环境监测岗位技能培训总结交流ppt课件

1、LOGO20212021年年7 7月月1212日日 苏州大学环境监测岗位技艺培训苏州大学环境监测岗位技艺培训总结交流总结交流LOGO目目 录录LOGO1.1.数据处置数据处置1.1.11.1.1定义：定义：探测限是指在一定置信度程度下，某种丈量方法所能监测到放射性活探测限是指在一定置信度程度下，某种丈量方法所能监测到放射性活度度的最小期望值。的最小期望值。由于放射性活度的丈量都是经过净计数的丈量再由相关的公式计算得由于放射性活度的丈量都是经过净计数的丈量再由相关的公式计算得出出，因此通常所说的均为净计数的探测限，给出的普通公式为：，因此通常所说的均为净计数的探测限，给出的普通公式为：其中：其中

2、： 为最小可探测计数的期望值，为最小可探测计数的期望值， 为样品丈量时间为样品丈量时间与本与本底丈量时间一样时，本底计数的期望值。底丈量时间一样时，本底计数的期望值。1.11.1低程度放射性丈量中的探测限及其计算低程度放射性丈量中的探测限及其计算bDML65.4DLbMLOGO1.1.数据处置数据处置探测下限探测下限LLDnLLDn：最小可探测样品的净计数，当样品丈量时间和：最小可探测样品的净计数，当样品丈量时间和本底丈量时间相等时，采用泊松分布规范，统计置信程度本底丈量时间相等时，采用泊松分布规范，统计置信程度95%95%。最小可探测样品净计数最小可探测样品净计数LLDnLLDn由下式计算：

3、由下式计算：小于探测下限数据的处置有两种方法：第一种是假设丈量结果小于探测下限数据的处置有两种方法：第一种是假设丈量结果小小于探测下限，那么结果用于探测下限，那么结果用“LLD“LLD表示；第二种是在对结果进表示；第二种是在对结果进展展统计分析时，对丈量结果低于探测下限的数据，常规监测思索统计分析时，对丈量结果低于探测下限的数据，常规监测思索到最大平安原那么，取到最大平安原那么，取LLDLLD参与统计。参与统计。 1.2.1 1.2.1 计数率的误差计数率的误差bbntnLLD65. 4LOGO1.1.数据处置数据处置1.1.21.1.2计算：计算：在实践丈量任务中，探测限的计算关键在于如何了

4、解本底计数在实践丈量任务中，探测限的计算关键在于如何了解本底计数 。本底计数不能简单的了解为空白本底或空盒本底的丈量计数。不本底计数不能简单的了解为空白本底或空盒本底的丈量计数。不同的丈量方法，其详细含义有着很大的差别，但无论什么丈量方同的丈量方法，其详细含义有着很大的差别，但无论什么丈量方法，它都是计算待测样品净计数时，从总计数中应该扣除的一切法，它都是计算待测样品净计数时，从总计数中应该扣除的一切本底计数。如环境本底、康普顿散射本底、其他核素的干扰等。本底计数。如环境本底、康普顿散射本底、其他核素的干扰等。总总和总和总丈量中的本底计数指的是探测系统对空样品盘丈量的计数丈量中的本底计数指的是

5、探测系统对空样品盘丈量的计数。但该当留意的是当样品厚度较大时，由于样品本身对。但该当留意的是当样品厚度较大时，由于样品本身对、射射线有屏蔽作用，从而使实践丈量时应扣除的本底计数减少，所以线有屏蔽作用，从而使实践丈量时应扣除的本底计数减少，所以 需做适当修正。需做适当修正。1.11.1低程度放射性丈量中的探测限及其计算低程度放射性丈量中的探测限及其计算bMbMLOGO1.1.数据处置数据处置1.1.21.1.2计算：计算：当用液体闪烁计数系统丈量某种当用液体闪烁计数系统丈量某种放射性核素时，放射性核素时， 指的是探测指的是探测系统对不含待测核素的系统对不含待测核素的“纯液体加进闪烁液后所测得的本

6、底计纯液体加进闪烁液后所测得的本底计数。实践上绝对纯的液体是不存在的，因此用这种数。实践上绝对纯的液体是不存在的，因此用这种“纯液体所纯液体所丈量本底所得的探测限比应有的探测限高。丈量本底所得的探测限比应有的探测限高。当用当用HPGeHPGe谱仪分析某种待测核素时，本底计数不但包含空本底净计谱仪分析某种待测核素时，本底计数不但包含空本底净计数，还包括丈量待测样品的康普顿散射本底计数，普通情况下，数，还包括丈量待测样品的康普顿散射本底计数，普通情况下，核素的全能峰满足正态分布，这样可以导出覆盖全能峰时应取的核素的全能峰满足正态分布，这样可以导出覆盖全能峰时应取的谱线本底宽度为谱线本底宽度为2.5

7、4FWHM2.54FWHM半顶峰宽。半顶峰宽。1.11.1低程度放射性丈量中的探测限及其计算低程度放射性丈量中的探测限及其计算bMLOGO1.1.数据处置数据处置放射性丈量，由于核衰变事件本身的统计性和探测器记录粒子放射性丈量，由于核衰变事件本身的统计性和探测器记录粒子的随机性，丈量数据本身也服从统计规律。各次丈量数据总围的随机性，丈量数据本身也服从统计规律。各次丈量数据总围绕其平均值上下动摇，当丈量次数足够多时，放射性丈量数据绕其平均值上下动摇，当丈量次数足够多时，放射性丈量数据依然服从高斯分布。依然服从高斯分布。 对于一次丈量对于一次丈量N N，其规范误差：，其规范误差： 相对规范误差：相

8、对规范误差：1.2 1.2 统计误差统计误差NNNNNNNN1LOGO1.1.数据处置数据处置设在时间设在时间t t内记录了内记录了N N个计数，那么计数率个计数，那么计数率n=N/tn=N/t，根据误差传，根据误差传播播公式，计数率公式，计数率n n的规范误差：的规范误差：计数率的相对误差：计数率的相对误差： 1.2.1 1.2.1 计数率的误差计数率的误差Nntnnnn1/tntNtNn222LOGO1.1.数据处置数据处置由于本底的存在，会使探测器测得的计数添加，所以应将它们由于本底的存在，会使探测器测得的计数添加，所以应将它们扣除，这时，为求得净计数率需求进展两次丈量：第一次在时扣除，

9、这时，为求得净计数率需求进展两次丈量：第一次在时间间tbtb内测得本底计数为内测得本底计数为NbNb，第二次在时间，第二次在时间tsts内测得样品计数内测得样品计数NsNs，净计数率：净计数率：净计数率的规范误差：净计数率的规范误差： 1.2.2 1.2.2 存在本底时误差的计算存在本底时误差的计算bsbstNtNnnnbs0bsbstntntNtNbsbsn220LOGO1.1.数据处置数据处置1.3.11.3.1有效数字的位数和数位：有效数字的位数和数位：当用一个近似数表示一个量值时，通常规定其误差的绝对值不得超当用一个近似数表示一个量值时，通常规定其误差的绝对值不得超 过末尾有效数字的过

10、末尾有效数字的0.5(0.5(只保管一位可疑数字只保管一位可疑数字) )。对某一丈量数据，从该数左边第一个不为零的数字算起到包括零的最末对某一丈量数据，从该数左边第一个不为零的数字算起到包括零的最末一位数字为止的全部数字，都称为有效数字。一位数字为止的全部数字，都称为有效数字。某一数据有效数字的位数是指该数据的有效数字有几位？某一数据有效数字的位数是指该数据的有效数字有几位？数据中某一位有效数字的数位指的是该位数字是个位、十还是百位、？数据中某一位有效数字的数位指的是该位数字是个位、十还是百位、？ 1.3 1.3 丈量数据的有效数字丈量数据的有效数字丈量数据 328103 32.8 3.281

11、0-3 0.050 0.0500 有效数字位数 33323第2位有效数字数位 万位个位小数点后4位 小数点后3位小数点后3位LOGO1.1.数据处置数据处置1.3.21.3.2数字修约规那么数字修约规那么过去过去通常运用通常运用“四舍五入的规那么。四舍五入的规那么。如今如今引荐运用引荐运用“四舍六入五凑偶规那么四舍六入五凑偶规那么: :以被保管数字的末位为基准，以被保管数字的末位为基准，假设遇到它后面的尾数小于假设遇到它后面的尾数小于5(45(4以下以下) )，那么该尾数被舍弃；，那么该尾数被舍弃；假设遇到它后面的尾数大于假设遇到它后面的尾数大于5(65(6以上以上) )，那么末位数进，那么末

12、位数进1 1；假设尾数恰为假设尾数恰为5 5，那么要根据被保管数字的末位数而定。当末尾数，那么要根据被保管数字的末位数而定。当末尾数为奇数时，末尾数进为奇数时，末尾数进1 1；当末尾数为偶数时，尾数；当末尾数为偶数时，尾数5 5被舍弃。被舍弃。 1.3 1.3 丈量数据的有效数字丈量数据的有效数字LOGO1.1.数据处置数据处置 1.3.2 1.3.2数字修约规那么数字修约规那么对一个数据，不应多次修约，只能进展一次性修约。对一个数据，不应多次修约，只能进展一次性修约。有一个实践丈量的数据有一个实践丈量的数据0.811490.81149。取。取4 4位有效数字时，应得位有效数字时，应得0.81

13、150.8115；再再取其取其3 3位时，为位时，为0.8120.812；假设直接由原数据取；假设直接由原数据取3 3位有效数字，那么应为位有效数字，那么应为0.8110.811。3 3位有效数字取位有效数字取0.8110.811是正确的。是正确的。 1.3 1.3 丈量数据的有效数字丈量数据的有效数字原数据 299346 0.00003775 196500 0.002300 取3位有效数字299103 3.7810-5 1.961052.3010-3LOGO1.1.数据处置数据处置1.3.31.3.3数字运算规那么：数字运算规那么：1).1).几个数作加、减运算：几个数作加、减运算： 以小数

14、位数最少的数为基准，其它各数都凑成比该数多以小数位数最少的数为基准，其它各数都凑成比该数多1 1位小数的位小数的数参与运算；运算结果取小数位数最少的位数。例如：数参与运算；运算结果取小数位数最少的位数。例如： 183.4396 183.43960.178290.1782934.534.5183.44183.440.180.1834.534.5218.12218.12218.1218.1； 159.4-83.46-16.41 159.4-83.46-16.4159.5359.5359.559.5。 2).2).几个数作乘、除运算：几个数作乘、除运算： 各数中以有效数字位数最少的数为基准，其它各数

15、都凑成比该数各数中以有效数字位数最少的数为基准，其它各数都凑成比该数多多1 1位有效数字的数参与运算；运算结果取小数位数最少的位数。位有效数字的数参与运算；运算结果取小数位数最少的位数。 1.3 1.3 丈量数据的有效数字丈量数据的有效数字LOGO1.1.数据处置数据处置1.3.41.3.4有效数字位数确实定：有效数字位数确实定：直接丈量读数的有效数字位数取决于丈量设备的精度。丈量读数中，最直接丈量读数的有效数字位数取决于丈量设备的精度。丈量读数中，最多只保管一位可疑数字，这一位可疑数字来源于估计值。多只保管一位可疑数字，这一位可疑数字来源于估计值。在放射性丈量中，射线强度的间接丈量得到的是射

16、线计数，能谱分析中在放射性丈量中，射线强度的间接丈量得到的是射线计数，能谱分析中得到的是特征射线的峰面积，直接读数中都没有可疑数字，全部是有得到的是特征射线的峰面积，直接读数中都没有可疑数字，全部是有效数字。但由此计算出计数率效数字。但由此计算出计数率( (计数计数/ /每秒或计数每秒或计数/ /每分每分) )时，需求思索时，需求思索如何确定有效数字的位数。如何确定有效数字的位数。计算机的运用使计算结果的数字位数大大添加。数字位数多并不阐明丈计算机的运用使计算结果的数字位数大大添加。数字位数多并不阐明丈量结果越准确。有效数字位数应根据对丈量误差的要求来确定。量结果越准确。有效数字位数应根据对丈

17、量误差的要求来确定。1.3 1.3 丈量数据的有效数字丈量数据的有效数字LOGO1.1.数据处置数据处置1.4.11.4.1气溶胶总气溶胶总总总的数据处置的数据处置C:UsersdellDesktopC:UsersdellDesktop苏大苏大 总放总放 气气溶胶总放数据处置溶胶总放数据处置罗奇军罗奇军.xls.xls：1.41.4实践操作中的数据处置实践操作中的数据处置LOGO1.1.数据处置数据处置1.4.21.4.2土壤样品中土壤样品中谱数据分析谱数据分析C:UsersdellDesktopC:UsersdellDesktop苏大苏大gammagamma谱谱谱分析丈量数据记录表谱分析丈量

18、数据记录表-1511003601.xls-1511003601.xls：例如：例如：K-40K-40，对应能量，对应能量14601460、8KeV8KeV1.41.4实践操作中的数据处置实践操作中的数据处置LOGO2.2.谱仪谱仪谱仪的主要组成部分有：探头、前置放大器、主放大器、脉冲幅度谱仪的主要组成部分有：探头、前置放大器、主放大器、脉冲幅度分析器，计算机。分析器，计算机。其框图如下所示：其框图如下所示：2.12.1谱仪的组成部分谱仪的组成部分LOGO2.2.谱仪谱仪采用高纯度的采用高纯度的 P P型型GeGe单晶，一端外表经过蒸发分散或加速器离子注入施主杂质单晶，一端外表经过蒸发分散或加速

19、器离子注入施主杂质( (如如磷或锂磷或锂) )构成构成 N N区和区和 N+ N+，并构成，并构成P-NP-N结。另一端蒸金属构成结。另一端蒸金属构成 P+ P+，并作为入射窗。，并作为入射窗。两端引出电极。带电粒子在半导体探测器的灵敏体积内产生电子空穴对，电子两端引出电极。带电粒子在半导体探测器的灵敏体积内产生电子空穴对，电子空穴对在外电场的作用下漂移而输出信号。空穴对在外电场的作用下漂移而输出信号。在运用时，首先向杜瓦瓶中加灌液氮，使在运用时，首先向杜瓦瓶中加灌液氮，使HPGeHPGe探测器彻底冷却后方能加载高压至探测器彻底冷却后方能加载高压至额定值。用多额定值。用多射线放射源进展能量刻度

20、，用规范放射源进展效率刻度，其中效射线放射源进展能量刻度，用规范放射源进展效率刻度，其中效率刻度比较费时且比较昂贵，由于需求一系列规范源，但对测定放射性核素的活率刻度比较费时且比较昂贵，由于需求一系列规范源，但对测定放射性核素的活度是至关重要的。测试样品时，需将样品放置与效率刻度时一样的位置，且样品度是至关重要的。测试样品时，需将样品放置与效率刻度时一样的位置，且样品盒的大小、材质与效率刻度的规范源一致，从测试样品的能谱中，分析待测核素盒的大小、材质与效率刻度的规范源一致，从测试样品的能谱中，分析待测核素的能峰，得到其计数率，再除以效率和发射几率，即得到待测样品的放射性活度的能峰，得到其计数率

21、，再除以效率和发射几率，即得到待测样品的放射性活度。2.2 HPGe2.2 HPGe探测器的任务原理探测器的任务原理LOGO2.2.谱仪谱仪能量分辨率：对于能量分辨率：对于HPGeHPGe谱仪，分辨率通常用对谱仪，分辨率通常用对Co-60Co-60的的1.33MeV1.33MeV全能全能峰的半宽度表示，典型数据是峰的半宽度表示，典型数据是HWPM=1.9KeVHWPM=1.9KeV探测效率：普通分为绝对效率与本征效率，影响探测效率的主要要素探测效率：普通分为绝对效率与本征效率，影响探测效率的主要要素有几何条件、作用几率探测介质的原子序数越高，探测效率越高有几何条件、作用几率探测介质的原子序数越

22、高，探测效率越高、记录效率。、记录效率。峰总比：指全能峰下的脉冲数与全谱下的脉冲数之比。峰总比：指全能峰下的脉冲数与全谱下的脉冲数之比。峰康比：峰中心道最大计数与康普顿坪内平均计数之比。它阐明了一峰康比：峰中心道最大计数与康普顿坪内平均计数之比。它阐明了一个谱线的峰落在另一个谱线的康普顿坪上能否明晰的表现出来。个谱线的峰落在另一个谱线的康普顿坪上能否明晰的表现出来。本底：主要取决于晶体大小和屏蔽好坏。本底：主要取决于晶体大小和屏蔽好坏。2.3 2.3 谱仪的主要技术目的谱仪的主要技术目的LOGO2.2.谱仪谱仪能量刻度是指确定能谱中多道分析器的道址与能量刻度是指确定能谱中多道分析器的道址与射线

23、能量的关系，也射线能量的关系，也就是利用知能量的就是利用知能量的放射源测出对应能量的峰位，然后做出能量与峰放射源测出对应能量的峰位，然后做出能量与峰位道址的关系曲线。位道址的关系曲线。适用于能量和效率刻度的常用核素及主要参数：适用于能量和效率刻度的常用核素及主要参数： 2.4 2.4 谱仪的能量刻度谱仪的能量刻度LOGO2.2.谱仪谱仪在进展体源刻度时，选择的刻度源必需满足要求，但由于在在进展体源刻度时，选择的刻度源必需满足要求，但由于在分析中分析中，被丈量的介质种类繁多，不能够把每种介质都选择刻度源介质，所，被丈量的介质种类繁多，不能够把每种介质都选择刻度源介质，所以在实践运用中，即使介质差

24、别较大，也可经过自吸收矫正得到较准以在实践运用中，即使介质差别较大，也可经过自吸收矫正得到较准确的结果。确的结果。计算公式如下：计算公式如下：其中其中NN刻度源在能量刻度源在能量E E处的净峰面积；处的净峰面积；T-T-刻度谱丈量的活时间；刻度谱丈量的活时间； f- f-能量为能量为E E的的射线的发射率；射线的发射率；A-A-为刻度源的活度为刻度源的活度 。 2.52.5谱仪的全能峰效率刻度谱仪的全能峰效率刻度AfTNE)(LOGO2.2.谱仪谱仪对于对于HPGeHPGe谱仪，全能峰效率与能量关系常用对数多项式表示：谱仪，全能峰效率与能量关系常用对数多项式表示： 2.5 2.5 谱仪的全能峰效率刻度谱仪的全能峰效率刻度)(ln)ln(10Eanii1.61.82.02.22.42.62.83.03.2-2.2-2.1-2.0-1.9-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4 B EFF2BLog()Log(E)(keV)LOGO3.Cs-3.Cs-分析方法分析方法实