JJF 1850-2020 锗γ射线谱仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1850—2020

锗γ射线谱仪校准规范

CalibrationSpecificationforGermaniumGamma-raySpectrometers

2020-07-02发布2021-01-02实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1850—2020

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语和计量单位

3………………………(1)

术语

3.1…………………(1)

计量单位

3.2……………(2)

概述

4……………………(2)

计量特性

5………………(2)

能量分辨力

5.1…………(2)

能量非线性

5.2…………(2)

全能峰相对效率

5.3……………………(2)

校准条件

6………………(2)

环境条件

6.1……………(2)

测量标准

6.2……………(2)

校准项目和校准方法

7…………………(3)

校准项目

7.1……………(3)

校准方法

7.2……………(3)

校准结果表达

8…………(4)

复校时间间隔

9…………(4)

附录校准记录推荐格式

A……………(5)

附录校准证书内页内容

B……………(6)

附录不同能区能量分辨力校准源

C…………………(7)

附录常用能量校准源

D………………(8)

附录全能峰效率校准源

E……………(9)

附录全能峰效率的不确定度评定方法

F……………(11)

附录自吸收修正方法

G………………(14)

附录校准结果的使用

H………………(18)

Ⅰ

JJF1850—2020

引言

本规范按照国家计量校准规范编写规则编写

JJF1071—2010《》。

本规范的编制主要参考电离辐射计量术语及定义

JJF1035—2006《》、GB/T4960.6—

核科学技术术语第部分核仪器仪表锗射线探测

2008《6:》、GB/T7167—2008《γ

器测试方法高纯锗能谱分析通用方法

》、GB/T11713—2015《γ》、IEC60973-1989

锗射线探测器测试方法

《γ》(TestProceduresForGermaniumGamma-RayDetectors)

等技术资料

。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1850—2020

锗γ射线谱仪校准规范

1范围

本规范适用于能量范围为活度测量范围小于6的锗射线

(3~3000)keV,10Bqγ

谱仪的校准

。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

电离辐射计量术语及定义

JJF1035—2006

核科学技术术语第部分核仪器仪表

GB/T4960.6—20086:

锗射线探测器测试方法

GB/T7167—2008γ

高纯锗能谱分析通用方法

GB/T11713—2015γ

锗射线探测器测试方法

IEC60973-1989γ(TestProceduresForGermanium

Gamma-RayDetectors)

凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文

,;

件其最新版本包括所有的修改单适用于本规范

,()。

3术语和计量单位

界定的及以下术语和定义适用于本规范

JJF1035—2006、GB/T4960.6—2008。

术语

3.1

射线发射几率

3.1.1γgamma-rayemissionprobability

放射性核素衰变所伴随发射特定能量射线的几率通常以百分数表示

γ,。

全能峰效率

3.1.2full-energypeakefficiency

对给定的样品放射源探测器距离测得的能量为E的射线全能峰净面积计

()-,γ

数与同一时间间隔内样品放射源发射该能量射线数的比值

()γ。

全能峰相对效率

3.1.3relativefull-energypeakefficiency

在源探测器距离为时锗射线探测器与闪烁晶体直径为

-25cm,γNaI(Tl)(

高度为探测器对60点源射线的全能峰效率之比

7.62cm,7.62cm)Co1332.5keVγ。

本底

3.1.4background

非起因于待测物理量的信号在能谱测量中是指除待测样品放射源外的其

。γ,()

他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

,。

能量分辨力

3.1.6energyresolution

探测器能够分辨的两个粒子能量之间的最小值对于给定能量扣除本底后用探

。,,

测器对包括探测器漏电流噪声脉冲高度分布的半高宽的贡献表征以

()(FWHM),

能量单位表示

。

样品自吸收

3.1.7sampleself-absorption

由于在样品中与物质相互作用发生散射或吸收导致给定能量的初始光子在探测

,γ

1

JJF1850—2020

器上的净损失

。

符合级联相加

3.1.8()coincidence(cascade)summing

来自同一次核衰变的两个或两个以上的光子被同时探测但只产生一个观察求

,(

和脉冲

)。

计量单位

3.2

活度贝可勒尔符号

3.2.1:[];:Bq。

4概述

典型的锗射线谱仪由带有液氮或机械制冷的锗探测器前置放大器探测器偏置

γ、、

电源线性放大器模数转换器多道脉冲幅度分析器以及数据读出设备组

、、(ADC)、

成锗射线谱仪的工作原理是光子或射线与锗晶体相互作用产生电子空

。γ(Xγ),-

穴对收集这些电子和空穴产生一个脉冲其幅度与光子在锗晶体的活性体积中沉积的

,,

能量成正比然后每个脉冲都根据脉冲高度进行放大成形和排序使用生成直

。、,ADC

方图显示探测器吸收的光子数量与光子能量的函数关系能谱图在积累了足够数

,()。

量的脉冲后能谱图中表现为一个或多个近似于正态或高斯分布的峰对应于与探

,(),

测器相互作用的光子

。

5计量特性

能量分辨力

5.1

对的射线

≤2.5keV(Co-601332.49keVγ)。

能量非线性

5.2

≤0.5%。

全能峰相对效率

5.3

5%~150%。

注:以上指标不用于合格性判别,仅供参考。

6校准条件

环境条件

6.1

温度测量时室温变化不超过

6.1.1:15℃~35℃,±2℃。

相对湿度小于

6.1.2:75%RH。

仪器使用时不应受到影响使用的震动和电磁场干扰

6.1.3。

测试环境中不得存在明显干扰测量的环境本底

6.1.4。

测量标准

6.2

锗射线谱仪

6.2.1γ

全能峰相对探测效率应大于对60射线的能量分辨力应优

20%,Co1332.49keVγ

于

2.5keV。

能量分辨力校准源

6.2.2

核素60

:Co;

2

JJF1850—2020

活度范围35

:(10~10)Bq;

相对扩展不确定度Uk

:rel≤4.0%(=2);

其他校准源见附录

C。

能量校准源

6.2.3

核素241152

:Am、Eu;

活度范围35其中241活度不超过4

:(10~10)Bq,Am10Bq;

相对扩展不确定度Uk

:rel≤4.0%(=2);

其他校准源见附录

D。

全能峰效率校准源

6.2.4

刻度源应具有可溯源性

;

核素23222640

:Th、Ra、K;

活度范围

:(200~1000)Bq;

不确定度范围Uk

:rel≤6.0%(=2);

几何规格ϕ

75mm×70mm;

介质土壤

:;

其他核素几何规格基质效率校准源见附录

、、E。

7校准项目和校准方法

校准项目

7.1

校准项目包括能量分辨力能量和全能峰效率

、。

校准方法

7.2

能量分辨力校准

7.2.1

将分辨力测试源置于探测器正上方合适的位置进行测量使全谱计数率不大于

,

-1全能峰面积净计数不小于计算能量为E的射线全能峰的半高宽

2000s,10000,γ

以能量表示即为仪器分辨力

(FWHM,keV),FWHM。

能量校准

7.2.2

将能量校准源置于探测器合适位置记录源的特征射线能量和相应全能峰峰位道

,γ

址能量校准的函数关系可近似由二次多项式表示由式给出能量校准非线性

。,(1),

用二次项拟合常数b表示

2:

E=E+bH+bH2

012(1)

式中

:

E射线能量

———γ,keV;

H全能峰峰位道址

———;

E道址H为零道时相应的能量

0———,keV;

b拟合常数表示拟合直线的增益

1———,;

b拟合常数表示系统的非线性

2———,。

全能峰效率校准

7.2.3

将效率校准源置于探测器端帽上与探测器中心轴线对齐获取谱数据使被测

,,,

3

JJF1850—2020

射线的全能峰净峰面积计数不小于计算能量为E的射线全能峰净计数率

γ40000,γ

nE在相同测量条件下获取本底样品谱数据计算能量为E的峰位处本底净计数

()。,,

率nE全能峰探测效率按式计算

b()。(2)。

nE-nE

εE=()b()

()IEA(2)

()·

式中

:

nE能量为E的射线的全能峰净计数率-1

()———γ,s;

nE能量为E的射线峰位本底净计数率-1

b()———γ,s;

IE能量为E的射线的发射几率无量纲

()———γ