核事故时，需要及时准确地获得食品和饮用水受到核污染程度的数据以作为事故应对、处理与卫生防护决策的依据。由于NaI(Tl)γ能谱仪体积较小，灵敏度较高，携带方便，还可以把NaI(Tl)γ能谱仪搬到现场进行直接测量，所以它是核事故应急测量仪器之一。但是，由于该仪器的结构原因，其稳定性容易受环境条件的影响，可能会影响测量结果的准确度^[1]。通过多年的实践探索，笔者总结了5种可能影响检测结果的因素，提出了相应的控制方法。并且在粤港合作进行的模拟样品比对测量中取得了良好结果^[2]。

1 仪器、样品与测量方法 1.1 仪器

NaI(Tl)便携式γ能谱测量系统，该系统为美国EG & G ORTEC in Nomad^TM Plus γ能谱测量系统，其由探测器、屏蔽室、高压电源、谱放大器、多道脉冲幅度分析器及数据处理系统组成^[3]。探测器:NaI (Tl)探头尺寸为7.62cm×7.62cm，系统对¹³⁷Cs分辨率约为7%~8%。屏蔽室:屏蔽层铅厚度应为30 mm，室体高450mm，内腔直径为150mm，全谱本底从12keV~1662keV之间本底计数为88cps。高压电源:为保证探测器稳定工作，输出的电压连续可调。根据探测器的最佳工作状态，选择探测器高压电源为620V。谱放大器:具有波形调节的放大器能与前置放大器及脉冲高度分析器相匹配。多道脉冲幅度分析器:能谱仪的道数为512道，在仪器刻度过程中，我们选定450道。数据处理系统:分析方法采用EG & G ORTEC公司的CMS分析软件。用户根据实际需要可以设置被测的¹³⁷Cs、¹³⁴Cs“浓度限值”以进行甄别。

1.2 标准源

厂家刻度时提供的刻度源参数列在表 1。香港天文台提供刻度源Isotope Products Laboratories制备的单核素体源，样品容器为133N Marinelli Beaker，核素分别包括¹³¹I、¹⁰³Ru、¹³⁴Cs、¹³⁷Cs，核素活度可溯源到美国国家标准和技术研究所。有关刻度源的参数列在表 2。

1.3 实验室环境和现场测定时环境的选择

因为碘化钠探测器中的光电倍增管的灵敏度以及其他电子元器件均有一定温度系数，所以碘化钠γ谱仪实验室安装了空调，保证室温变化范围(20±3)℃，相对湿度在(60±10)%内。

1.4 测量的样品

这次测量的样品为奶粉和水样样品。这些样品均装在1L马林杯里。样品由中国太原辐射防护研究院提供。

1.5 测量方法

本次实践分为常规测量和采取误差控制方法进行测量，常规测量是按照标准方法的规定步骤进行，误差控制方法是根据仪器的误差来源分别采取了相应的控制措施进行测量。其他条件为:仪器预热时间为2h，测量前先用标准源进行刻度，样品测量时间为30min，根据设置的参数，系统可直接得出测量结果。

2 NaI(Tl)便携式γ能谱测量系统误差因素和控制方法 2.1 误差因素分析

① 系统的性能改变。其中包括NaI(Tl)晶体，光电倍增管光电效应的变化，电子放大器的放大系数变化等均会引起特征峰峰位及探测效率的改变，引起误差。②刻度时与测量样品时环境温度条件不一致，产生的误差。因NaI(Tl)γ能谱探测系统，是光电倍增管把光信号转换成电信号，而光电倍增管的暗电位以及放大系数易受温度影响，前者与温度成正比后者与温度成反比。温差太大将严重影响特征峰的漂移。③刻度仪器时的选择的光电倍增管高压与测量样品时的高压不一致时就会改变光电倍增管的工作参数，容易导致光电转换的系数不一致，则可导致特征峰位的改变，引起误差。④刻度源的活度与被测样品的放射性活度差异。虽然光电倍增管有一定范围的坪区，但在坪区范围也不是完全线性，因此亦易引起误差。⑤电源噪音干扰。

由于以上误差原因，已经造成粤港CMS测量奶粉和水样比对结果的误差。

2.2 误差控制方法

① 探测系统的电子部分漂移可采用经常刻度校正的办法加以解决。②关于温度引起系统漂移问题可采用两个方法加以控制:一是在测量样品时尽量采用与刻度仪器时一样的温度条件; 二是测出同一标准源在不同温度的特征峰的位置以及探测效率系数，用这些参数去修正测量样品的结果。当然，较为完善的方法是设计一套软件能自动完成上述操作。许多电子天平就是采用这样的方法解决温度漂移问题。这种方法在野外应急测量时显得尤为重要，因为届时很难保证环境温度与刻度时的温度相同。③关于光电倍增管高压问题，在实际测量样品时所选择的高压要与刻度时所用高压一致，这个问题便可解决。④刻度源的活度与被测样品的放射性活度相差不要大于3~4倍，以避免线性误差。⑤电源噪音干扰问题，在现场测量时尤为突出，因为现场测量多数情况是在应急监测车上进行，一般情况不用移动的车载发电机电源，而用我们的仪器自带的电池，这样可以减少干扰，即使用车载发电机电源，也要配备在线式UPS电源，因为这样具有较强的抗干扰能力，其实在实验室也可以用在线式UPS电源来解决电源干扰问题。

3 测量结果与分析

本次比对测量开始时，首先是按照常规测量方法进行了初步实验，没有过多关注其稳定性问题，当结果出来时发现误差较大，后来进行了误差来源分析，并且采取了相应的措施，收到了较好的效果。

3.1 按常规测量方法测量的结果

本次实验我们共测量了3个样品，GZ1#和GZ#2是掺标奶粉，GZ3#是掺标水样。这些样品都是装在1L马林杯里面。测量结果经数据处理后列于表 2、表 3和表 4中。

从表 2，3，4可以看出，这些测量结果误差较大，GZ3#掺标水样中I-131核素的测量值与参考值的偏差44%。产生误差的原因主要是与上述分析的因素有关。

3.2 采取误差控制方法后测量的结果

本次测量样品同上，测量结果经数据处理后列于表 5、表 6和表 7中。

从表 5，6，7结果可以看出，这些测量结果误差较小，测量值与参考值的最大偏差是GZ3#掺标水样中Ru-103，但是也只有19.2%，远低于表 4中GZ3#掺标水样I-131误差44.0%的结果。更好的结果是表 7中GZ3#掺标水样I-131的误差是3.2%，远低于表 4中GZ3#掺标水样I-131的误差44.0%的结果。其他样品的测量结果与参考值的误差大都相应降低，但是Ru-103的测量误差似乎变化不大，这有待于进一步探讨。

4 小结

碘化钠γ谱仪测量样品的特点是效率高、速度快，易实现对样品进行定性测量，但是容易引起测量误差。采用本文介绍的误差控制方法后，在粤港合作的奶粉与水样比对样品测量中，测量误差小于容许误差范围，取得了良好结果。综合比较，控制措施前碘-131的测量误差为42.6%~44.0%，控制后降至0.7%~3.2%;相应铯-137由16.6%~19.4%降至6.6%~9.7%;铯-134由14.9%~25.6%降至0.4% ~13.0%等。由此可见碘化钠γ谱仪完全可以应用于核应急检测工作。