做出合格与否的结论。 （2）检定包括将测量器具的示值与对应的测量标准所复现的量值进行比较的一组操作，当两者的差值小于相关的检定规程所规定的
最大允许误差即为合格。
校准——在规定的条件下，为确定测量仪器、测量系统所指示的量值或实物量具、标准物质所代表的量值与相关的测量标准所 复现的量值之间的关系的一组操作。
（1）校准结果可以给示值赋值，也可确定示值的修正值。 （2）校准还可以确定其他计量特性，如影响量的作用。 （3）校准结果可以记录在校准证书等文件中。 （4）有时用修正值或校准因子、校准曲线来表征校准结果。
合分辨时间的测量结果的不确定度应小于0.1s 4π（ppc)正比计数器 4π（LS) 计数器
γ探测器： NaI（Tl）： 道的能量分辨率应优于12%（137Cs） HPGe
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符合电路分辨时间测量
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延迟符合（分辨曲线）法
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测量方法可选
核参数法 适用于简单衰变核素活度测量
效率外推法 适用于简单或复杂衰变核素活度测量
符合事件：两个或两个以上同时发生的事件 对于放射性核素：例如β-γ的级联 符合法就是利用符合电路来甄选符合事件的方法 任何符合电路均有符合分辨时间τR,实际上符合事
件就是相继发生的时间间隔小于符合分辨时间的事 件，或者称同时性事件
真符合和偶然符合
具有内在关联，为真符合 不具有内在关联，或者两个独立事件，则为偶然符合
- Ns - Vs
)
•
η1η2 B
V是样品标准瓶的容积，是长、短计数管体积的差，是在零甄别阈的差 计数率；
1 、2分别表示壁效应修正系数和吸收效应系数， B是测量时混合气体所到之处（包括探测器）总体积。 端效应的补偿效果是采用长度不同、其它结构完全一样的三根内充气正
比计数管进行比较观察。 对85Kr气体，装置没有吸收效应。
主要的不确定分量及评定方法如下表
不确定度分量
端效应补偿差 壁效应修正 死时间
计数管体积测量 气体容器及混合瓶体积测量
测量时间
重复性
稳定性
本底
合成不确定度uc 扩展不确定度U
A类评定方法 0.00% 0.00% 0.10% 0.06% 0.10% 0.03% 0.30% 0.30% 0.05% 0.6% 1.2%
4π（）符合测量方法
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气体绝对测量方法
内充气正比计数器
标准装置
技术指标：
测量范围：(3×102～1×105) Bq/mL
测量不确定度：U = 0.6% (k=2)
简介：
放射性气体活度绝对测量标准装 置由长度补偿内充气正比计 数器组、电子学测量系统、 气体循环系统及辅助设施等 组成。
工作原理
N N Nc
N0
(4)
主要修正因素： 1、本底 n=n’-nb 2、死时间 死时间修正公式 死时间 （又称为测量分辨时间）可以采用双源法和双脉冲产生器测量
3、偶然符合修正
N NRc是’是符经合过分本辨底时修间正c，的符合1N-计c'数R-(2率NRNNN )
N和Nγ是表观计数率
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4、射线的内转换电子
5、探测器对射线的灵敏度等因素的修正 实验测定， 综合以上各项修正以后，式（5）可表达为
N0
(N Nb )(N Nb )[1 R (N N [(Nc Ncb) 2 R N N ](1 Nc d )
)] /[1
1
1 1
(
ce )]
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注意： 需要测量的参数有：本底、γ、 ce、 、r; 可查手册的参数： 测量γ、 ce也是很麻烦的，查有需要准确的手册，有没有不用知道这些参 数的测量方法呢？答案是肯定的。效率外推方法可以很好地给出测量结果。
B类评定方法 0.50% 0.05% 0.01% 0.01% 0.01% 0.01%
(k=2)
不确定度合成
合成标准不确定度：
扩展不确定度(k=2)：
∑ ∑ U=2uc uc =
ui2 +
u
2 j
2π、2π表面发射率标准装置
2π、 2π表面发射率标准装置
结构：由流气式2π多丝正比计数器和电子学系统组成， 流气式计数器包括Φ50mm和150mm×100mm两个不 同大小的计数器。工作气体为纯甲烷/或P10氩甲烷气 体。计数器的外壁为不锈钢圆柱体。计数管的阳极由 多根平行的镀金钨丝组成。
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效率外推法
如果引入参数Ck，令Ck=(1-k)/(1-)，为选定的其中一个分支的效率。 则由(7)、(8)、(9)式可得：
其中，
（10）
N N Nc
N 0 [1
(1
1
)
]
n
Pk Ck [1 ( k ce k ) /(1 k )] n
k1 n
Pkk
Pk Ckk (1 k ) / k
计量标准
开展计量校准，先要建立计量标准，包括： ① 标准装置 ② 测量标准方法 ③ 标准样品
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校准方法
① 依据的校准规范 ② 标准物质 ③ 测量仪器 ④ 校准结果
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绝对测量方法
1. 4π（）符合测量方法 ① 简单衰变核素的活度测量 ② 复杂衰变核素的活度测量 ③ 数字符合测量方法
2. 气体绝对测量方法 3. 2π、2π表面发射率标准装置 4. 井型NaI(Tl)和峰测量125I活度测量125I活度 5. 4πγ（NaI)测量多γ射线核素 6. 量热计 活度测量方法 7. TDCR等液体闪烁计数方法
反符合
利用反符合电路来消除符合事件的脉冲 应用，例如反符合绝对测量方法、反康谱仪等，用来
消除或减少辐射本底的影响
延迟符合
将一个事件延迟一定时间，与第二个事件符合 例如，飞行时间技术
偶然符合nrc与符合分辨时间τ的关系
通过测量没有符合关系的 和信号之间的偶然符合 计数是测量符合分辨时间 的方法之一
第一道平均计数率为n1 第二道平均计数率为n2 分辨时间为τ nrc=2 τn1n2 τ=nrc/(2 n1n2)
4π符合测量装置技术框图
4π（pc)(NaI(Tl))符合测量标 准装置
计数器
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探测器：π（pc)正比计数器 坪长应大于300V，坪斜小于0.5%/100V（对60Co）；装置的死时间和符
相对测量方法（要点）
① 仪器正确要使用 ② 确定测量样品技术规格和指标 ③ 选用与测量样品完全一样的标准样品，确定测量效率 ④ 在规定的几何条件下进行效率刻度 ⑤ 在标准样品测量条件下测量样品。等
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相对测量方法
① HPGe (低本底反康普顿)谱仪 ② 液体闪烁计数器 ③ 高气压4πγ电离室标准 ④ 活度计 ⑤ 低本底、测量仪 ⑥ 谱仪 ⑦ 、表面污染测量仪 ⑧ 氡（及氡子体）测量仪
用途：分别用于校准Φ50mm和150mm×100mm以内 规格的平面、 标准源的表面发射率。
技术指标
α表面发射率： 5～2×104 s-1（2sr) -1;
β表面发射率： 50～2×104 s-1（2sr) -1;
扩展不确定度：U=1%-3%（k=3）。
井型NaI(Tl)和峰测量125I活度
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改变效率方法：
可通过加不同厚度膜吸收、改变道的甄别阈或探 测器的工作电压、在测量源中加不同量的非放射性 载体来改变源的自吸收情况而改变效率进行效率 外推测量。
效率示踪法 需要满足的要求
β谱型相似 最大能量接近 由相同化合物组成，可均匀混合 具有延迟γ衰变的β-γ待测核素，示踪核素的γ能量应大于待测核素
选取不同的幅度的信号根据和信号的 时间关系进行统计处理，得到满足各条 件的、和符合道的计数率，然后进行 效率外推，得到待测样品的活度或比活 度。
对重建的谱进行分析，计算各射线全 能峰面积，并由探头效率刻度数据和所 测得的待测样品的活度值计算得到核素 射线的发射几率或分支比。
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图1 数字符合测量程序框图
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