随着民用核设施的发展及放射性同位素的广泛应用, 人们对环境、食品、饮用水的放射卫生问题越来越重视; 在辐射防护、环境监测及科学实验中, 遇到了愈来愈多的弱放射性测量的问题, 其中弱α、β放射性的测量是一个重要的方面。而测量结果的可靠性, 取决于测量技术、质量控制和仪器的性能等多种因素。

为了解我省低本底α、β测量仪的使用情况, 近几年我们测试了低本底α、β测量仪16台次(其中β测量仪2台), 基本掌握了我省α、β测量仪的分布、使用状况及仪器性能指标, 为评价并提高测量水平提供了科学依据。

1 调查方法 1.1 调查对象

省内企事业单位及研究所(其中主要是各市地自来水公司)的低本底α、β测量仪。

1.2 仪器现状调查

对仪器的型号、出厂时间、探测器类型和面积, 以及主要监测样品等项进行了现场调查。

1.3 仪器性能测试

根据低本底α、β测量仪检定规程^[1](以下简称"检定规程"), 在现场实验室条件下, 对仪器的性能进行测试。

1.3.1 仪器本底测试

放一无污染的样品盘, 测α和β的本底计数, 连续测量24h, 然后求出α和β的本底计数率n_bα和n_bβ。

1.3.2 探测效率测试

将α、β监督源(经计量部门检定)置于用户样品测定的几何条件下进行测量, 使其总计数大于400, 计算出各自的探测效率比R_ηα和R_ηβ。

1.3.3 稳定性测试

① 本底稳定度放一无污染的样品盘, 测α和β的本底计数, 连续测量本底10次, 每次24h, 分别算出10次α和β的本底计数率n_bα和n_bβ, 以用户长期测定给出的平均计数率n_bfα和n_bfβ为本底基线值, 计算出其变异系数V_bα和V_bβ。

② 效率稳定度将α和β监督源分别置于样品盘中, 在24h内, 测量计数率10次, 使每次测得的总计数应略大于400, 然后分别计算出α、β的稳定度R。

式中:S_R-R值的标准差; S_η-单次测量效率的标准差; S_η-平均效率的标准差。

1.3.4 交叉干扰影响量测试

将α和β监督源置于样品盘中, 分别测量仪器在1000min内的α计数率η_α和β计数率η_β, 以及α源在β道和β源在α道产生的计数率η'_β和η'_α, 然后计算出各自的影响量F。

2 结果与讨论 2.1 仪器现状

所调查的低本底α、β测量仪的型号分别为FJ- 322(2台, 只测β)、FJ-2603、FJ-2603G、BH1217C, 探测器均为金硅面垒型, 其直径为20mm和40mm (BH1217C), 使用时间不超过10年的有12台, 超过10年的有4台, 主要用于饮用水及环境样品中的总α、总β的测定。

2.2 仪器性能 2.2.1 仪器的本底

所有仪器的α和β本底计数率都达到"检定规程"的Ⅲ级仪器指标, 其中大部分(10台)可达Ⅱ级, 有一部分(4台)能达到Ⅰ级(见表 1)。其中本底计数率较高者为使用时间较长的仪器(1976年出厂)。这是由于低本底α、β测量仪的本底主要来源于探测器材料本身及表面的污染, 可能会使本底计数率随着使用时间的增长及使用过程中外来物的轻微污染而逐渐升高。

2.2.2 仪器的探测效率

使用金硅面垒型探测器的探测效率, 从理论上讲, 对α粒子的探测效率很高(几乎100%), 对β粒子的探测效率相对低一些(40%-50%)^[2]。但在实际测量中, α、β效率比略低并不影响仪器的正常使用。仪器探测效率比达标情况列于表 2。

2.2.3 仪器的稳定性

① 本底的稳定度

本调查所有仪器的α、β本底稳定度均达到"检定规程"的规定标准(数据略), 即:n_b < n_bf(1+3V_b)。

② 效率的稳定度

α效率的稳定度几乎皆达Ⅲ级指标, 50%的仪器可达Ⅰ级; β效率的稳定度除个别达Ⅲ级, 几乎所有仪器达到了Ⅱ级指标, 其中有一半多能达到Ⅰ级(见表 3)。

本调查的低本底α、β测量仪的稳定性比较好, 对测量结果的可靠性比较有利。

2.2.4 仪器的交叉干扰影响

13台仪器中有11台α、β交叉干扰影响量符合检定规程"规定的指标。另两台因使用时间已超过正常使用年限, 其交叉干扰影响量比较高, 达不到检定规程"的规定。("检定规程"规定的交叉干扰影响量指标为α < 3%, β < 1%)

3 小结

本次调查的低本底α、β测量仪皆为国产仪器, 均使用金硅面垒型半导体探测器。此类探测器能量分辩率高、稳定性较好、本底计数率低、对α探测效率高。本调查所得出的结果与此基本相符。

综上所述, 我们所调查的低本底α、β测量仪基本符合"检定规程"的规定, 可满足我省各类样品弱α、β放射性测量的要求。