T-ICIRA 48-2023 碘化钠谱仪监测海水水下y放射性核素技术规范

碘化钠谱仪监测海水水下γ放射性核素技术规范中国同位素与辐射行业协会IT/CIRA48—2023 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14仪器装置 25技术要求 26监测方案 3 38核素活度浓度分析方法 4 4附录A(资料性)能量刻度用的单能和多能核素 附录B(资料性)不确定度计算方法 7 8Ⅲ1T/CIRA48—2023碘化钠谱仪监测海水水下γ放射性核素技术规范1范围本文件规定了碘化钠(NaI)谱仪对海水水下γ放射性核素监测的技术要求，监测方案、γ谱仪刻本文件适用于小于200m海水水下NaI谱仪就地测量。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。闪烁体直接地或通过光导与光敏器件相耦合而组成的电离辐射探测器。3.2能量分辨率energyresolution对于某一给定的能量，能分辨的两个粒子能量之间的最小相对差值的量度。3.3全吸收峰fullenergypeak在γ辐射测量中，光子能量在探测物质中全部被吸收时的能谱响应曲线的峰。3.4探测效率detectionefficiency在一定的探测条件下，探测器测得的粒子数与在同一时间间隔内由辐射源发射出的该种粒子数之比。3.5单位体积待测物质中放射性核素的活度。注：单位为贝克每立方米(Bq/m³)。2探测下限lowerlimitofdetection;LLD在给定的置信度下，谱仪可探测到最低的活度浓度值。[来源：GB/T11713—24仪器装置海水水下γ放射性核素NaI谱仪监测系统由以下五部分组成，如图1所示。a)探测器：NaI谱仪。b)专用电缆：用于海洋监测环境中经外部连接系统各部分。c)能谱处理系统：用于能谱数据的接收、显示、存储、解析、查询以及输出。d)数据通信系统：采用无线通信方式如LAN、4G、5G,或卫星通信系统传输测量数据。e)浮标平台：用于搭载监测设备。浮标平台浮标平台浮标平台(浮标体、电源、定位系统、安全防护系统、传感器等)能谱处理系统专用电缆浮标探测器平台(NaI(锚系)谱仪)图1海水水下γ放射性核素NaI谱仪监测系统结构图5技术要求5.1.1海水水下γ放射性核素NaI谱仪工作环境条件：a)温度：—10℃~+40℃;5.1.2海水水下γ放射性核素NaI谱仪贮存环境条件：温度：—20℃~+55℃。5.2探测性能5.2.1能量分辨率探测器对137Cs的661.6keV全吸收峰的能量分辨率应优于8%。探测下限应满足以下要求：3a)连续测量1h:不大于200Bq·m-³(参考核素137Cs);b)连续测量24h:不大于40Bq·m-³(参考核素137Cs)。5.3数据采集传输5.3.1采样频率：信号采集频率应不小于1MHz。5.4.1闪烁体探测器受到温度的影响会造成谱峰漂移，进而影响测量和自动化分析，需要通过电子学5.4.2可采取测量海水中天然40K特征能量峰或LED发出的光形成参考峰的形式进行稳谱。5.4.3在—10℃~+40℃工作环境中，经稳谱后，应保证参考峰峰漂的最大值不超过±1道。5.5浮标平台浮标平台至少应具有以下能力。b)具有卫星定位能力，定位误差不大于10m,能实时追踪浮标位置。c)具有独立电源，电池容量应保证监测设备连续工作3个月以上。6监测方案近岸海域监测点位一般在内水海域布设。应急监测点位应根据污染事故类型，区域特点，污染影响程度及范围布设监测点位。将装置采用锚定的方式进行固定，在固定点位实时监测。系统完成监测任务后，对设备做冲淡水处理，清理表面附着生物和放射性沾染，清洁干净后，进行回收再利用。能量刻度是指用刻度源刻度谱仪系统的γ射线能量和道址间的对应关系。适于能量刻度的单能4T/CIRA48—2023和多能核素及其主要参数见附录A。7.2效率刻度全吸收峰效率刻度方法如下所示。a)标准源刻度法：将探测器吊挂在充满海水的各边界距离探测器位置不小于1m的标准源水池中，探测器中心位置应在水下1m以下。静置，通过测量放射性核素活度浓度的全吸收峰计数来计算探测效率。用于效率刻度的标准源能量分布应适当，用于效率曲线刻度时的能量应分布40keV～2000keV能区内，至少选择7个能量的γ射线拟合效率曲线。b)无源效率刻度法：使用蒙特卡罗方法模拟计算γ光子的输运过程来得到体源探测效率的刻度方法。利用该方法，根据海水的密度和体积(半径为1m的水球)、探测器材质和尺寸等参数，完成γ能谱仪的效率刻度。8核素活度浓度分析方法8.1相对比较法相对比较法适用于有待测核素标准源可利用的情况下海水中放射性核素活度浓度计算。核素活度浓度的计算见公式(1)。…………8.2效率曲线法根据探测效率曲线或效率曲线的拟合函数求出海水中放射性核素的放射性活度浓度，核素活度浓度的计算见公式(2)。…………e——该能量γ射线全吸收峰效率；P——该核素特征γ射线的发射概率；V——半径为1m的水球体积8.3不确定度的计算不确定度计算方法见附录B。9探测下限公式及计算在能谱测量时，探测器在一定的探测条件、探测时间，95%置信水平下，活度浓度的探测下限见公式(3)。5式中：…………6(资料性)能量刻度用的单能和多能核素见表A.1。核素半衰期γ射线能量keVγ射线发射概率%241Am432.6a35.78461.4d88.03271.8d85.5127.7d320.19.87661.784.99312.1d834.899.9722Na99.9460Co99.8599.987T/CIRA48—2023(资料性)不确定度计算方法B.1A类不确定度由统计计数引起的不确定度uA见公式(B.1):…………(B.1)uA——总的A类不确定度；Ns——全吸收峰净面积计数；Nb——相应全吸收峰本底净面积计数；B.2B类不确定度B类不确定度ug可用公式(B.2)计算：us=√u²+u²₂+u3…………(B.2)up——总的B类不确定度；Up₂——符合校正引入的不确定度；up₃——刻度源引入的不确定度。分析结果的扩展不确定度U用公式(B.3)评定：U=k√u²+uβ…………(B.3)式中：U——扩展不确定度；k——包含因子，一般取2,相应置信度水平约为95%。8[1]GB/T11713—2015高纯锗γ能谱分析通用[2]GB/T13182—2007碘化钠(铊)闪烁体和碘化钠(铊)闪烁探测器[3]GB/T16145—2022环境及生物样品中放射