生态部发布《应急监测中环境样品 γ 核素测量技术规范》

规范性引用文件

《GB/T 11713 高纯锗 γ 能谱分析通用方法》、《GB/T 11743 土壤中放射性核素的 γ 能谱分析方法》、《GB/T 16140 水中放射性核素的 γ 能谱分析方法》、《GB/T 16145 生物样品中放射性核素的 γ 能谱分析方法》、《WS/T 184 空气中放射性核素的 γ 能谱分析方法》、《GB/T 17680.10 核电厂应急计划与准备准则 核电厂营运单位应急野外辐射监测、取样与分析准则》。

方法原理

γ 发射体核素衰变发射的不同能量的特征 γ 射线与探测器相互作用，发生光电效应、康普顿效应和电子对效应，在 γ 能谱中产生全能峰、康普顿连续谱和逃逸峰。γ 能谱测量就是根据全能峰的道址和入射 γ 射线的能量成正比进行核素识别，根据单位时间内特征 γ 射线的全能峰净峰面积和对应核素含量成正比进行定量分析。

仪器和设备

高纯锗(HPGe)γ 能谱仪，主要由 HPGe 探测器、多道脉冲幅度分析器、高压电源、主放大器、屏蔽室和数据处理系统组成。P 型探测器侧重 γ 射线能量在 50 keV 以上核素测量;N 型探测器侧重 γ 射线能量在 20 keV 以上核素测量。

HPGe 探测器：探测器的相对探测效率一般应大于 20%，对 60Co 1332.5 keV γ 射线的能量分辨力应优于 2.5 keV，能量响应一般覆盖 40 keV~2000 keV 能区。探测器可采用液氮制冷或电制冷。

多道脉冲幅度分析器：与 HPGe 探测器相配，道数应不小于 8192 道。

高压电源：根据所用探测器的工作状态选择探测器高压。电源输出电压应从 0 V~5000 V 连续可调，波纹电压应不大于 0.01%，电流应不小于 100 μA。

主放大器：应具有波形调节，并与前置放大器和多道脉冲幅度分析器匹配。

屏蔽室：探测器应置于厚度不小于 10 cm 铅当量的铅或钢铁作屏蔽物质的外辐射屏蔽室中。屏蔽室应设置放、取样品的门或窗。探测器在屏蔽室内，在 40 keV~2000 keV 能量区间内应没有天然放射性核素以外的污染，本底的积分计数率小于 3 cps。

HPGe γ 能谱仪稳定性：若多道脉冲幅度分析器取 8192 道，要求对 60Co 1332.5 keV γ 射

线的全能峰置于 5000 道附近时，24 h 内峰位漂移应不超过 2 道。

数据处理系统：接收多道脉冲幅度分析器的谱数据并对其进行处理;由计算机硬件和软件构成，计算机硬件主要包括计算机及其配套的读出读入装置，软件主要包括解析 γ 能谱的各种常规程序。

天平，感量为 10 mg;或可精确到 0.1 g 的电子秤。对 β-γ 响应灵敏仪器或便携式 γ 能谱仪。

高纯锗 γ 能谱仪校准

能量校准

能量校准能区一般取 40 keV～2000 keV，至少应包括四个能量均匀分布在所需校准能区的校准点。HPGe γ 能谱仪的能量-道址转换系数，对能区为 40 keV～2000 keV，8192 道的谱仪可调到每道约 0.25 keV。记录校准源的特征 γ 射线能量和道址，对数据作Z小二乘法直线或抛物线拟合得到能量校准结果。HPGe γ 能谱仪的能量非线性值不应超过 0.5%，否则应重新校准。