一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法与流程

本发明属于放射性核素检测，具体涉及一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法。

背景技术：

1、高纯锗γ谱仪利用探头检测样品中的核素放出的γ射线，变成信号进入数字化谱仪中，把脉冲信号变为谱图来进行计算得知这种核素的活度，从而分析气溶胶、水、土壤、沉降物等物质中放射性核素。因具有探测效率高，稳定性好，分辨率极佳等特点，在环保、核电、国土安全、检验检疫等多个领域均有广泛应用。

2、高纯锗γ谱仪在使用过程中，仪器探头的探测效率、光电倍增管的增益、放大器的增益，高压的稳定性等会随着外界环境、温度变化等因素而发生变化。谱仪测得的能谱形状及峰位会随环境影响而发生漂移。如果谱仪发生峰位漂移，则不能识别γ核素对应的能量，从而无法进行核素检测分析。为了克服峰漂的影响，常用的方法是利用刻度源对仪器进行峰漂校正，即能量刻度。

3、能量刻度是用刻度源(标准放射源)建立γ核素特征峰能量与道址之间的关系。刻度源是γ能谱能够正常进行谱仪能量刻度的必备条件。能量刻度源的放射性核素的半衰期应长，所发射的γ射线的能量应均匀分布在所需刻度的能区，且最少需要4个能量点，并应均匀覆盖所研究的能区。通常使用54mn、55fe、60co、133ba、137cs、152eu、241am等已知能量的系列标准放射源做能量刻度。由于放射源的管理和运输要求标准高，如果发生丢失、损坏或泄露，会对人员和环境带来辐射安全隐患，一般情况下在野外开展放射性监测工作时不会携带放射源。因此在野外或缺少标准放射源的条件下，现有技术方法无法解决高纯锗γ谱仪的快速能量刻度问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，通过在较短时间内采集大体积的放射性气溶胶,制作并测量放射性气溶胶样品源，识别气溶胶样品源能谱图中铀、钍衰变链的子体及40k的5个最高峰的特征γ射线能量，建立峰位(道址)与能量之间的关系，实现无标准放射源时高纯锗γ谱仪的快速能量刻度。

2、本发明的技术方案如下：一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，包括以下步骤：

3、s1：采集气溶胶样品；

4、s2：制作气溶胶样品源；

5、s3：调节高纯锗γ谱仪能量测量范围到0-3mev；

6、s4：采用高纯锗探测器测量气溶胶样品源；

7、s5：平滑处理气溶胶样品源全谱；

8、s6：寻峰并识别5个特征γ射线全吸收峰；

9、s7：拟合能量和峰位，建立刻度函数关系式，完成能量刻度。

10、所述s1中使用采样仪器进行采集气溶胶样品，所述的采样仪器为大流量或超大流量气溶胶采样器，标定流量不小于60m3/h，超大流量气溶胶采样器标定流量不小于500m3/h。

11、所述s1中采样仪器使用的采集气溶胶滤膜为通用的聚丙烯滤膜，对0.3μm标准粒子的截留效率不低于95％，无人工放射性污染。

12、所述s2使用样品盒制作气溶胶样品源，所述的样品盒为通用圆柱体形样品盒，由聚乙烯或abs树脂制作，无人工放射性污染。

13、所述s2中气溶胶样品源可采用折叠法或压样法制作。

14、所述s3中γ谱仪为通用高纯锗γ谱仪，能量测量范围不小于30kev-3mev。

15、所述s4中气溶胶样品源的测量时间为所用能量刻度特征γ射线全吸收峰净面积计数大于10000或特征γ射线全吸收峰峰面积计数统计误差不小于5％时即停止测量。

16、所述s5中谱平滑进行1次或多次平滑。

17、所述s6中5个特征γ射线全吸收峰能量为238.63kev、583.19kev、1460.85kev、1764.49kev和2614.53kev。

18、所述s7中刻度函数关系式的计算公式如(1)：

19、e＝c0+c1p1+c2p2 (1)

20、其中，e为γ射线能量；p为全能峰所在道址，p1表示p的1次方，p2表示p的2次方；c0，c1，c2为拟合常数，c0表示零道对应的能量，c1表示拟合直线的增益，c2表示系统的非线性。

21、本发明的有益效果在于：本发明提供的基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，利用大流量或超大流量气溶胶采样器快速采集气溶胶样品并制作样品源，通过识别能谱图中5个最高峰的特征γ射线能量点来实现谱仪的能量刻度，解决了野外条件下或无标准放射源时高纯锗γ谱仪的能量刻度问题,提高了放射性核素检测的准确度。此外，依据本发明利用γ谱仪进行野外监测作业时，避免了携带刻度源可能造成丢失和污染环境的风险。

技术特征：

1.一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s1中使用采样仪器进行采集气溶胶样品，所述的采样仪器为大流量或超大流量气溶胶采样器，标定流量不小于60m3/h，超大流量气溶胶采样器标定流量不小于500m3/h。

3.如权利要求2所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s1中采样仪器使用的采集气溶胶滤膜为通用的聚丙烯滤膜，对0.3μm标准粒子的截留效率不低于95％，无人工放射性污染。

4.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s2使用样品盒制作气溶胶样品源，所述的样品盒为通用圆柱体形样品盒，由聚乙烯或abs树脂制作，无人工放射性污染。

5.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s2中气溶胶样品源采用折叠法或压样法制作。

6.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s3中γ谱仪为通用高纯锗γ谱仪，能量测量范围不小于30kev-3mev。

7.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s4中气溶胶样品源的测量时间为所用能量刻度特征γ射线全吸收峰净面积计数大于10000或特征γ射线全吸收峰峰面积计数统计误差不小于5％时即停止测量。

8.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s5中谱平滑进行1次或多次平滑。

9.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s6中5个特征γ射线全吸收峰能量为238.63kev、583.19kev、1460.85kev、1764.49kev和2614.53kev。

10.如权利要求1所述的一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法，其特征在于：所述s7中刻度函数关系式的计算公式如(1)：

技术总结
本发明属于放射性核素检测技术领域，具体涉及一种基于气溶胶样品源的高纯锗γ谱仪能量刻度方法。包括以下步骤：采集气溶胶样品；制作气溶胶样品源；调节高纯锗γ谱仪能量测量范围到0‑3MeV；采用高纯锗探测器测量气溶胶样品源；平滑处理气溶胶样品源全谱；寻峰并识别5个特征γ射线全吸收峰；拟合能量和峰位，建立刻度函数关系式，完成能量刻度。有益效果在于：本发明利用大流量或超大流量气溶胶采样器快速采集气溶胶样品并制作样品源，通过识别能谱图中5个最高峰的特征γ射线能量点来实现谱仪的能量刻度，解决了野外条件下或无标准放射源时高纯锗γ谱仪的能量刻度问题,提高了放射性核素检测的准确度。

技术研发人员：田沿杰,付宏忠,程相勤,王一鸣,吴海伦,黄俊华,王铁
受保护的技术使用者：中国人民解放军92609部队
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16