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建筑材料放射性和室内氡浓度检测技术

时间:01-24 来源:互联网 点击:
  1.γ谱仪与建筑材料放射性比活度检测技术

  对于执行GB6566和 GB50325的检测实验室来说,一般不必购买价格昂贵的高纯锗γ谱仪,只须配备合格的碘化钠γ谱仪就能完成检测任务。

  碘化钠Nal(TI)γ谱仪由探测器、数据采集系统(包括数据采集软件)及γ谱分析软件组成。其中探测器由碘化钠晶体、光电倍增管、前置放大器及铝壳组成;数据采集系统由高低压电源。放大器、多道分析器组成;而多道分析器由模数变换器(AD C)、多道数据采集卡和多道仿真软件组成。

  (1)选用合格的低本底多道碘化钠γ能谱仪

  现在国内涉及到碘化钠γ谱仪使用的相关标准有2个,即GBll743-89《土壤中放射性核素的γ能谱分析方法》和GB/T16143—1995《建筑物表面氡析出率的活性炭测量方法》,标准中规定碘化钠晶体尺寸不小于7.5cmX7.5cm,屏蔽室的等效铅当量不小于10cm。因为γ谱仪要测量的镭-226、钍-232、钾一40核素在地球上任何一个地方都存在,实验室的地面、天花板、四面墙壁都会产生这些核素的γ光子。这些γ光子能穿透铅室进入碘化钠探测器,如铅室厚度不够,γ谱仪本底会很高;碘化钠晶体尺寸小,γ谱仪探测效率低,γ谱仪测样品时的计数接近γ谱仪测本底时的计数,γ谱仪测得的样品净计数的统计误差大,根据样品净计数计算出的样品比活度分散性很大,测量结果达不到GB6566和GB50325的要求。

  ①探测器:一般用中Φ7.6cm X 7.6cm碘化钠晶体,分辨率应小于 9%(分辨率是指137Cs的661.66keV峰的半高宽(FWHM)除以661.66keV峰的峰位)。一般进口探测器的分辨率小于7.5%,实际测量7%左右;国产探测器的分辨率7%~10%。为此建议用户购买进口探测器。

  ②铅室:屏蔽层铅厚度应不小干10cm。内腔大的因散射小,屏蔽效果较好,内腔直径Φ220mm的铅室比较适宜。本底计数率应不大干5cps(每秒计数),测本底计数率用3”X3”(7.6cm X7.6cm)碘化钠探测器,关闭铅室。本底计数率等于1到1024道全谱计数之和(每道计数相加)除以测量活时间。质量好的铅室本底计数率小于3.3cps(每秒计数)。

  ③多道分析器:多道道数应为512道或1024道。多道仿真软件应有测量预置(设置实时间、活时间)、设置感兴趣区ROI、能量刻度、寻峰、核素识别等功能。

  ④γ谱仪稳定性:24h峰位漂移小于1%。好的谱仪24h峰位漂移小平 0.7%,长期稳定性一个月峰位漂移小于1%。γ谱仪要测建材样品放射性比活度必须先做刻度,测本底谱,分别测镭-226、钍-232.钾-40三个标准源,做一次刻度一般需 1-3d时间,做完刻度后再测样品。分析样品谱时是将镭-226、钍-232、钾-40三个感兴趣区的每一个区间总计数分别分解成该区间的镭-226的计数、钍-232的计数、钾-40的计数,这就要求γ谱仪必须有很好的稳定性,保证仪器测样品时的感兴趣区与测标准源时的感兴趣区相同。

  ⑤计算样品放射性比活度的γ谱分析软件:现在只有两种碘化钠γ谱分析方法,即逐道最小二乘法拟合和逆矩阵法,逐道最小二乘法拟合因计算用的道数多,统计误差小,计算结果比逆矩阵法准确;逆矩阵法用三个感兴趣区计算结果。中国原子能科学研究院王里玉教授和清华大学宋征博士的碘化钠γ谱分析软件用逐道最小二乘法拟合,国内其它的碘化钠γ谱分析软件全部用逆矩阵法;王里玉教授的软件最好。不同软件要求样品的测量时间各不相同,王里玉教授的软件测样品需2.5h以上,宋征博士的软件测样品需3h以上,其它逆矩阵法软件测样品需4h以上,才能保证大部分样品的比活度测量结果的不确定度不大于 20%。生产碘化钠γ谱仪的主要厂家有美国PRINCETON GAMMA-TECH公司、CANBERRA公司、ORTEC公司、北京核仪器厂等, PRINCETONGAMMA-TECH公司的MCA2100R碘化钠γ谱仪采用美国专利QCC二次压缩变换技术,大大提高了碘化钠γ谱仪的性能(实际分辨率优于其他厂家),γ谱图中从低能到高能的γ射线峰清晰漂亮(重叠部分很少),能量刻度比其它碘化钠γ谱仪都准确。

  (2)选用有计量证书的标准源

  因碘化钢探测器有温度效应,1-2个月就需要用户重新刻度碘化钠γ谱仪,执行GB6566检测建材放射性的实验室购买碘化钠γ谱仪时一定要配置有计量证书的镭-226、钍-232、钾-40三个标准源和混合标准源(标准样品)。

  (3)实验室环境

  因光电信增管有一定温度系数,碘化钠γ谱仪实验室应装空调。碘化钠γ谱仪工作时室温变化范围≤士2℃,相对湿度≤75%。

  (4)用标准源刻度γ谱仪

刻度γ谱仪的周期由谱仪稳定性决定,一般l-2个月一次,谱仪稳定性好,可更长时间做一次。可每周测一次标准样品(测量时间4h以上),若测量值与标准值

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