实验室高纯锗γ能谱分析测量是辐射环境监测技术中的主要测量手段之一，因其具有分辨率强、灵敏度高、分析周期短等特点而在日常及应急监测中发挥着重要的作用^[1-2]。为保证γ能谱仪对样品中放射性核素含量检测的准确度，提高γ能谱放射性核素检测水平，本实验室于2009年至2016年连续参加了由中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所组织的全国放射性核素γ能谱分析能力比对考核, 现将历次比对测量结果进行汇总分析。

1 材料与方法 1.1 样品来源

2009-2016年高纯锗γ能谱仪共测量了8个比对盲样，共提交了25个比对测量结果，其中2009年为2个比对盲样，2013年组织方未组织全国放射性核素γ能谱分析能力比对考核工作，其余年份均为1个比对盲样。比对盲样来源于北京建材市场的瓷砖、土壤或是用分析纯Al₂O₃粉末与优级纯SiO₂按比例配备的模拟基质，在土壤或模拟基质中定量加入人工放射性核素²⁴¹Am、¹³⁷Cs或⁶⁰Co。2009年、2015年和2016年的4个比对盲样的制备装样由本实验室工作人员独立完成。2010-2014年的4个比对盲样由组织方处理封装, 邮寄至各实验室直接测量分析。

1.2 仪器设备

本实验室使用的仪器设备为CANBERRA公司生产的BE5030型高纯锗γ谱仪测量系统, 其宽能平面型锗探测器对3”×3”NaI(Tl)探测器的相对探测效率为50%。配套使用CANBERRA DSA1000数字化多道分析器，谱测量分析软件采用Genie 2000。谱仪对⁶⁰Co的1332.5 keV γ射线的能量分辨率约为2.2 keV。谱仪测量时探测器置于壁厚169 mm、内腔φ229 mm×356 mm的复合屏蔽铅室内。谱仪在样品测量前，使用中国计量科学研究院提供的标准物质对系统进行了能量刻度和效率刻度^[3-4]，确保测量结果的真实可靠。

1.3 测量与分析方法

采用HPGe γ能谱分析法，通过对本底、标准物质及比对盲样的γ能谱分析，对2011年和2012年的比对盲样数据分析采用效率曲线法，其余年份的比对盲样数据分析均采用相对比较法，测定比对盲样中²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K、²⁴¹Am、⁶⁰Co和¹³⁷Cs等放射性核素的比活度。

1.4 比对结果判定方法

参考值由组织方确定，并用3个参数来表示测量值与参考值的差异，分别是：相对偏差、Z_检验值和μ_检验值：相对偏差=(测量值-参考值)/参考值×100%；Z_检验值=(测量值-参考值)/σ, 表示测量结果的精确度，其中σ=0.20×参考值；μ_检验值=|参考值-测量值|/$\sqrt {U_{\rm{参考值}}^2 + U_{\rm{测量值}}^2} $，表示测量结果的准确度，其中，U _参考值为参考值的不确定度；U_测量值为测量值的不确定度。

测量结果必须同时通过以下两个验收标准才给予“合格”的判定^[5]。

① 准确度的合格标准：

$ \left| {{\rm{参考值-测量值}}} \right| \le 2.58 \times \sqrt {U_{\rm{参考值}}^2 + U_{\rm{测量值}}^2} $

组织方将考核测量结果合格的条件设置为μ_检验值≤2.58。

② 精确度的合格标准(依赖于放射性水平)：

$ \sqrt {{{\left( {\frac{{U_{\rm{参考值}}^2}}{{\rm{参考值}}}} \right)}^2}{{\left. {\frac{{U_{\rm{测量值}}^2}}{{\rm{测量值}}}} \right)}^2}} \times 100\% \le Z-{\rm{检验中与}}\sigma {\rm{相关的判据}} $

2 结果

2009-2016年本实验室参加全国放射性核素γ能谱分析能力比对考核结果列于表 1。2009-2016年25个测量结果相对偏差的绝对值均不大于17.58%, 其中相对偏差绝对值小于10.00%的数据占了25个测量结果的76%；相对偏差的最小值和最大值分别为-17.58%(2011年，⁶⁰Co)和13.06%(2012年，¹³⁷Cs)。按照比对结果判定方法, 本实验室历年的比对结果均判定为合格。

2010、2011、2015、2016年测量结果的相对偏差均为负值，其他年度测量结果的相对偏差正、负值数量基本相当。2011年和2012年采用效率曲线法给出的测量结果相对偏差较大，其余年份采用相对比较法分析得到测量结果的相对偏差范围在-11.82%~9.21%之间, 其中89%的数据相对偏差的绝对值在10.00%之内。

由图 1可知，2009-2016年比对测量结果的Z_检验值均小于1.00, 说明本实验室测量结果的精确度较好。由图 2看出，2009-2016年测量结果μ_检验值的变化范围为0.21~2.38，说明本实验室测量结果的准确度有一定的波动；其中32%的比对测量结果μ_检验值大于1.00，涉及5个比对盲样的8个测量结果，其余17个比对测量结果的μ_检验值均小于1.00。

3 讨论

2009-2016年全国放射性核素γ能谱分析能力比对考核合格率为75%~100%。本实验室历年参加该项比对考核结果均为合格，说明本实验室使用的测量仪器设备稳定可靠，放射性核素的测量分析方法正确，出具的检测报告准确可信。

参加比对是实验室质量保证工作的一部分，同时，比对工作也受到实验室质量体系的监督管理^[6]。本实验室在长期的γ能谱分析工作中积累了经验，建立了一套较成熟的质量控制措施：①样品测量前保证γ谱仪已完成能量刻度、效率刻度，检验谱仪的稳定性并使之处于正常工作状态。使用的标准物质溯源明确，确保其完好且在校准有效期内。②探测器探头表面加盖有机玻璃防护罩, 既防止样品直接接触探头对探头造成污染, 也能起到固定测量样品中心位置的作用。测量时标准物质、比对盲样与探测器之间的相对几何位置尽可能一致, 减少由此引入的测量误差。③处理样品封装时选择完好无损的样品盒, 并用胶带密封样品盒，确保测量样品处于完全密闭状态；在测量天然放射性核素时注意封闭足够长的时间使天然放射性核素衰变链达到平衡。④加强样品处理及测量环节的质量控制，双人校核减少人为失误。

本实验室历年比对结果的相对偏差范围为-17.58%~13.06%，相对偏差绝对值超过10%占比对结果的24%，比对测量结果中32%的μ_检验值大于1.00，实验室测量结果的准确度在合格范围内波动较大，经分析主要源于以下三点：①相对比较法误差比效率曲线法小^[6]，本实验室缺乏含有低能放射性核素的标准刻度源，因此2011年和2012年的比对盲样分析采用效率曲线法，其测量结果的相对偏差较大。②样品和标准物质要求具有相同的测量条件, 包括样品成分、密度、几何形状和位置等，但在实际工作中很难满足，因此在分析样品时自吸收校正也是影响测量准确程度的一个主要因素。③由于实验室分析人员近十年变动较大, 分析水平参差不齐，人为因素导致样品分析测量结果的准确度。这就要求本实验室加强专业技术人员的培训，提高专业人员的技术水平，不断完善检测实验室质量管理体系，确保检测数据的公正、有效。

总之, 参加全国放射性核素γ能谱分析能力比对能及时发现实验室存在的问题并不断改进, 提高监测结果的准确度，为γ能谱分析测量提供有力的技术保障。