JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1851—2020
α谱仪校准规范
Calibration Specification for Alpha Spectrometers
2020-07-02发布
2021-01-02实施
国家市场监督管理总局发布 JJF1851—2020
α谱仪校准规范 Calibration Specification for Alpha Spectrometers
JJF 1851—2020
归口单位：全国电离辐射计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院
国防科技工业电离辐射一级计量站上海市计量测试技术研究院
参加起草单位：江苏省计量科学研究院
湖北大秦维康检验测试认证有限公司
本规范委托全国电离辐射计量技术委员会负责解释 JJF1851—2020
本规范主要起草人：
张明（中国计量科学研究院）姚顺和（国防科技工业电离辐射一级计量站）唐方东（上海市计量测试技术研究院）
参加起草人：
王鹏 (江苏省计量科学研究院) 梁珺成（中国计量科学研究院）刘皓然（中国计量科学研究院）秦鸣东（湖北大秦维康检验测试认证有限公司） JJF1851—2020
目 录
引言 1
(IⅡ) (1) (1 ) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (5) (6) ( 7)
范围· 2 引用文件· 3术语和计量单位 3.1 术语.. 3.2计量单位 4
概述· 计量特性·
5
5. 1 本底计数率.· 5.21 能量非线性 5.3 能量分辨力· 5. 4 探测效率.· 6 校准条件。 6.1环境条件 6.2 测量标准及其他设备 7 校准项目和校准方法.. 7.1本底计数率 7.2 能量非线性· 7.3 能量分辨力· 7.4探测效率。 8校准结果表达…·
复校时间间隔· 附录A校准记录推荐格式附录B校准证书内页信息及推荐格式附件Cα谱仪探测效率测量的不确定度评定示例
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- JJF1851—2020
引言
JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001一2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1一2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础。
本规范编制的主要依据为国际标准ISO13161一2011《水质一α能谱法测量水中针
21o核素活度浓度》（Waterquality—Measurement of polonium210 activity concentration in waterbyalphaspectrometry），ISO13167一2015《水质一环、镭、镐和放射性核素 α能谱测量方法》（Waterquality一Plutonium，americium，curiumandneptunium Testmethodusingalphaspectrometry）和GB/T16141一1995《放射性核素的α能谱分析方法》
本规范为首次发布。
II JJF1851—2020
α谱仪校准规范
1范围
本规范适用于半导体探测器型α谱仪的校准，能量范围为（3～9）MeV。对于气体探测器型α谱仪，可参照本规范规定的方法进行校准。
2引用文件
本规范引用下列文件： JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1035一2006电离辐射计量术语及定义 GB/T4960.1一2010核科学技术术语第1部分：核物理与核化学 GB/T4960.6一2008核科学技术术语第6部分：核仪器仪表凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语和计量单位
3.1术语
JJF1001—2011、JJF1035—2006、GB/T4960.1—2010和GB/T4960.6—2008界定的及以下术语和定义适用于本规范。 3.1.1α谱仪alphaspectrometer
获取α粒子能谱，用于放射性活度测量和核素分析的仪器。
3.1.2仪器本底instrumentalbackground
仪器正常工作状态下，测量无放射性污染的空样品盘时的示值。
3.1.3表面发射率surfaceemissionrate
单位时间内，从平面源表面（2元球面度）发射的特定种类、能量超过特定值的粒子数。 3.1.4标准平面源referenceplanesource
性质和活度在某一确定的时间内都是已知的，并能用作参考的固态平面放射源。
3.1.5探测效率detectionefficiency
在一定探测条件下，探测器测得的计数率与被测源发射率的比值。 3.1.6能量分辨力energyresolution
α谱仪分辨能量相近α射线能量峰的本领。 3.2计量单位 3.2.1［源］表面发射率：（平面源2元球面度内）每秒的粒子数，符号：s-1。 3.2.2本底计数率的单位为每小时计数，符号：h-1。 3.2.3能量分辨力的常用单位为千电子伏，符号：keV。
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4概述
α谱仪主要由探测器、电源、前置放大器、线性放大器、多道脉冲分析器以及数据采集和处理系统组成。根据α射线与探测器相互作用产生能量沉积输出的电压脉冲信号幅度与入射α粒子能量成正比，通过谱分析软件可得到α粒子能谱。
α谱仪主要包括气体探测器型和半导体探测器型，广泛应用于辐射环境监测等领域
α衰变核素的识别和定量分析。
5计量特性
5.1本底计数率
全谱本底计数率通常不超过1.0h-1。 5.2能量非线性
能量非线性通常不超过1%。 5.3能量分辨力
在源距探测器表面距离等于探测器直径的条件下，半导体探测器型α谱仪对241Am 核素的α射线（E。=5.487MeV）的能量分辨力通常不超过25keV。 5.4探测效率
在源距探测器表面小于10mm条件下，半导体探测器型α谱仪的探测效率通常不低于25%。
注：以上计量特性指标不适用于合格性判定，仅供参考。
6校准条件 6.1环境条件 6.1.1温度：（10~35)℃。 6.1.2相对湿度：不大于85%。 6.1.3无影响正常工作的机械振动和电磁干扰。 6.2测量标准及其他设备 6.2.1测量标准
α标准平面源的技术指标见表1。
表1α标准平面源的技术指标
表面发射率的扩展不确定度
核素
规格
表面发射率
活性区： $16mm~50mm
Ur≤3.0% (k=2)
241 Am
(3.0×10l~1.0×10"）s
6.2.2其他设备
活性区Φ16mm～Φ50mm的239Pu、210Po、244Cm或天然U平面源的一种或多种。
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7校准项目和校准方法 7.1本底计数率
被校α谱仪开机预热，清洁样品盘，将空样品盘放入测量室，待真空度水平达到测量要求后设定工作电压，测量仪器本底。测量时间应不少于24h，计算全谱计数，按式（1）计算本底计数率nb：
Nb t
(1)
nb=
式中： nb——本底计数率； N本底计数； t一本底测量时间。
7.2能量非线性
选取241Am标准源，以及239Pu、210Po、244Cm和天然U平面源的一种或多种。依次放入探测器样品盘内，真空度达到仪器要求条件后设定工作电压，获取标准源能谱。选取至少3个α特征能峰，读取全能峰中心峰位道址CH；。将CH：和对应选取的α射线能量标准值E。做线性拟合，确定α谱仪能量-道址关系。按式（2）计算能量非线性U：
U= Ef-E X 100%
(2)
E ai
max
式中： U—能量非线性； E。一一选取的特征α射线能量标准值； E；一一道址CH：在拟合的直线上对应的能量值。
7.3能量分辨力
将241Am标准源放人探测器样品盘内，真空度达到仪器要求条件后设定工作电压，获取标准源能谱。待峰面积计数大于10000后，读取全能峰半高宽AE，即为α谱仪对该特征峰的能量分辨力。 7.4探测效率
将α标准源置于样品盘，按7.2步骤获取标准源能谱。待峰面积计数大于10000 后，按公式（3）计算被检仪器的探测效率。
e="=n×100%
(3)
9 2
式中：
探测效率；
n 测量标准源的计数率，s-1； nb 峰面积内的本底计数率，s-1； q2元— 标准源的表面发射率，s-1。
3