γ譜儀的應用課件

1、 孟紀群 本章主要包括射線與物質的相互作用， 譜儀的原理、結構及應用。 衰變與射線的產生 處于激發(fā)態(tài)的原子核通過發(fā)射光子或內轉換電子而躍遷到能量比較低的狀態(tài)，這種轉變過程稱為躍遷或衰變 射線的性質 原子核的質量數(shù)和電荷數(shù)保持不變，只是能量狀態(tài)發(fā)生改變 射線是沒有質量，不帶電而有能量的光子流，其射程較遠 射線與物質的相互作用： 光電效應 康普頓效應 電子對效應 譜儀主要研究光電效應產生的全能峰 譜儀的探測原理 射線與探測器材料相互作用后產生的電子，在高壓電場的作用下定向移動，產成電信號，經放大后被多道分析器分析 譜儀定性分析的原理 脈沖幅度直接準確的代表了電子的能量，光電效應產生的全能峰的能量是

2、確定的 譜儀定量分析的原理 光電效應產生的光電子的個數(shù)可由脈沖個數(shù)反映探頭電荷靈敏放大器高壓緩沖器打印機計算機多道分析器線性放大器高壓電源液 氮容 器鉛室 能發(fā)射射線的核素理論上都可進行定性和定量分析 與常見的探測器的區(qū)別 核素定性;前處理簡單;本底較高,測量時間長 HPGe與(NaI、GeLi)探頭譜儀的區(qū)別 性能上:能量線性;能量分辨率;穩(wěn)定性;效率接近;本底較低 本章主要包括譜儀的安裝; 能譜的構成; 譜儀的重要概念和性能指標; 譜儀的調試。 探頭的安裝 接地與線路安裝 軟件安裝 網卡與網絡的安裝 全能峰或光電峰 康普頓連續(xù)譜 單、雙逃逸峰(511Kev和1022Kev) 其它 反散射峰

3、、軔致輻射峰、級聯(lián)加和峰、偶然符合峰、淹沒峰等 一般情況對全能峰的影響較小 本節(jié)包括： 概念和性能指標的意義； 定義的方法或公式； 我室的DSPEC實際測量值等（本課件包括所有儀器參數(shù)等均指我室譜儀） 儀器本征探測效率： 一般指探測器探測到的衰變粒子數(shù)與源的活度之比；規(guī)定為Co60點源 譜儀的相對效率： 相對與NaI（Tl）7777探頭的本征效率 DSPEC 45 全能峰效率：全能峰的面積計數(shù)與源的該能量的活度之比（應用） 作用：是峰形和能量分辨的重要指標 定義：全能峰中心道計數(shù)一半的寬度（道數(shù)或Kev） 一般測試方法： Co60（1.332Mev）和Eu152（121.78Kev）點源 DS

4、PEC分別為1.72Kev和0.91Kev 作用：符合高斯分布的程度 一般為Co60（1.332Mev）點源 十分之一高寬（FWTM）比半高寬（ FWHM ） 理論為1.82，國際為2，實測為1.85 五十分之一高寬（FWFM）比半高寬（ FWHM ） 理論為2.38，國際為800 作用：多道分析器的道數(shù)與能量的對應關系 可用能量刻度后的直線回歸的相關系數(shù)R2值來表示 DSPEC的1R20.9999 24小時連續(xù)道漂，國標規(guī)定2道，實測104 單點刻度法 多點刻度法 直線回歸與R2 能量刻度曲線對應的一次函數(shù) 指標及對某一點的偏差 驗證（可靠性和可行性） 能量刻度曲線的應用 譜儀的能量刻度的頻

5、次取決于譜儀的穩(wěn)定性 能量刻度曲線的調用源主能峰能量（Kev）241Am59.54137Cs661.6260Co1173.2160Co1332.4740K1460.75y = 0.1796x + 11.35R2 = 105001000150020000200040006000800010000道能量( K e 效率刻度是求出效率和能量的關系曲線或對應的函數(shù) 譜儀的效率刻度是定量分析的基礎，效率刻度后才可進行核素的活度分析 基體物質（惰性物質） 化學成分、物理狀態(tài)、放射性活度、與標準物質易于混合、物理化學性質穩(wěn)定 刻度源 均勻性、模擬性、穩(wěn)定性、高純度、準確度、密閉性 基體本底源 單點刻度（關心

6、核素） 多點刻度（全譜刻度） 混合刻度 未知活度的Eu152 和已知活度的單能核素 曲線光滑程度（任一點的） 雙對數(shù)坐標的直線回歸驗證 大約200Kev以上 已知活度的樣品源的活度驗證 單點刻度的應用 刻度曲線的查圖應用 效率刻度曲線對應的雙對數(shù)函數(shù)的應用 效率刻度的頻次取決于譜儀的穩(wěn)定性 效率刻度曲線的調用0.00%2.00%4.00%6.00%02004006008001000 1200 1400 1600能量 （K效 -2.5-2-1.5-1-0.511.522.533.5log（ Elog（? 效率最高點后的曲線擬合為： -0.8423x+0.5558，R20.9959。 本章主要包括

7、譜儀的定性和定量分析的一般步驟和基本的計算公式。 譜儀的定性分析是譜儀的重要應用 在應急狀況下，快速鑒別關心樣品中的核素與知道各種核素的活度同等重要 簡單測試樣品中較高的核素，直觀預測關心的核素的活度高低 在樣品測量前后分別測量能量刻度源，進行能量響應測試 調用合適的能量刻度曲線 需要的話重新進行能量刻度 測量樣品 尋峰（二階導數(shù)法） 人工尋峰：FWHM的4倍寬 對比核素庫，確定樣品中的核素 根據(jù)需要進行主要核素的估算或定量分析 以核素衰變綱圖及核素庫為基礎 多能核素的各能量主能峰的相互驗證 母子體核素的相互驗證 干擾核素驗證（0.5 倍FWHM ） 測試譜儀的能量和效率 進行簡單的定性和對關

8、心核素的預測 一般要求：樣品活度譜儀的MDA的10倍 計算機：時間、MDA公式、尋峰靈敏度、辨別峰的寬度、庫文件、取樣量和活度單位、時間校正、不確定度類型、不確定峰的數(shù)量等 本底扣除 可扣除的基礎，無道差 逐道扣處法 基底計算公式 直線基底、拋物線基底、積分基底 直線基底的扣除公式6122lhCiCiBhhilli）（hliCiAg33ahlCigA1l -h5)- l -B(h-agn AA 光滑的意義 光滑的公式 Si（Oi-2+4Oi-1+6Oi+4Oi+1+Oi+2）/16 活度計算公式 AAn/( tVI) 其中：A：樣品關心核素總活度，Bq An ：該核素主能峰的全峰面積凈計數(shù) t：測量時間，s ：該核素主能峰的刻度效率 V：樣品回收，未作前處理為100% I：該核素主能峰的分支比1565agnlhlhlhBAA 以核素衰變綱圖及核素庫為基礎 多能核素的各能量主能峰的相互驗證 母子體核素的相互驗證 干擾核素驗證（0.5 倍FWHM ） 沒有前處理的回收為100 有前處理的樣品回收的確定 質控措施 對譜儀的定期校驗 樣品