书 书 书犐犆犛 １７ ． ２４０ 犉 ０４ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 １６６９８ — ２００８ 代替 ＧＢ ／ Ｔ１６６９８ — １９９６ α 粒子发射率的测量 大面积正比计数管法 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狅犳犲犿犻狊狊犻狅狀狉犪狋犲狅犳 α 狆犪狉狋犻犮犾犲 犕犲狋犺狅犱犳狅狉犾犪狉犵犲犪狉犲犪狆狉狅狆狅狉狋犻狅狀犪犾犮狅狌狀狋犲狉 ２００８  ０９  １９ 发布 ２００９  ０８  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准代替 ＧＢ ／ Ｔ１６６９８ — １９９６ 《 α 粒子发射率的测量 　 大面积正比计数管法 》。 本标准与 ＧＢ ／ Ｔ１６６９８ — １９９６ 相比主要变化如下 ： ａ ） 　 将正比计数管规格尺寸由 １９９６ 版标准的 １７０ｍｍ×１２０ｍｍ 改为 １７０ｍｍ×１３０ｍｍ ； ｂ ） 　 删除 １９９６ 版标准第 ４ 章中关于正比管 、 工作气体 、 前置放大器 、 高压电源 、 主放大器 、 单道脉冲 分析器 、 死时间控制电路和定标器的要求内容 ； ｃ ） 　 将 １９９６ 版标准 ５．３．１ 的 ｆ ） 项内容予以重新表述 ； ｄ ） 　 删除 １９９６ 版标准附录 Ｃ 。 本标准的附录 Ａ 和附录 Ｂ 为规范性附录 。 本标准由中国核工业集团公司提出 。 本标准由全国核能标准化技术委员会归口 。 本标准起草单位 ： 中国原子能科学研究院同位素所 。 本标准主要起草人 ： 姚历农 、 王晓静 、 张文在 、 綦杰 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 ： ＧＢ ／ Ｔ１６６９８ — １９９６ 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 １６６９８ — ２００８ α 粒子发射率的测量 大面积正比计数管法 １ 　 范围 本标准规定了用大面积流气式 ２ π 多丝正比计数管绝对测量 α 粒子发射率的原理 、 装置 、 方法及数 据处理等 。 本标准适用于面积不大于 １７０ｍｍ×１３０ｍｍ ， 且 α 粒子发射率在 １×１０ｓ －１ ～ １×１０ ４ ｓ －１ （ ２ π ｓｒ ） 范 围的 α 平面源 。 本标准也可作为 β 粒子发射率测量的参考 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有 的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ ／ Ｔ４９６０．４ 　 核科学技术术语 　 放射性核素 ＪＪＦ１０５９ 　 测量不确定度评定与表示 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ４９６０．４ 和 ＪＪＦ１０５９ 确立的术语以及下列术语和定义适用于本标准 。 ３ ． １ 表面发射率 　 狊狌狉犳犪犮犲犲犿犻狊狊犻狅狀狉犪狋犲 表面发射率是指单位时间射出源表面 （ 或窗 ） 的具有大于给定能量的某种粒子的数目 。 ３ ． ２ 大面积正比计数管 　 犾犪狉犵犲犪狉犲犪狆狉狅狆狅狉狋犻狅狀犪犾犮狅狌狀狋犲狉 一种用于测量大面积放射源 ， 工作在正比区的气体电离探测器 。 ４ 　 基本原理 大面积 ２ π 多丝无窗流气式正比计数管 （ 以下简称正比管 ）， 是一种由多根阳极丝并联 ， 能测量大面 积 α 、 β 平面源粒子发射率的正比计数管 ， 一般采用流气式工作方式 ， 它对 α 粒子的本征探测效率接近 １００％ 。 测量时将源放入正比管内 ， α 粒子对工作气体电离产生正负离子对 ， 经气体放大后 ， 在阳极可输 出正比于粒子能量的电脉冲 ， 该脉冲经放大甄别后被定标器记录 。 α 粒子的脉冲计数率和正比管工作 电压的关系可形成一坪曲线 ， 在坪区中某点 α 源的计数率 ， 经本底 、 死时间和小能量损失等校正后 ， 便可 得到待测源的 α 粒子表面发射率 。 ５ 　 测量系统 ５ ． １ 　 测量系统的组成 系统由正比管 、 工作气体 、 电子仪器 ， 工作源等组成 。 图 １ 为由正比管 、 工作气体 ， 高压电源 、 前置放 大器 、 主放大器 、 单道脉冲分析器 、 死时间控制电路和定标器等电子仪器部件组成的测量系统框图 。 １ 犌犅 ／ 犜 １６６９８ — ２００８ 前置放大器  高压电源  正比管  工 作 气 体     主放大器单道脉冲幅度分析器死时间控制电路定标器 图 １ 　 大面积正比管测量系统框图 ５ ． ２ 　 测量系统的性能要求 测量系统应达到以下指标 ： ——— 正比管坪长大于 ３００Ｖ ， 坪斜好于 ０．５％ ／ １００Ｖ ； ——— 在 α 坪区工作条件下 ， 本底计数率小于 ０．５ｓ －１ ； ——— 在正比管最大可测面积内的任何一点 ， α 粒子的探测效率大于 ９９．８％ ； ——— 系统的死时间不大于 ５ μ ｓ ， 死时间的不确定度和稳定性均应好于 ５％ ； ——— ８ｈ 内系统的稳定性应好于 ０．５％ 。 ５ ． ３ 　 标准源的要求 为了检验测量系统性能及参数 ， 至少应备有一块 α 平面源 ， 该源应满足下列要求 ： ——— 核纯度应好于 ９９．５％ ； ——— α 粒子发射率在 １×１０ ２ ｓ －１ ～ １×１０ ４ ｓ －１ （ ２ π ｓｒ ） 之间 ； ——— α 能谱的半宽度小于 １００ｋｅＶ ； ——— α 粒子发射率的总不确定度不大于 ２％ ， 其量值可溯源到国家计量基准或标准 。 源的直径小于 ５０ｍｍ 。 ６ 　 测量方法 ６ ． １ 　 测量环境条件 测量环境要求满足下列条件 ： ——— 环境温度为 １０℃ ～ ３０℃ ， 测量过程中温度变化不超过 ５℃ ； ——— 相对湿度不大于 ８５％ ； ——— 交流电压的稳定度好于 ±１０％ ， 频率的稳定度好于 ±２％ ； ——— 测量过程中附近不应有影响本底的放射源存在 。 ６ ． ２ 　 仪器准备 ６ ． ２ ． １ 　 预热 电子仪器预热时间应不少于 １５ｍｉｎ 。 ６ ． ２ ． ２ 　 预置电子仪器参数 按图 １ 连接各电子仪器部件 ， 并预置合适的放大倍数 、 甄别阈 、 死时间 、 以及定标器的测量时间 。 ６ ． ３ 　 测量程序 ６ ． ３ ． １ 　 测量正比管坪 正比管坪曲线测量程序如下 ： ａ ） 　 将标准源放入正比管内 ， 然后通入工作气体 ， 调节气体流量 ， 使气体流量稳定在 ３０ｍＬ ／ ｍｉｎ 左右 ； ｂ ） 　 通气约 ５ｍｉｎ ， 直到正比管内空气排尽后 ， 缓慢升高正比管电压至起始工作电压 ， 然后电压逐 步升高 ， 并对应每个电压值进行计数测量 ； ｃ ） 　 根据标准源的 α 粒子发射率值选择测量时间 ， 使每次测量计数的不确定度小于 １％ ； ｄ ） 　 当电压值超过坪区 ， 计数开始迅速增加时 ， 应停止坪曲线测量 ； ｅ ） 　 依据测量数据 ， 在线性坐标纸上作坪曲线 ， 并根据坪曲线确定坪长和坪斜 ； ２ 犌犅 ／ 犜 １６６９８ — ２００８ ｆ ） 　 建议选取坪区中点偏前处某点电压作为正比管的工作电压 。 ６ ． ３ ． ２ 　 本底测量 测量本底程序如下 ： ａ ） 　 按 ６．３．１ａ ） 的条件给正比管通气 ； ｂ ） 　 将高压缓慢调节到由 ６．３．１ｆ ） 确定的工作电压 ； ｃ ） 　 选择测量时间 ， 使本底计数率测量值的不确定度应小于 ３％ 。 ６ ． ３ ． ３ 　 测量源的 α 粒子发射率 测量 α 粒子发射率的程序如下 ： ａ ） 　 将待测源放入正比管内 ， 按 ６．３．１ａ ） 条件给正比管通气 ； ｂ ） 　 将高压调到正比管工作电压 ； ｃ ） 　 选择测量时间 ， 使源的 α 粒子计数率测量值的不确定度小于 ０．２％ 。 ６ ． ３ ． ４ 　 数据处理 源的 α 粒子发射率 犈 按式 （ １ ） 计算 ： 犈 ＝ 犆狀 １ － 狀 τ － 狀 （ ） 犫 …………………………（ １ ） 　　 式中 ： 狀 ——— 包括本底在内的源计数率 ， 单位为 ｓ －１ ； 狀 犫 ——— 本底计数率 ， 单位为 ｓ －１ ； τ ——— 测量系统的死时间 ， 单位为 ｓ ； 犆 ——— 小能量损失校正因子 。 系统的死时间测量方法见附录 Ａ ， 小能量损失校正因子测量方法见附录 Ｂ 。 ７ 　 测量值的扩展不确定度 ７ ． １ 　 扩展不确定度 犝 的一般计算公式 扩展不确定度按式 （ ２ ） 计算 ： 犝 ＝ 犽 ∑ 犪 ２ 犻 ＋ ∑ （ 犫 犻 ／ 犼 犻 ） 槡 ２ …………………………（ ２ ） 　　 式中 ： 犪 犻 ——— Ａ 类评定得到的不确定度分量 ； 犫 犻 ——— Ｂ 类评定得到的不确定度分量 ； 犼 犻 ——— Ｂ 类评定得到的不确定度各包含因子 ； 犽 ——— 包含因子 。 ７ ． ２ 　 大面积正比管测量 α 粒子发射率的扩展不确定度 ７ ． ２ ． １ 　 不确定度的 犃 类评定 按式 （ ３ ） 计算 ： 狌 Ａ ＝ １ 槡 狀狋 …………………………（ ３ ） 　　 式中 ： 狀 ——— 源的 α 粒子计数率 ， 单位为 ｓ －１ ； 狋 ——— 测量时间 ， 单位为 ｓ 。 ７ ． ２ ． ２ 　 不确定度的 犅 类评定 评定的主要分量如下 ： ａ ） 　 由死时间 τ 的不确定度 Δ τ 引入的分量 狌 ｂ １ ， 见式 （ ４ ） 狌 ｂ １ ＝ 狀 Δ τ １ －