GBT 13181-2024 固体闪烁体性能测量方法

ICS27.120.01代替GB/T13181—2002固体闪烁体性能测量方法国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I V 1 13术语、定义和缩略语 1 1 44通则 54.1测量环境条件 54.2测量系统 54.3测量要求 64.4安全要求 75相对光输出 75.1脉冲法(全吸收峰法或康普顿分布边缘法) 75.2电流法 85.3封装闪烁体的光输出 95.4光输出不均匀性 96相对能量转换效率 6.1脉冲法(全吸收峰法或康普顿分布边缘法) 6.2电流法 7.1测量原理 7.2测量装置 7.3测量步骤 7.4数据处理 8固有脉冲幅度分辨率 8.1测量原理 8.2测量装置 8.3测量步骤 8.4数据处理 8.5封装闪烁体的固有脉冲幅度分辨率 9闪烁光衰减长度 9.1对待测闪烁体的要求 9.2测量原理 Ⅱ9.3测量装置 9.4脉冲法 9.5电流法 9.6其他说明 10.1测量的波长范围 10.2测量原理 10.3测量装置 10.4测量步骤 10.5数据处理 10.6其他测量方法 11.1闪烁衰减时间 11.2余辉 11.3符合分辨时间 12.1测量原理 12.2测量装置 12.3测量步骤 12.4数据处理 13.1测量原理 13.2测量装置 13.3测量步骤 13.4数据处理 15.2测量装置 15.3测量方法 16.1闪烁体阵列的不均匀性 16.2闪烁体阵列的光串扰 附录A(资料性)放射性同位素源主要特征 附录B(资料性)闪烁体标准样品的尺寸 ⅢGB/T13181—2024附录C(资料性)脉冲法测量系统的非线性 附录D(资料性)电流法测量系统的非线性 附录E(资料性)测量系统的不稳定性 VGB/T13181—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T13181—2002《闪烁体性能测量方法》,与GB/T13181—2002相比，除结构调整a)更改了标准适用范围(见第1章，2002年版的第1章)。术语和定义。c)更改了交流供电电压、交流供电频率的标准试验条件(见4.1,2002年版的4.1)。d)更改了对闪烁体标准样品的要求，删除了“符合GB/T4077中的有关规定”,将对闪烁体标准样品尺寸的要求作为一个新增的资料性附录(见4.2.3和附录B,2002年版的4.2.3)。e)更改了“测量系统的不稳定性”的要求(见4.2.6.2,2002年版的4.2.6.3和5.1.2.3)。f)增加了物理量测量重复次数的说明(见4.3.9)。g)更改了“相对光输出”的计算公式(见5.1.4,2002年版的5.1.4)。h)删除了“相对光输出”和“相对能量转换效率”测量方法的数据处理中的测量误差方面的内容(见2002年版的5.1.4、5.2.4和6.4.2)。i)增加了“封装闪烁体的光输出”的测量方法(见5.3)。j)增加了“光输出不均匀性”的测量方法(见5.4)。k)增加了“相对能量转换效率”的脉冲法测量方法(见6.1)。1)删除了“相对能量转换效率”测量方法中关于待测闪烁体与标样的发射光谱不同时应进行修正的内容(见2002年版的6.4.2和附录D)。n)更改了“固有脉冲幅度分辨率”的数据处理方法(见8.4,2002年版的7.4)。o)增加了“封装闪烁体的固有脉冲幅度分辨率”的测量方法(见8.5)。p)更改了“闪烁光衰减长度”的测量方法(见第9章，2002年版的第8章);增加了脉冲法测量方法(见9.4);更改了数据处理的方法(见9.5.2,2002年版的8.1.5)。q)更改了“闪烁衰减时间”的测量方法(见11.1,2002版的第10章),“直接示波法”中增加了对光电倍增管(PMT)的要求(见11.1.2.2.3)、删除了扣除光电倍增管响应时间的内容(见2002年版的10.2.4);删除了“平均波形取样示波法”(见2002年版的10.1.1和10.3)。s)增加了“符合分辨时间”的测量方法(见1t)增加了“辐照硬度”的测量方法(见第12章)。u)增加了“自身放射性水平”的测量方法(见第13章)。w)增加了“闪烁体阵列的不均匀性”和“闪烁体阵列的光串扰”的测量方法(见第16章)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。VGB/T13181—2024本文件由全国核仪器仪表标准化技术委员会(SAC/TC30)本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——1991年首次发布，2002年第一次修订；——本次为第二次修订。1GB/T13181—2024固体闪烁体性能测量方法本文件适用于常用固体闪烁体的性能测量。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB4075密封放射源一般要求和分级GB/T10257—2001核仪器和核辐射探测器质量检验规则GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T28544封装闪烁体光输出和固有分辨率的测量方法3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1由分子退激引起的、持续时间约几微秒或更短的闪光。3.1.2在电离辐射作用下，能以闪烁方式发出光辐射的物质。3.1.3用一定数量的闪烁物质做成适当形状的闪烁探测元件。3.1.4[闪烁体的]入射窗entrancewindow[ofascintillator]闪烁体中使被测的电离辐射容易透过的部分。2GB/T13181—2024[闪烁体的]光学窗opticalwindow[ofascintillator]闪烁体中能让光辐射透出的部分。[来源：GB/T4960.6—封装闪烁体housedscintill被封装在具有反射层和闪烁体的光学窗口容器中的闪烁体。用于光的无明显损失传输的光学器件。[来源：GB/T4960.6—光耦合材料opticalcoupledmaterial为使闪烁体所发的光有效地传输到光敏器件的感光面上，在光学窗与光敏器件窗(光学窗与光导、光导与光敏器件窗)间所填充的物质。闪烁体发射光子的总数与该闪烁体吸收的入射辐射能量之比。[来源：GB/T4960.6—光输出不均匀性nonuniformityoflightoutput闪烁体发射光子的总能量与其吸收的入射能量之比。[来源：GB/T4960.6—[闪烁体的]固有脉冲幅度分辨率intrinsicamplituderesolution[ofascintillator]闪烁探测器的脉冲幅度分辨率扣除光敏器件贡献后的值。闪烁体受单次激发后，发射光的强度下降到其最大值的1/e所需的时间。3GB/T13181—20243.1.15[闪烁体的]余辉afterglow[ofascintillator]闪烁体在电离辐射激发停止后一段时间内持续发光的现象。3.1.16同类型的两个闪烁体被两个同时出现的关联事件激发所产生的两路信号，能够被探测和产生符合3.1.17闪烁光衰减长度lightattenuationlengthofscintillation闪烁光子在闪烁体内经自吸收后衰减为原发光强度的1/e时光子在闪烁体中所通过的路程。3.1.18闪烁体发射的光子数随光子的波长或能量而变化的分布曲线。3.1.19[闪烁体的]吸收光谱absorptionspectrum[ofascintillator]闪烁体的光吸收系数随光子的能量或波长而变化的曲线。[来源：GB/T4960.6—3.1.20[闪烁体的]光子发射曲线photonemissioncurve[ofascintillator]表示闪烁体单次激发所发射光的强度随时间变化的曲线。3.1.21[闪烁体的]辐照硬度radiationhardness[ofascintillator]闪烁体耐受辐照的能力。3.1.22由闪烁体自身材料中的放射性核素衰变导致的计数率。3.1.23探测器效率detectordfficiency探测器测到的光子数或粒子数与同一时间间隔内入射到探测器上的同类型的光子数或粒子数之比。3.1.244GB/T13181—20243.1.25闪烁体对所测能量的中子和对γ光子的探测器效率之比。注：测量时通常使用Co作为γ粒子源。3.1.26[闪烁体的]温度效应temperatureeffect[ofascintillator]闪烁体的基本性能(如相对能量转换效率、光输出或相对光输出、固有幅度分辨率、闪烁衰减时间、发射光谱等)随温度的变化。3.1.27闪烁体阵列scintillatorarray若干个闪烁体单元按照阵列排布组成的多闪烁体单元结构。注：按照线形排布称为一维阵列闪烁体，按照面阵排布称为二维阵列闪烁3.1.28同一个闪烁体阵列上各闪烁体单元之间特性的离散程度。3.1.29闪烁体阵列的光串扰lightcrosstalkofscintillatorarray闪烁体阵列的某一闪烁体单元产生的闪烁光传输到相邻闪烁体单元引起的不期望的信号输出。3.1.30康普顿分布边缘edgeofcomptondistribution能量响应曲线中对应康普顿散射电子能量极大值的位置。3.1.31色温colourtemperature在可见光区，光源的相对辐射功率分布与全辐射体在某一温度下的相对辐射功率分布相同时的该全辐射体的温度。3.1.32当带电粒子在介质中的运动速度超过光在该介质中的速度时所产生的光辐射。3.1.33δ光源lightsourceofδδ函数光源lightsourceofδfunction一种具有有限辐通量和无限窄宽度的脉冲光源。注：通常指光脉冲输出时间小于待测闪烁体闪烁衰减时间的1/3的光源。δ函数常称为冲激函数。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。CCD:电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice)CMOS:互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)MPPC:多像素光子计数器(Multi-PixelPhotonCounter)PMT:光电倍增管(PhotomultiplierTube)PS-PMT:位置灵敏光电倍增管(PositionSensitivePhotomultiplierTube)5Si-PDA:硅光电二极管阵列(SiliconPhoto-DiodeArray)SiPM:硅光电倍增管(Siliconphoto4通则影响量参考条件标准试验条件环境温度20℃±2℃相对湿度50%～75%大气压86kPa～106kPa交流供电电压220(1±10%)V交流供电频率50Hz±1Hz交流供电波形正弦波波形总畸变<5%环境γ辐射空气比释动能率0.1pGy/h空气比释动能率≤0.25μGy/h外磁场干扰可忽略小于引起干扰的最低值注：不影响闪烁体性能测量的前提下，在与表1中所列出的相近条件下进行。d)高压电源；注：根据所测项目的不同，选择除PMT之外的、其他适用的光敏器件，这在相应测量方法的测量装置部分具体描述。有些性能的测量，既能采用PMT,也能根据具体应用需求、待测闪烁体的发射光谱特性等选择其他合适的光敏器件，本文件中主要描述采用PMT的方法与要求，当采用其他光敏器件时，相应要求参照PMT,并在给出结果时说明所用的光敏器件类型。6GB/T13181—2024分析器辐射源PMT4.2.2.2辐射源的能量分散对待测参数的影响应可忽略不计。4.2.2.3需用多准直孔或单准直孔α源时，孔的直径应不超过准直器的厚度(孔的直径宜为3mm),多孔准直器孔轴的间距应不小于孔直径的两倍。4.2.2.4测量宜使用的放射性同位素源及其主要特性见附录A。闪烁体标准样品(以下简称为标样)的确定和选取应符合GB/T10257—2001中6.1.5的有关规定。标样(不含封装容器)的尺寸见附录B。所用标样宜为与待测闪烁体同种类型且制作和结构相同的闪烁体，标样及待测闪烁体用单能的同类辐射激发。4.2.4PMT4.2.4.1PMT和闪烁体应置于光屏蔽外壳之内。必要时可以在PMT与闪烁体之间置入光导。允许将高压分压器及匹配级置于光屏蔽外壳之外。4.2.4.2PMT高压分压器电流应比PMT平均阳极电流大10倍以上。4.2.4.3脉冲工作状态时，PMT输出回路的时间常数(包括放大器的输入电容在内)宜在1μs~10μs,以不影响测量结果为准。电源应稳定，高压电源的不稳定性应优于0.1%,纹波和噪声(峰-峰值)应不大于30mV。4.2.6.1测量系统的非线性应不大于3%。脉冲法测量系统的非线性测量方法见附录C。电流法测量系统的非线性测量方法见附录D。4.2.6.2测量系统的不稳定性，应不大于3%。不稳定性的测量方法见附录E。测量过程中对稳定性的检测应每工作不超过7h测一次。当不稳定性超出要求，则前一次检测及之后的测量数据应遗弃。7GB/T13181—20244.3.2光学窗与PMT窗口之间应加合适的光耦合材料。具有光致发光特性的闪烁体，测量前的耦合及其他各种操作，应注意避免或减少光的照射，受光照射后应长时间蔽光后再进行测量，保证测量结果不受光致发光的影响。4.3.3测量前，PMT应加高压预热，直至达到正常稳定工作状态。4.3.4所有参数的测量应在闪烁体与PMT蔽光的环境中进行。4.3.5γ与X射线点源应置于闪烁体的轴线上，辐射源与入射窗的距离应不小于闪烁体直径或对角线长度的两倍。α、β源应直接置于入射窗面上。如使用其他放置方式应在给出测量结果时标明。4.3.6PMT的有效探测面积宜不小于光学窗面积。PMT的有效探测面积小于光学窗面积时，应使用光导或由多只PMT组成的PMT阵列。4.3.7应按以下要求测量脉冲幅度谱。a)使用总道数不少于256道的多道脉冲幅度分析器，分析器的道宽应小于对应全吸收峰位或康普顿分布边缘脉冲幅度的1%。宜将全吸收峰位或康普顿边缘调至总道数2/3处附近。b)计数率不大于3×10³s-¹,可通过调整辐射源与探测器之间的距离或选取适当活度的辐射源达到。c)保证谱中对应全吸收峰位或康普顿边缘所在道的计数不小于3×10³。当选用其他值时，应在给出测量结果时标明。4.3.8测得的脉冲幅度谱，可根据需要进行拟合、平滑处理，确定全吸收峰位或康普顿边缘的脉冲幅度、峰的半高宽等测量值时，如有必要可采取插值法。4.3.9对每个测量的物理量，宜重复测量3次，取平均值。4.4安全要求4.4.1所用辐射源应符合GB4075的要求。4.4.2所有与使用辐射源相关的工作，应遵守GB18871中规定的原则。4.4.3所有测量设备均应接地。5相对光输出5.1脉冲法(全吸收峰法或康普顿分布边缘法)5.1.1测量原理单能γ辐射射入闪烁探测器，其输出脉冲幅度的分布，主要由康普顿分布及全吸收峰(低原子序数的闪烁体除外)等谱段组成。脉冲法以全吸收峰或康普顿分布边缘幅度作为判定光输出的量度。首选全吸收峰法，在全吸收峰不易获得时，采用康普顿分布边缘法。待测闪烁体与标样相比得到相对光输出。5.1.2测量装置5.1.2.1工作于脉冲状态的闪烁体性能测量装置，其方框图见图1。5.1.2.2选用的PMT,其阳极灵敏度不均匀性(按待测闪烁体最大直径所对应的面积考虑)应不超5.1.2.3辐射源的类型根据闪烁体特性与使用要求选定。5.1.3测量步骤5.1.3.1将标样与PMT耦合。85.1.3.2标样与PMT蔽光，然后给PMT加高压。5.1.3.3放置辐射源。允许将辐射源置于光屏蔽外壳内。5.1.3.4测量脉冲幅度谱，确定全吸收峰位或康普顿分布边缘的脉冲幅度值Vs.o。对应康普顿分布边缘的脉冲幅度值由分布高度Nmax的1/2确定(见图2)。N图2脉冲幅度分布的康普顿分布边缘图5.1.3.5在测量条件不变的情况下，将标样更换为待测闪烁体后重复步骤5.1.3.1～5.1.3.4,计算对应全吸收峰位或康普顿边缘脉冲幅度的值V。5.1.4数据处理相对光输出S按公式(1)计算：…………S待测闪烁体的相对光输出，单位为相对单位；V——待测闪烁体的全吸收峰位或康普顿分布边缘的脉冲幅度值，单位为道；V₀———装置转换特性原点，单位为道；标样的全吸收峰位或康普顿分布边缘的脉冲幅度值，单位为道；S。——标样相对光输出的标称值，单位为相对单位。5.2电流法5.2.1测量原理根据闪烁体的类型选用一种能量的电离辐射，激发标样及待测闪烁体，比较闪烁光导致的PMT阳极电流。待测闪烁体与标样相比得到相对光输出。5.2.2测量装置5.2.2.1工作于电流状态的闪烁体参数测定装置，参见图D.1。5.2.2.2辐射源的类型根据闪烁体特性与使用要求选定。使用的辐射源要足够强，使测量时的阳极输出电流达到其本底电流的5倍以上。5.2.3测量步骤5.2.3.1将标样置于PMT窗口，在标样光学窗及PMT窗口之间置入不透光纸屏，屏的直径应等于9GB/T13181—2024PMT窗口直径。5.2.3.2标样与PMT蔽光，然后给PMT加高压。5.2.3.3放置辐射源。允许将源置于光屏蔽外壳内。5.2.3.4测量PMT的本底电流Ib。5.2.3.5退去高压，撤出不透光纸屏，将标样置于PMT入射窗上。5.2.3.6标样与PMT蔽光，然后给PMT加高压。5.2.3.7放置辐射源，其几何条件应与测本底电流时相同。5.2.3.8测量PMT阳极电流I。。5.2.3.9将标样更换为待测闪烁体后重复5.2.3.5～5.2.3.8步骤，测出PMT阳极电流I。5.2.4数据处理待测闪烁体的相对光输出S按公式(2)计算： (2)式中：S——待测闪烁体的相对光输出，单位为相对单位；I——用待测闪烁体时，PMT的阳极电流，单位为安培(A);Ib——PMT的本底电流，单位为安培(A);5.3封装闪烁体的光输出封装闪烁体的光输出测量按GB/T28544中描述的方法进行。5.4光输出不均匀性5.4.1测量原理及测量方法分类5.4.1.1测量原理：准直的单能γ源照射大尺寸闪烁体的不同位置时，用光敏器件测量闪烁体的相对光输出，以其最大值与最小值之差与2倍平均值的比值来衡量闪烁体光输出不均匀性。5.4.1.2测量方法分类：考虑到所测闪烁体的几何形状、表面处理条件(如抛光)、光反射材料及反射层制作、测量点(准直γ源照射的位置)的选取及光敏器件的放置位置等的差别，对测量结果都有影响，5.4.2、5.4.3、5.4.4分别按3种不同情况描述相应的测量方法。给出测量结果时应标明所测闪烁体的相应测量条件。5.4.2长条状闪烁体5.4.2.1适用的待测闪烁体样品本方法适用于大尺寸长条状的闪烁体。5.4.2.2测量装置5.4.2.2.1大尺寸长条状闪烁体的光输出不均匀性测量装置方框图见图3。激发位置准直7源移动装置步进电机闪烁体放大器图3大尺寸长条状闪烁体的光输出不均匀性测量装置方框图5.4.2.2.2光敏器件及耦合：待测闪烁体的一个端面耦合至光敏器件。光敏器件的有效面积应接近或略大于待测闪烁体的光学窗，如果光敏器件的有效面积较小，可使用锥形光导进行耦合。如使用PMT作为光敏器件，其应符合5.1.2.2的要求。待测闪烁体的距离(D₂),应保证使待测闪烁体被辐照区域的直径不大于所选测量点的最小间距；宜采5.4.2.2.4准直源可放置在能够沿与待测闪烁体长轴线平行的方向平移的滑道上。对于棱柱形闪烁体，沿长轴线方向有宽面和窄面之分时，准直源应从宽面的中心轴处入射。5.4.2.3测量步骤5.4.2.3.1确定测量点：测量点应沿闪烁体长轴方向均匀排布，测量点的数量和具体排布可根据待测闪烁体的总长度与实际应用需求确定、总数应不少于5个。最靠近光学窗一端的为第一个测量点，与光敏器件窗口间的垂直距离应小于待测闪烁体横截面的直径(或对角线长度)。5.4.2.3.2放置准直源至第一个测量点。5.4.2.3.3待测闪烁体与光敏器件蔽光，然后让光敏器件上电工作。5.4.2.3.4进行能谱采集，采集完成后，计算峰值道址。5.4.2.3.5将准直源沿滑道平移，依次在每个测量点上测出峰值道址。5.4.2.4数据处理每个测量点上测得的峰值记为A',减去装置转换特性原点V。后的峰值记为A;(i=1,2,…,n;n≥5),按公式(3)计算闪烁体相对光输出不均匀性Us:式中：Us—闪烁体光输出不均匀性，用百分数(%)表示；Amax——A;中的最大值，单位为道；Amin——A;中的最小值，单位为道；Aaver——所有A;的平均值，单位为道。GB/T13181—2024图4光学窗在侧面的大尺寸板状闪烁体的光输出不均匀性测量装置具体排布可根据待测闪烁体的尺寸大小以及实际应用需求确定。5.4.3.3.2按选取好的测量点放置准直源，使准直孔对准待测闪烁体测量点的中心。宜首先从待测闪烁体的中心位置开始。5.4.3.3.3待测闪烁体与光敏器件蔽光，然后让光5.4.4.2.1光学窗在正面的大尺寸板状闪烁体的光输出不均匀性的测量装置方框图见图5。GB/T13181—2024图5光学窗在正面的大尺寸板状闪烁体的光输出不均匀性测量装置5.4.4.2.2光敏器件及耦合：待测闪烁体大尺寸表面的其中一侧为出光面，光敏器件与待测闪面的不同位置(即测量点)进行耦合。5.4.4.2.4准直源置于待测闪烁体出光面的对侧，可在与待测闪烁体表面平行的平面上平移。布可根据待测闪烁体的尺寸大小以及实际应用需求确定。待测闪烁体出光面为圆形或方形的测量点的选取方式可见图6。5.4.4.3.2按选取好的测量点，将光敏器件耦合至待测闪烁体出光面的某一测试位置上(宜首先从中心位置开始)。光敏器件的有效区域直径应不大于相邻测试点的中心间距。图6光学窗在正面的大尺寸板状闪烁体的光输出不均匀性测量测试点选6相对能量转换效率6.1脉冲法(全吸收峰法或康普顿分布边缘法)的闪烁体除外)等谱段组成。脉冲法以全吸收峰位或康普顿分布边缘幅度作为判定能量转换效率的量能量转换效率。测量装置同5.1.2。将待测闪烁体与标样发出的闪烁光照射PMT窗口而产生的阳极电流进行对比。6.2.2.1测量装置的方框图见图D.1。6.2.2.2使用⁰Sr-90Yβ源。源置入由3mm厚的有机玻璃板制成的圆盘的中心孔内。圆盘的直径等于PMT光阴极的直径。孔的直径等于辐射源的直径。孔的另一面用1mm厚的铅塞盖住。圆盘的侧GB/T13181—2024面和孔的侧面涂黑。6.2.3测量步骤6.2.3.1圆盘与PMT耦合，使源的活性面背向PMT光阴极。6.2.3.2PMT与源蔽光，然后给PMT加高压。6.2.3.3测量PMT本底电流Ib。6.2.3.4把标样耦合到圆盘上。使β辐射从光学窗激发闪烁体。6.2.3.5标样与PMT蔽光，然后给PMT加高压。6.2.3.6测量PMT的阳极电流I₀。6.2.3.7将标样更换为待测闪烁体后重复步骤6.2.3.4～6.2.3.6,测量PMT的阳极电流I。6.2.4数据处理……式中：η——待测闪烁体的相对能量转换效率，用百分数(%)表示；I——用待测闪烁体时，PMT的阳极电流，单位为安培(A);Ib——PMT的本底电流，单位为安培(A);I用标样时，PMT的阳极电流，单位为安培(A);y0——标样相对能量转换效率的标称值，用百分数(%)表示。7.1测量原理的内转换电子照射闪烁体，测量出两种情况下相对能量转换效率进行对比。7.2测量装置7.2.1测量装置同5.1.2。7.2.2闪烁体为裸露的。7.2.3α辐射源测试时，闪烁体和辐射源应置于真空(真空度通常在1Pa数量级水平)内。7.3测量步骤7.3.1将待测闪烁体与PMT耦合。7.3.2放置辐射源，宜使辐射源置于闪烁体的中轴线上，并紧贴闪烁体表面。7.3.3闪烁体与PMT蔽光，然后给PMT加高压。7.3.4测量脉冲幅度谱，确定脉冲幅度。在真空室内测量α辐射源时的脉冲幅度V.;在与α辐射源测量的相同条件下(除真空外),测量137Cs的内转换电子时的脉冲幅度V。7.4数据处理α-β比Ra,g按公式(5)计算：减光减光器GB/T式中：待测闪烁体的α-β比；V。——待测闪烁体在α粒子照射时的脉冲幅度，单位为道；V——装置转换特性原点，单位为道；Vg——待测闪烁体在β粒子照射时的脉冲幅度，单位为道；E。——α辐射源(210Po)的特征能量，单位为千电子伏(keV);Ep——单能β粒子(1³7Cs的内转换电子)的特征能量，单位为千电子伏(keV)。8固有脉冲幅度分辨率8.1测量原理通过测量闪烁探测器的脉冲幅度分辨率并扣除PMT的固有脉冲幅度分辨率贡献，得出待测闪烁体的固有脉冲幅度分辨率。8.2测量装置8.2.1测量闪烁探测器脉冲幅度分辨率装置方框图同图1。测量PMT的固有脉冲幅度分辨率装置的方框图见图7。PMT阳极时间常数应比光脉冲的持续时间和闪烁衰减时间大得多。8.2.3所用的脉冲光源，其光谱宜尽可能等效于相应的射线激发闪烁体的闪烁光。光源发光的稳定性(幅度一致性)应对测量结果的影响可忽略。光源应置于使PMT光阴极均匀受照的位置。光源发光应足够强，测量时可通过调节减光器的透射率改变入射到PMT光阴极的光子数，使输出的脉冲幅度分布的峰值与辐射源激发待测闪烁体产生的全吸收峰位在同一道数上。光脉冲持续时间应与辐射源激发待测闪烁体的信号相近，重复频率1kHz。滤光片PMT析器PMT图7PMT的固有脉冲幅度分辨率测量装置方框图8.3测量步骤8.3.1测量闪烁探测器的脉冲幅度分辨率8.3.1.1将待测闪烁体与PMT耦合。8.3.1.2用辐射源照射待测闪烁体。8.3.1.3测出闪烁探测器的脉冲幅度谱，得出全吸收峰值Vp及其半高宽VFWHM。8.3.2测量PMT的固有脉冲幅度分辨率8.4数据处理8.4.1按公式(6)计算闪烁探测器的脉冲幅度分辨率Rp: (6)Rp——闪烁探测器的脉冲幅度分辨率，用百分数(%)表示；VFWHM——脉冲幅度分布谱中全吸收峰的半高宽，单位为道；Vp——脉冲幅度分布谱中全吸收峰值，即峰位幅度值，单位为道；V₀——装置转换特性原点，单位为道。8.4.2按公式(7)计算PMT的固有脉冲幅度分辨率Rr: (7)Rr——PMT的固有脉冲幅度分辨率，用百分数(%)表示；VFWHM——脉冲幅度分布谱中峰的半高宽，单位为道；V₀——-装置转换特性原点，单位为道。8.4.3由公式(8)计算待测闪烁体的固有脉冲幅度分辨率R₁:R₁=√R?一R²………(8)R₁——待测闪烁体的固有脉冲幅度分辨率，用百分数(%)表示；Rp——闪烁探测器的脉冲幅度分辨率，用百分数(%)表示；RT———PMT的固有脉冲幅度分辨率，用百分数(%)表示。8.4.4给出待测闪烁体的固有脉冲幅度分辨率R,结果时，应同时给出RT。8.4.5经刻度后脉冲幅度与能量成线性关系时，脉冲幅度分辨率可转换为能量分辨率。8.5封装闪烁体的固有脉冲幅度分辨率封装闪烁体的固有脉冲幅度分辨率测量方法按GB/T28544中的规定进行。9闪烁光衰减长度9.1对待测闪烁体的要求圆柱形的棒状闪烁体，其横截面积小于2cm²,长度不小于其横截面直径的3倍；表面抛光处理。9.2测量原理闪烁光在闪烁体内传输时，由于光的吸收、散射等原因，光脉冲将逐渐减弱，随着传输距离遵守指数衰减规律，见公式(9):GB/T13181—2024Y(x)——与射线照射闪烁体内某一点相距x处的光子数；Y₀——射线照射闪烁体内某一点时产生的光子数；在不同的照射点，以准直的β粒子束或γ光子束照射待测闪烁体，产生闪烁光照射PMT入射9.3.2待测闪烁体远离PMT的端面涂黑。9.3.3待测闪烁体的光学窗耦合至PMT窗口，其轴线与PMT的轴线一致。9.3.4带准直器的γ辐射源(脉冲法)。采用“电流法”时，用90Sr-90Yβ源，其活度宜为1×10⁸Bq左右，置于3mm厚有机玻璃与2mm厚铅作成的准直器内。辐射源准直器的孔径宜为3mm。9.3.5准直器放置在可沿与待测闪烁体轴线平行的方向平移的滑道上。准直器的铅层临近待测闪烁9.4.1测量步骤9.4.1.1放置辐射源，使照射点至PMT窗口的垂直距离D;(i=1)小于待测闪烁体横截面的直径。9.4.1.2待测闪烁体与PMT蔽光，然后给PMT加高压。9.4.1.3测量脉冲幅度谱，确定对应全吸收峰位或康普顿分布体的总长度。测量点总数应不少于8个，且最后一个测量点至涂黑端面的距离应不小于20mm。在每个测量点(至PMT窗口间的垂直距离D;)上测出V;(i=2,3,…,n;n≥8)。9.4.1.5将闪烁体顶端涂黑料去掉，倒转闪烁体(即闪烁体从正位改为反转位),将另一端涂原点。9.5.1.1在待测闪烁体的光学窗与PMT窗口之间置入不透光纸屏。屏的直径等于PMT窗口的直径。9.5.1.2放置带辐射源的准直器，使照射点至PMT窗口的垂直距离D,(i=1)小于待测闪烁体横截面GB/T13181—20249.5.1.3待测闪烁体与PMT蔽光，然后给PMT加高压。9.5.1.4测量PMT的本底电流Ib。9.5.1.6待测闪烁体与PMT蔽光，然后给PMT加高压。9.5.1.7测量PMT阳极电流I;(i=1)。体的总长度。测量点总数应不少于8个，且最后一个测量点至涂黑端面的距离应不小于20mm。在每个测量点(至PMT窗口的垂直距离D,)上测出PMT的阳极电流I;(i=2,3,…,n;n≥8)。9.5.2.3将L。和Lb取平均值，得出闪烁体的闪烁光衰减长度L。本方法限于测量发射光波长范围在300nm～900nm的发射光谱。发射光波长在300nm以下发注：氟化钡闪烁体的发射光谱短波峰为220nm,其测量适合在同步辐射加速器窗口上进行。10.2测量原理发射光谱测量采用比较光谱法。用国家计量部门标定的2856K标准色温灯作为已知光谱辐射能10.3.1发射光谱测量装置方框图见图8。GB/T13181—2024反射镜激发单色仪PMT光屏蔽图8发射光谱测量装置方框图10.3.2发射光谱测量装置由激发光源、激发单色仪、样品室、分析单色仪和PMT组成。10.3.3激发光源可以选用高压汞灯、氙灯、氘灯、氢灯或钨丝灯。激发光源的选择由待测闪烁体的吸收光谱决定。10.3.4激发单色仪宜用紫外至可见光范围的单色仪；用以从激发光源中分出与待测闪烁体吸收波长相同的光激发待测闪烁体，除去光源中与待测闪烁体发射波长重叠的光，减少对发射光谱测量的影响。常用闪烁体发射光谱测量激发波长和对待测闪烁体样品的要求见表2。表2常用闪烁体发射光谱测量激发波长和待测闪烁体样品的要求闪烁体激发波长对测量样品的要求NaI(Tl)样品封装在石英容器内CsI(Tl)240300样品加工成1cm×1cm×4cm规格，相邻的两个长方形的面抛光BGOZnS(Ag)将ZnS(Ag)喷涂在有机玻璃衬片上玻璃闪烁体样品加工成1cm×1cm×4cm规格，相邻的两个长方形的面抛光塑料闪烁体260365样品加工成1cm×1cm×4cm规格，相邻的两个长方形的面抛光10.3.5样品室应严格蔽光、避免杂散光进入分析单色仪。10.3.6分析单色仪波长范围应从紫外至近红外。10.3.7选用宽光谱响应的石英窗PMT。10.4测量步骤10.4.1分析单色仪波长标定的校正：利用图8所示装置，去掉闪烁体，在原闪烁体的位置上放置一面反射镜，与入射光和出射光均成45°角。去掉激发单色仪，将高压汞灯的光入射到反射镜上，用波长为253.7nm、334.1nm、435.8nm、546.1nm和690.7nm的单线光谱校正分析单色仪的波长标定。10.4.2分析单色仪和PMT测量装置相对光谱灵敏度的标定：用2856K标准色温灯作为光源，代替高压汞灯，将2856K标准色温灯的光入射到反射镜上，进入分析单色仪分光后到达PMT,给出波长为λ的光在PMT上引起的输出电流I₀(λ)。按公式(10)计算测量装置对波长为λ的光的光谱灵敏度GB/T13181—2024式中：I₀(λ)———波长为λ的光在PMT上引起的阳极输出电流，单位为安培(A);E₀(λ)——2856K标准色温灯发射的波长为λ的光的辐射能量，单位为瓦(W)。10.4.3将闪烁体放置在图8所示的样品室，按表2选择合适的光源，并用激发单色仪分出闪烁体激发波长的光激发闪烁体。闪烁体的发光进入分析单色仪按波长进行扫描，测出PMT对应的阳极电流I(λ)。10.5数据处理按公式(11)计算闪烁体的辐射能量E(λ)。E(λ)=I(λ)/S(λ) (11)式中：I(λ)——闪烁体发射波长为λ的光在PMT上引起的阳极输出电流，单位为安培(A);S(λ)——测量装置对波长为λ的光的光谱灵敏度，单位为安培每瓦(A/W)。闪烁体辐射能量按波长的分布即为发射光谱。发射光谱曲线最大值对应的波长即为最强发射波长。明测量所用光谱仪的类型和测量条件。11.1.1.3PMT应处于线性工作状态，其渡越时间分散应明显小于待测闪烁体的闪烁衰减时11.1.1.4在PMT最后几个倍增极间的分压电阻上应并有旁路电容，PMT极间电压分布应同时满足线性和快时间两个特点。11.1.1.5应选用特性阻抗为50Ω的高频电缆接头和延时电缆，其长度宜不大于50cm,输出端要达到11.1.1.6输出回路的负载电阻R宜为50Ω。11.1.1.7使用的辐射源要足够强，能使闪烁体有足够的光子数入射到PMT的光阴极，以便在示波器中扣除测量装置响应时间的影响。GB/T13181—2024闪烁体与PMT耦合后，PMT光阴极入射光子通工作状态下，其输出电流与入射光子通量也成线性关系，测量闪烁体单次激发后PMT输出电流随时间的分布(电流脉冲)即可得到光子发射曲线，由曲线求出闪烁衰减时间t。将PMT输出的电流脉冲经过一适当的RC网络加到示波器上，直接用示波器观察并记录PMT输RC应不大于t的1/5,示波器给出以指数t衰减的波形，从波形的后沿求出t。此方法要求示波器和PMT的时间响应足够快、对测量结果的影响可以忽略。11.1.2.2.1直接示波法测量闪烁衰减时间的测量装置方框图见图9。电容C为PMT的阳极分布电高压放射源待测闪烁体C图9直接示波法测量闪烁衰减时间的测量装置方框图体闪烁衰减时间的1/5。11.1.2.2.3PMT的时间特性应足够快，其响应时间应小于待测闪烁体闪烁衰减时间的1/3、宜小于待测闪烁体闪烁衰减时间的1/5。11.1.2.2.4根据所测闪烁体的种类选择不同的辐射源。测γ的闪烁体宜选用"Co或1³Cs辐射源，测α11.1.2.3.1按图9连接测量设备，将待测闪烁体耦合到PMT的窗口上，蔽光后给PMT加高压。11.1.2.3.2在示波器上调出P在波形起始点至后沿部分的亮线中心均匀取若干数据(不少于5个),按最小二乘法拟合求出闪烁衰减时间常数t,其拟合函数见公式(12)。22GB/T13181—2024通过几率分布由计数给出。在此方法中，光敏器件及显示记录系统的模拟特性不直接影响测量结果。此种方法测量要通过两个PMT(以下称为PMT1和PMT2)同时工作来实现。闪烁体与PMT1让闪烁体发出的光到达PMT2之前得到减弱，使PMT2在每次受激发后产生一个光电子的几率小于1(即工作在单光子状态),在这种状态下，PMT2在闪烁体受激后的t时刻产生一个光电子的几率与该时刻的发光强度I成正比。通过测量该几率分布得到光子发射曲线，进而得出闪烁衰减时间常数t。11.1.3.2.1单光子法测量闪烁衰减时间的测量装置方框图见图10,两个PMT均具有快时间特性，其中PMT2的电压分布要使其具有最大的倍增系数和最快的上升时间，PMT1的电压分布使输入光脉放射源放射源PM[T1中性滤光片符合延时定标器定标器多道脉冲幅度分析器道脉冲幅时间幅度变换器恒比定时甄别器光导高压高压样品FMT2图10单光子法测量闪烁衰减时间的测量装置方框图起始信号和停止信号之间的时间间隔，将时-幅变换器的输出信号送入多道脉冲幅度分析器选道存贮。GB/T13181—2024别器用于减少探测器输出脉冲幅度的涨落所引起的定时误差。11.1.3.2.4测量装置需进行时标标定。其方法是将PMT1的输出信号分成两路分别接到时-幅变换理得到道数与时间的标定系数。11.1.3.3.2将待测闪烁体耦合到PMT1的窗口上，蔽光，给PMT1和PMT2加上高压。分别测量PMT1和PMT2两个通道给出的计数率，调节中性滤光片，使PMT2通道的计数率约为PMT1通道计数率的5%。11.1.3.3.4当起始信号和停止信号的时间差小于时-幅变换器的最小时间间隔时，适当加长停止输入端的外接电缆线。法进行拟合，在所拟合的曲线上只考虑一种衰减成分(一般其他组分可忽略),拟合函数形式如公式(12)所示。求出t即为未扣除装置的响应时间的闪烁衰减时间。在装置的响应时间对测量结果的影响可忽图见图11。方法是将°Co源置于两个PMT之间，在PMT2上耦合有机玻璃切伦科夫辐射体，利用0Co源发出的两个级联γ射线，同时激发PMT1上的闪烁体和PMT2上的切伦科夫辐射体(即切伦科喑室喑室6CoPMT1停止信号PMT2将PMT1通道的信号送入时-幅变换器起始道，PMT2通道的信号送入时-幅变换器停止道，测δ将装置的响应分布曲线与11.1.3.3测出的谱解反卷积分，即可得到扣除装置的响应时间之后的闪烁体光子发射曲线，按此曲线求出闪烁体的闪烁衰减时间ts。XX射线控制器计算机及软件闪烁体信号处理电路X射线源图12余辉测量装置方框图图13。GB/T13181—202411.2.5数据处理待测闪烁体在X射线关断后t时间点的余辉量值按公式(13)计算： (13)式中：A,(t)t时间点的余辉值，用百分数(%)表示；t——X射线源关断后的时间点，单位为毫秒(ms);I——X射线源关断后t时间点光敏器件信号输出值，单位为相对单位；Iof——X射线关闭状态下光敏器件的信号输出值，单位为相对单位；IonX射线源开启时光敏器件的信号输出值，单位为相对单位。在给出闪烁体在X射线关断后t时间点的余辉量值时，应标明所用X射线源的管电压、管电流的参数设置。XX射线打开时，闪烁体被激发lenIb-5000r(X射线关断后的7时刻)X射线关闭后X射线图13余辉测试过程光输出变化曲线示意图11.3符合分辨时间11.3.1测量原理两个待测闪烁体分别与光敏器件耦合，产生级联γ射线的正电子湮灭源置于两个闪烁体之间；级联γ射线同时激发两个闪烁体，使光敏器件输出电脉冲信号；测量两路符合脉冲信号的时间间隔的分布曲线，曲线的半高宽即为两路脉冲信号的符合分辨时间。从中扣除测量装置本身的符合分辨时间，即为两个待测闪烁体的符合分辨时间。GB/T13181—202411.3.2.1符合分辨时间测量装置方框图见图14,可选用分立的核电子学设备组成，也可使用集成的实现同样功能的电路；恒比定时也可用其他高定时精度的方法代替。同样，也可使用其他能实现两路信号时间间隔分布测量的装置。后作为时-幅变换器的停止信号。时-幅变换器的输出信号幅度正比于起始信号和停止信号之间的时间间隔，此输出信号进入多道脉冲幅度分析器选道存贮。经多次激发测量后，可得到两路信号时间间隔的分布曲线。11.3.2.4测量装置需进行时标标定。方法是将其中一路的定时输出信号分为两路，分别接到时-幅变换器的起始输入端和停止输入端，将一组已知的精密延迟时间电缆依次插接到停止信号端前边，以改变起始信号与停止信号的时间间隔，在多道脉冲幅度分析器上得到相应的一组道址，用最小二乘法进行数据处理得到道数与时间的标定系数。11.3.2.5测量装置应具有好的分辨时间(小于所测闪烁体的符合分辨时间)。光敏器件宜选用具有快时间特性的SiPM/MPPC或渡越时间分散小的PMT,其匹配电路应使输出信号具有较快的时间特性；选用特性阻抗为50Ω的高频电缆接头和延时电缆，输出端要达到良好的匹配；采用短连线，以使分布参量尽量小。11.3.2.6当所测闪烁体的符合分辨时间与测量装置的分辨时间可比拟时，应在测量结果中扣除测量装置分辨时间的影响。电源电源延时恒比定时停止时间幅度开始电源图14符合分辨时间测量装置方框图11.3.3.1按图14连接测量装置。11.3.3.3设置合适的延时时间，使起始信号和停止信号的时间间隔大于时-幅变换器要求的最小时间GB/T13181—2024间隔。11.3.3.4用多道脉冲幅度分析器，测量两路脉冲信号的时间间隔的分布曲线，峰区半高宽内的总计数应不少于50000。11.3.4数据处理11.3.4.1根据多道脉冲幅度分析器采集的分布曲线，按道数与时间的标定系数，计算出曲线半高宽所代表的时间，即两路信号的符合分辨时间Tm。11.3.4.2对两路信号的符合分辨时间Tm,从中扣除测量装置的符合分辨时间T。,即可得到两个待测闪烁体的符合分辨时间T。,按公式(14)计算。T₃=√T²一T?………(14)式中：T₅——闪烁体的符合分辨时间，单位为皮秒(ps);Tm——两路信号的符合分辨时间，单位为皮秒(ps);Te——测量装置的符合分辨时间，单位为皮秒(ps)。11.3.4.3测量装置的符合分辨时间T。的测量方法是：去掉待测闪烁体，使用δ光源同时照射测量装置的两路光敏器件。此时，两路输出脉冲信号之间的时间间隔的分布曲线，其半高宽所代表的时间即为测量装置本身的符合分辨时间Te。可以用Coγ源激发有机玻璃切伦科夫辐射体作为δ光源。将°Co源置于两个光敏器件之间，利用Co源发出的两个级联γ射线，同时激发两个光敏器件上耦合的切伦科夫辐射体。两路光敏器件输出信号分别送入时-幅变换器的起始输入端和停止输入端，用多道脉冲幅度分析器采集时-幅变换器的输出信号，得两路信号的时间间隔的分布曲线，曲线的半高宽即为Te。12辐照硬度12.1测量原理通过测量、比较闪烁体经受一定剂量辐照前后的相对光输出变化来评价辐照硬度。12.2测量装置12.2.1待测闪烁体样品厚度应不大于25mm,不包裹反射材料、也不进行封装。12.2.2闪烁体受辐照前后的相对光输出测量装置见5.1.2或5.2.2。12.2.3辐照装置根据待测闪烁体材料质量吸收系数选用，例如X射线源、电子加速器或137Cs、°Co辐射源等；应确保待测闪烁体样品的有效体积都受到充分的辐照。12.2.4辐照剂量率和累积吸收剂量的测量可使用辐射剂量计，例如丙氨酸剂量计、重铬酸银剂量计或其他辐射剂量测量装置。12.3测量步骤12.3.1按照5.1或5.2的方法对待测闪烁体样品进行相对光输出S的测量。12.3.2将待测闪烁体样品置于辐照装置中接受一定累积剂量(宜为100Gy)的辐照。12.3.3经过辐照的闪烁体样品，在室温环境中静置48h。12.3.4按照5.1或5.2的方法测量闪烁体样品受辐照后的相对光输出S。12.4数据处理待测闪烁体样品的辐照硬度Rh由公式(15)计算得出：式中：RH——辐照硬度，以百分数(%)表示；S——待测闪烁体样品受辐照前相对光输出，单位为相对单位；S,———待测闪烁体样品受辐照后相对光输出，单位为相对单位。给出辐照硬度测量结果时应标明辐照源的类型和累积剂量，例如：经100Gy、Coγ射线辐照，辐照硬度为85%。13自身放射性水平13.1测量原理待测闪烁体样品和低本底PMT组成闪烁探测器，放置在铅室中，在无辐射源的条件下采集能谱，计算闪烁体单位体积自身放射性水平。13.2测量装置13.2.1自身放射性水平测量装置方框图见图15。闪烁体接能谱测量系统图15自身放射性水平测量装置方框图13.2.2铅室的铅层厚度应在10cm以上，且内侧2.5cm厚宜使用²¹0Pb含量低于20Bq/kg的低本底铅。注：在不影响对待测闪烁体样品测量结果判断的前提下，能放宽对铅室的要求；或根据测量精度要求的高低，对环境和铅室的影响进行扣除。13.2.3应选用石英窗的低本底PMT。13.2.4装置的本底要求：基于目前很难精确测定装置的本底，按当前条件，宜采用φ75mm×75mm低本底NaI(Tl)进行测量，装置的本底总计数率应在5s-¹以下。放射源GB/T13181—2024放射源13.3测量步骤13.3.1将待测闪烁体样品与PMT耦合，放入铅室中，进行避光。13.3.2测量装置通电，进行能谱采集。采集时间t宜选择10min或其整数倍。从能谱上读取特定能量范围的总计数，记为C。13.4数据处理自身放射性计数率Br按公式(16)计算：式中：………Be——单位体积闪烁体的自身放射性水平，单位为个每秒立方厘米(个/s·cm³);C——用待测闪烁体时，t时间内测得的特定能量范围的总计数，单位为个；t——采集时间，单位为秒(s);V。——闪烁体的净体积，单位为立方厘米(cm³)。给出闪烁体自身放射性水平的测试结果时，应注明其对应的能量范围。不同的能量段按不同的自身放射性水平分别标出。14β-Y比和n-Y比14.1.1测量原理用0Sr-90Yβ源和6Coγ源分别照射闪烁体，将两种情况下闪烁体的探测器效率进行对比。14.1.2测量装置β-γ比测量装置方框图见图16。器闪烁体放大器PMT图16β-γ(n-Y)比测量装置方框图14.1.3测量步骤14.1.3.1将待测闪烁体与PMT耦合。14.1.3.2放置辐射源，使辐射源尽量置于闪烁体的中轴线上，辐射源不必紧贴闪烁体表面。14.1.3.3采用定标器，测量特定甄别阈值以上能区射线在闪烁体中产生的闪烁脉冲数。用90Sr-90Yβ源时闪烁脉冲的计数率记为Cp;用⁶"Coγ源时闪烁脉冲的计数率记为CG。14.1.4数据处理14.1.4.1单位时间内辐射源入射到闪烁体中的粒子数N,,按公式(17)计算。0Sr-90Yβ源时入射粒子数记为NB,6Co的γ源时入射光子数记为NrG。…………(17)N,——单位时间内辐射源入射到闪烁体的粒子数，单位为个每秒(个/s);Ω-—辐射源对待测闪烁体所张的立体角，单位为球面度(sr)。 (18)式中：Rp,y——待测闪烁体的β-γ比；CB——β源时闪烁脉冲的计数率，单位为个每秒(个/s);CG——γ源时闪烁脉冲的计数率，单位为个每秒(个/s);NB——β源时单位时间入射粒子数，单位为个每秒(个/s);Nc——γ源时单位时间入射光子数，单位为个每秒(个/s)。14.1.5其他要求所用源不同，β-Y比的测量值会有不同，如采用其他源测试，应注明所用辐射源的类型。给出β-γ比时应给出待测闪烁体对β射线的探测器效率。14.2.1测量原理用所测能量的中子和50Coγ源照射闪烁体，将两种情况下闪烁体的探测器效率进行对比。14.2.2测量装置测量装置方框图见图16。中子源采用同位素中子源，其能量按使用需求确定。14.2.3测量步骤14.2.3.1将待测闪烁体与PMT耦合。14.2.3.2放置辐射源，使辐射源尽量置于闪烁体的中轴线上，辐射源不必紧贴闪烁体表面。14.2.3.3按照14.1.3.3的方法测量辐射源在闪烁体中产生的闪烁脉冲数。用中子源时中子产生的闪烁脉冲的计数率记为CN;用Coγ源时闪烁脉冲的计数率记为CG。14.2.4数据处理按公式(17)计算单位时间内辐射源入射到闪烁体中的粒子数N,中子源时入射中子数记为的γ源时入射光子数记为NG。待测闪烁体的n-γ比Rn.y按公式(19)计算：GB/T13181—2024式中：CN———中子源时中子产生的闪烁脉冲的计数率，单位为个每秒(个/s);CG——γ源时闪烁脉冲的计数率，单位为个每秒(个/s);NrN——中子源时单位时间入射中子数，单位为个每秒(个/s);NG———γ源时单位时间入射光子数，单位为所用源不同，n-Y比的测量值会有不同，给出测试结果的时候，应注明所用中子源的类型和能量。给出n-γ比时应给出待测闪烁体对中子的探测器效率。基于目前精确获得N比较困难，该方法通常用于不同闪烁体之间、或闪烁体与其他探测器之间对该项性能的相对比较。15温度效应15.1测量原理保持测量装置的温度恒定，改变闪烁体的温度，保持其他条件不变的情况下测出相应的闪烁体性能随温度的变化。15.2测量装置15.2.1闪烁体某一性能的温度效应测量应有一套用于改变闪烁体温度的温度装置。宜采用图17所示测量温度效应的装置，其中的“测量仪器”根据所测性能及所用方法采用相应的测量仪器。光导宜采GB/T13181—2024温度控制系统光导PMT匹配级高低压电源放射源冷却水图17测量温度效应的装置方框实例图15.2.2温度装置宜满足以下条件：b)能使测量样品的温度在一40℃~+200℃范围内变化；d)待测闪烁体的温度在测量温度范围内变化时，PMT的灵敏度变化应不超过±2%。为此，可e)整个测量系统的不稳定性在16h内不超过±2%。15.3.1测量方法与常温测量所不同的是每改变一次闪烁体的温度要测量一次待测参数。每次改变温15.3.2测量闪烁体某项性能的温度效应，采用的是脉冲法时，所用的PMT输出回路的时间常数(RC)15.3.3在所测温度范围内测量的曲线不应少于10个点，在曲线的曲率变化较大处应适当增加测GB/T13181—202416.1.2.1闪烁体阵列的不均匀性测量装置方框图见图18。类、厚度相匹配。辐射源到闪烁体的距离要大于闪烁体对角线的5倍，要求闪烁体所受照射的均匀性对测量结果的影响可忽略。像器件(CMOS相机、CCD相机等)。所选光敏器件的通道间均匀性应使其对测量结果造成的影响可忽略。屏敝箱辐射源阵列型闪烁体图18闪烁体阵列的不均匀性测量装置方框图16.1.3.2准备好辐射源至工作状态。16.1.3.4启动辐射源，采集闪烁体阵列所有单元输出的光信号(宜用电流或计数率表示),记作S₁,S₂,S₃,…,S,,n为闪烁体阵列中包含的所有单元的个数。闪烁体阵列的不均匀性N,按公式(20)计算：N——闪烁体阵列的不均匀性，以百分数(%)表示；………………Smax——为S₁~S,中的最大值，单位为相对单位；Smin——为S₁~S,中的最小值，单位为相对单位；Savg——为S₁~S,的平均值，单位为相对单位。16.2闪烁体阵列的光串扰16.2.1测量原理闪烁体阵列的其中一个单元受照射后产生闪烁光，测量该单元相邻的各单元输出的光信号(宜用电流或计数率表示),并与该受照射单元输出的光信号进行对比，得到该单元的光串扰；取阵列的3个或更多个单元的光串扰之中的最大者，作为闪烁体阵列的光串扰。16.2.2测量装置16.2.2.1闪烁体阵列的光串扰测量装置方框图见图19。16.2.2.2铅准直器：厚度t₂根据辐射源的能量确定，应能阻断辐射源99.5%以上的辐射；准直孔的直径r小于待测闪烁体阵列的单元宽度的1/3。16.2.2.3光敏器件：应使用与阵列闪烁体的单元尺寸相匹配的阵列型光敏器件。光敏器件的通道间均匀性应使其对测量结果造成的影响可忽略。图19闪烁体阵列的光串扰测量装置方框图16.2.3测量步骤16.2.3.1将闪烁体阵列按照图19所示与光敏器件耦合。闪烁体阵列的各个单元(例如A、B、C、D和E)分别与光敏器件的各个通道(例如a、b、c、d和e)对准。16.2.3.2将铅准直器按图19所示放置，使准直孔垂直于闪烁体平面、对准被照射闪烁体单元的中心。16.2.3.3准备好辐射源至待工作状态。16.2.3.4关闭屏蔽箱，蔽光。16.2.3.5在待测闪烁体阵列上任意选择非阵列边缘的单元进行照射，即所选的单元，对一维闪烁体阵列其应有2个相邻单元、对二维闪烁体阵列应有4个相邻单元。16.2.3.6启动辐射源，测量被照射单元输出的光信号S₀,以及各相邻单元输出的光信号S。16.2.3.7重复16.2.3.5和16.2.3.6,测量3个或更多个被照射单元。16.2.4数据处理16.2.4.1闪烁体阵列的某个单元的光串扰由式(21)计算得出：……………c——闪烁体阵列的某个被照射单元的光串扰，以百分数(%)表示；被照射单元各相邻单元输出的光信号的最大值，单位为相对单位；S。——被照射单元输出的光信号，单位为相对单位。16.2.4.2取3个或更多个单元的光串扰中的最大者，作为闪烁体阵列的光串扰c1。(资料性)放射性同位素源主要特征放射性同位素源主要特征见表A.1。表A.1放射性同位素源主要特性辐射类别核素半衰期能量康普顿分布边缘β137Cs内转换电子源非单能α中子源241Am-Be中子源GB/T13181—2024B.1闪烁体标准样品(不含封装容器)的直径见表B.1。B.2闪烁体标准样品(不含封装容器)的高度见表B.2。B.3闪烁体标准样品(不含封装容器)直径直径直径直径毫米(mm)英寸(in)毫米(mm)英寸(in)毫米(mm)英寸(in)毫米(mm)英寸(in)4.000—400.0—表B.2闪烁体标准样品(不含封装容器)的高度高度高度高度高度毫米(mm)英寸(in)毫米(mm)英寸(in)毫米(mm)英寸(in)毫米(mm)英寸(in)——400.04.000406.4分级公差I级士0.3mm(±0.012in)Ⅲ级士1.0mm(±0.039in)注：尺寸大于2mm,公差分为三级；尺寸小于或等于2mm,公差按I级。GB/T13181—2024C.1.1用碘化钠(铊)闪烁体的光输出标样，以γ射线激发，来测定测量系统转换特性的非线性(及原点)。C.1.2测量闪烁体吸收γ射线产生的脉冲幅度谱，使用不少于5个单能γ射线，γ射线的能量应在300keV～1500keV之间尽可能均匀分布。对每一个能量值，测定全吸收峰峰位。C.1.3若系统工作在γ射线能量低于300keV的能区或待测闪烁体的光输出低于碘化钠(铊)闪烁体的50%,则系统非线性(及原点)的确定方法应加以改变，即应在碘化钠(铊)闪烁体标样与PMT入射窗a)对低于300keV的γ辐射源情况，所选吸收体的衰减效应，应使标样对1³7Cs的全吸收脉冲幅度，与标样对低能辐射源不加吸收体的脉冲幅度相差不超过后者的20%;对137Cs不加吸收体时的脉冲幅度相差不超过后者的20%;c)吸收体选定后，仍按C.1.2的要求测谱。C.1.4测量非线性(及原点)时，系统的总增益应与测量待测闪烁体时一致，并保持不变。C.1.5非线性(及原点)的测量应定期进行，更换PMT或系统维修之后，应重新测定。C.1.6系统的非线性应不大于3%。C.2测量系统C.2.1测量闪烁体性能参数的系统方框图同图1。C.2.2所用γ辐射源见表A.1。C.2.3经计量检定的光输出标样。C.3测量步骤C.3.1将标样与PMT耦合。C.3.2标样与PMT蔽光，然后给PMT加高压。C.3.3放置γ辐射源。允许将辐射源放置于光屏蔽外壳内，此时，C.3.2与C.3.3逆序进行。C.3.5对其他辐射源重复C.3.3及C.3.4的步骤。对应每个单能γ射线的能量值E;(i=1,2,…,n;n≥5),得平均值V;。允许同时用所有的辐射源的γ射线激发闪烁体，累积脉冲幅度谱。C.4数据处理C.4.1测量装置的输出脉冲幅度Vou与输入信号Vm的相互关系(即装置的转换特性)如公式(C.1)所示：Vout=kaVin十V₀…………(C.1)式中：Vout——测量装置的输出脉冲幅度；GB/T13181—2024ka——测量装置的转换系数；Vin——测量装置的输入信号；V₀-——测量装置的转换特性原点。如果闪烁体的转换特性是线性的，则带有闪烁体的测量装置(即测量系统)的转换特性也是线性Vout=aE+Vod…………(C.2)式中：Vout——测量系统的输出脉冲幅度，单位为道；a———测量系统的转换系数，单位为道每千电子伏(道/keV);E——电离粒子在闪烁体中损失的能量，单位为千电子伏(keV);Vod——测量系统的转换特性原点，单位为道。同时，测量系统也符合公式(C.3)和公式(C.4):Vod=V₀+Va=V₀+ae…………(C.3)Vo=Vodae