JJG853—20131低本底α、β測量儀檢定規程1范圍本規程適用于采用固體閃爍探測器和半導體探測器的低本底α、β測量儀的首次檢定、后續檢定和使用中檢查,不適用于流氣正比計數器以及液體閃爍計數器等類型測量儀器的檢定。2引用文件本規程引用下列文件:JJF1035—2006電離輻射計量術語及定義GB/T11682—2008低本底α和/或β測量儀ISO9697:2008水質無鹽水中總β活度測量厚源法(Waterquality-Measure-mentofgrossbetaactivityinnon-salinewater-Thicksourcemethod)ISO18589-6:2009環境中放射性活度測量土壤第6部分:總α與總β的活度測量(Measurementofradioactivityintheenvironment-Soil-Part6:Measurementofgrossalphaandgrossbetaactivities)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規程。3術語和計量單位3.1術語3.1.1儀器本底instrumentalbackground儀器正常工作狀態下,測量無放射性污染的空樣品盤時的示值。3.1.2表面發射率surfaceemissionrate放射源在2π球面度內的發射率。3.1.3標準平面源referenceplanesources性質和活度在某一確定的時間內都是已知的,并能用作參考的固態平面放射源。3.1.4探測效率detectionefficiency在一定探測條件下,探測器測得的計數率與被測源發射率的比值。3.1.5串道比interfereratio(crosstalk)儀器測量單一α或β標準源時,在β道或α道的計數與α和β道的總計數之比。3.2計量單位3.2.1[源]表面發射率每分鐘2π球面度,符號:(min·2πsr)-1。3.2.2單位面積平均本底計數率每平方厘米分鐘,符號:cm-2·min-1。JJG853—201324概述低本底α、β測量儀主要由探測器單元、信號處理單元和屏蔽單元等組成。測量時,探測器記錄入射的α、β粒子,計數率與樣品中核素活度成正比。探測器單元由主探測器、反符合探測器等構成,置于屏蔽單元內。信號處理單元由計算機和測量主機構成。屏蔽單元一般由鉛和鋼等材料制成。低本底α、β測量儀主要應用于水質監測、食品衛生、環境放射性評價與輻射防護等領域。5計量性能要求5.1儀器本底5.1.1單位面積的α粒子計數率≤0.017cm-2·min-1。5.1.2單位面積的β粒子計數率≤0.5cm-2·min-1。5.2探測效率5.2.1對于α≥65%。5.2.2對于β≥35%。5.3重復性5.3.1對于α≤2.5%。5.3.2對于β≤3.5%。5.4串道比5.4.1α射線對β道≤3%。5.4.2β射線對α道≤1%。6通用技術要求6.1外觀和標識6.1.1儀器外觀不應有影響其計量性能的外觀缺陷。6.1.2儀器應標明制造廠商或商標、規格型號、出廠編號和計量器具制造許可證編號等信息,其標識應牢固、清晰。7計量器具控制計量器具控制包括首次檢定、后續檢定和使用中檢查。7.1檢定條件7.1.1計量標準7.1.1.1α標準平面源α標準平面源的技術指標見表1。JJG853—20133表1α標準平面源的技術指標核素規格表面發射率表面發射率擴展不確定度241Am、239Pu或210Po外徑:?20mm~?35mm,活性區:?18mm~?25mm,厚度:1mm(2.0E+04~1.2E+05)(min·2πsr)-1不大于3.0%(k=2)7.1.1.2β標準平面源β標準平面源的技術指標見表2。表2β標準平面源的技術指標核素規格表面發射率表面發射率擴展不確定度90Sr/90Y外徑:?20mm~?35mm,活性區:?18mm~?25mm,厚度:1mm(2.0E+04~1.2E+05)(min·2πsr)-1不大于3.0%(k=2)7.1.2環境條件7.1.2.1溫度:(16~28)℃7.1.2.2相對濕度:≤85%7.1.2.3環境γ輻射空氣比釋動能率:≤0.25μGy/h7.1.2.4無影響正常工作的機械振動和電磁干擾。7.2檢定項目檢定項目見表3。表3檢定項目一覽表檢定項目首次檢定后續檢定使用中檢查外觀和標識+++儀器本底+++探測效率+++重復性+++串道比++-注:“+”為應檢定的項目,“-”為可不檢定的項目。7.3檢定方法7.3.1外觀和標識目測被檢儀器外觀,應符合6.1。7.3.2儀器本底被檢低本底α、β測量儀開機預熱至少30min。將無放射性核素污染的樣品盤放入JJG853—20134測量室進行本底測量。測量時間一般不少于24h,或α的累計計數不小于25,β的累計計數不小于100,按式(1)計算被檢儀器的本底。(1)Bα(β)=(1)式中:Bα(β)—單位面積α(或β)本底計數率,min-1;N0α(β)—α(或β)本底總計數;T0α(β)—α(或β)本底累計測量時間,min;S—有效探測面積,cm2。7.3.3探測效率將α(或β)標準平面源置于樣品盤中心,使源表面盡量接近但不超過樣品盤的上沿,固定平面源。設置儀器的測量次數及單次測量時間,使得用于計算探測效率的累計總計數不小于40000,按式(2)計算被檢儀器的探測效率。εα(β)=(-)/Aα(β)×100%(2)式中:εα(β)—儀器α(或β)探測效率;Nα(β)—α(或β)累計計數;Tα(β)—測量α(或β)源的累計時間,min;Aα(β)—α(或β)標準平面源在檢定時的表面發射率,(min·2πsr)-1。探測效率檢定結果應給出擴展不確定度。7.3.4重復性重復性測量條件下,用被檢儀器測量α(或β)標準平面源,設置單次測量時間使得單次測量計數約為4000左右,重復測量不少于10次,按式(3)計算相對實驗標準差。1XV=1X式中:V—重復性;2i (X-X)2ii=1n-1×100%(3)Xi—第i次的測量計數,i=1,2,3...,n(n≥10);X—n次測量計數的平均值。7.3.5串道比根據探測效率測量數據,按式(4)計算α射線對β道的串道比,按式(5)計算β射線對α道的串道比。χα→β=(4)JJG853—20135(5)χβ→α=(5)式中:χα→β—α射線對β道的串道比;Nα→β—測量α標準平面源時,β道的計數;Nα—測量α標準平面源時,α道的計數;χβ→α—β射線對α道的串道比;Nβ→α—測量β標準平面源時,α道的計數;Nβ—測量β標準平面源時,β道的計數。7.4檢定結果的處理檢定合格的低本底α、β測量儀發給檢定證書,檢定證書應注明檢定條件和檢定結果;檢定不合格的低本底α、β測量儀發給檢定結果通知書,并注明不合格項目。7.5檢定周期低本底α、β測量儀檢定周期一般不超過24個月。JJG853—20136附錄A檢定記錄格式式樣低本底α、β測量儀檢定記錄儀器名稱型號/規格出廠編號生產廠家檢定日期證書編號檢定依據的技術文件檢定環境條件溫度:℃相對濕度:%環境γ輻射空氣比釋動能率:μGy/h計量標準證書編號有效期標準源核素表面發射率(min·2πsr)-1參考時間α標準平面源β標準平面源檢定項目檢定結果合格判定外觀和標識合格□不合格□儀器本底 測量時間min總計數有效探測面積cm-2計數率cm-2·min-1 α合格□不合格□β合格□不合格□重復性α合格□不合格□V1=β合格□不合格□V2=探測效率 測量時間min累計計數凈計數率/min-1探測效率/% α源,α道合格□不合格□β源,β道合格□不合格□串道比 串道比% α源,β道合格□不合格□β源,α道合格□不合格□檢定結論合格□不合格□檢定員核驗員JJG853—20137附錄B檢定證書/檢定結果通知書第三頁式樣B.1檢定證書第三頁式樣證書編號××××××—××××序號被檢項目檢定結果1外觀和標識2儀器本底3探測效率4重復性5串道比檢定結論:以下空白8B.2檢定結果通知書第三頁式樣證書編號××××××—××××序號被檢項目檢定結果合格判定1外觀和標識2儀器本底3探測效率4重復性5串道比檢定不合格項目:以下空白JJG853—2013附錄C統計不確定度計算方法原子核衰變服從統計規律,由此在測量中引入的不確定度稱為統計不確定度。由于存在此項不確定度,同樣條件下的測量結果只能在某一誤差范圍內一致。由原子核衰變規律引起的測量誤差是一項隨機誤差,與采用何種測量儀器無關。這項隨機誤差對于評估測量結果的可靠性具有重要意義,以下介紹統計不確定度的計算方法。如果對放射性樣品發射的粒子數進行無限多次重復測量,那么測量結果將服從泊松分布,概率密度分布曲線如圖C.1所示。圖中,X軸表示粒子數測量值,Y軸表示出現某一測量值的概率。圖C.1放射性樣品發射率測量結果的概率密度分布測量結果與真值(數學期望)的偏差限用標準偏差σ的倍數k·σ表示。根據泊松分布規律,如果某一時間段的測量總計數為n,那么標準偏差σ為:σ=n(C.1)測量結果的誤差限為±(k·σ),即測量結果落在從n-k·σ到n+k·σ區間內的概率如表C.1所示。表C.1放射性樣品測量結果的概率分布與包含因子κ的關系包含因子κ測量結果落在從n-k·σ到n+k·σ區間內的概率落在從n-k·σ到n+k·σ區間外的概率1.000.68270.34131.650.90110.09892.000.95450.04553.000.99730.0027JJG853—2013標準偏差σ與測量總計數n的比值稱為相對標準偏差σr即:σr×100%=×100%(C.2)放射性活度測量領域,用σr近似表示統計不確定度。因為實際測量的次數總是有限的,所以用實驗相對標準差表示統計不確定度,舉例說明如表