Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

35 страниц

487.00 ₽

Купить ГОСТ 26874-86 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Настоящий стандарт распространяется на спектромерты энергни альфа-, гамма- и рентгеновского излучения с полупроводниковыми и сцинтилляционными детекторами и устанавливает методы измерений их основных параметров

 Скачать PDF

Оглавление

1 Общие положения

2 Аппаратура

3 Метод измерения энергетического разрешения

4 Метод измерения диапазона энергии регистрируемого излучения и предела допускаемой основной погрешности характеристики преобразования (интегральной нелинейности - ИНЛ)

4а Метод измерения эффективности регистрации в пике полного поглощения при заданной геометрии

5 Метод измерения максимальной входной статистической загрузки

5а Метод измерения нестабильности показаний (амплитуды сигнала во времени)

6 Метод измерения времени установления рабочего режима и времени непрерывной работы

Приложение 1 Обозначения параметров, принятые в стандарте

Приложение 2 Определение параметров прямой линии, проведенной через совокупность точек по методу наименьших квадратов

 
Дата введения01.01.1987
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.01.2019

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

21.04.1986УтвержденГосстандарт СССР1016

Ionizing radiation power spectrometers. Methods of basic parameters measurement

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СПЕКТРОМЕТРЫ ЭНЕРГИЙ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ГОСТ 26874-86 (СТ СЭВ 5053—85)

Цена 10 коп.


Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

УДК 539.1.074.083 : 006.354    Группа    Ф23

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСТ

26874-86

(CT СЭВ 5053—85)

СПЕКТРОМЕТРЫ ЭНЕРГИЙ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Методы измерения основных параметров

Ionizing radiation power spectrometers Methods of basic parameters measurement

ОКП 43 6231

Дата введения 01.01.87

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на спектрометры энергии альфа-, гамма- и рентгеновского излучений с полупроводниковыми и сцинтилляционными детекторами и устанавливает методы измерений их основных параметров-

энергетического разрешения; диапазона энергий регистрируемого излучения; предела допускаемой основной погрешности характеристики преобразования (интегральной нелинейности);

эффективности регистрации в пике полного поглощения; максимальной входной статистической загрузки; нестабильности показаний (амплитуды сигнала во времени); времени установления рабочего режима; времени непрерывной работы.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Объем, состав и последовательность измерений должны быть установлены в соответствии с нормативно-технической документацией (далее — НТД) на спектрометры конкретных типов.

Издание официальное

В процессе измерений должно быть обеспечено соблюдение правил техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3 019—80, «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Главэнергонадзором, «Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и дру-

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1987

Если логарифм отношения отсчетов в соседних каналах равен нулю, т. е.

ЛЛ-И

в_

А


(8)


fti =


— 0, то

и соответствующий этому условию канал пх имеет равное количество отсчетов с каналом л1+ь поэтому положение центроиды будет определяться выражением

В . 1

Пс= X +т ■    W

Для определения параметров А и В строят график зависимости In ~§L-=f(ni), который показан на черт. 5. Для расчетов и

Определение положения центроиды графоаналитическим методом с использованием свойств нормального распределения

Черт. 5


ГОСТ 26874—86 С. 11

построения используют точки спектра, расположенные выше по-лувысоты пика. Через полученные точки проводят прямую линию и определяют точку ее пересечения с осью абсцисс. Полученная точка соответствует положению центроиды.

Для повышения точности через полученные точки методом наименьших квадратов проводят прямую:

In Jl^=Ani+B.    (10)

i+i

Определение параметров прямой линии, проведенной через совокупность точек по методу наименьших квадратов, приведено в справочном приложении 2.

Статистический вес каждого измерения при этом принимают равным единице. После вычисления коэффициентов А и В положение центроиды рассчитывают по формуле (9).

Положение центроиды пика определяют также и другими методами (по равенству нулю первой производной, минимуму второй производной, корреляционным методом, методом подбора огибающей пика и др.).

Метод определения положения центроиды указывается в эксплуатационных документах. После определения центроид пиков рассчитывают энергетическое значение ширины канала по формуле (3).

3.3.4. Для определения ширины пика на его полувысоте применяют методы, определяемые спецификой аппаратурного спектра конкретного типа спектрометра. Определение этого параметра проводят после выполнения процедур вычитания фонового пьедестала по п. 3.3.2.

3.3.4.1.    Если при регистрации спектра пик получают достаточно симметричным и он обеспечивает проведение плавной огибающей через точки аппаратурного спектра, ширину пика на его полувысоте определяют графически. Для этого на полувысоте пика проводят линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с огибающей. Отрезок этой прямой, ограниченный с обеих сторон огибающей, представляет собой ширину пика на полувысоте. Если его длину в каналах умножить на значение энергетической ширины канала, то определяют значение т]абс

3.3.4.2.    Определение ширины пика на его полувысоте методом линейной интерполяции.

На полувысоте пика, проводят прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с предполагаемой огибающей линией. На левом склоне пика находят две соседние точки спектра, лежащие ниже и выше полувысоты, т. е. канал п\ с числом отсчетов N\ и канал ri\+i с числом отсчетов N ж- Подобную операцию выполняют на правом склоне пика, определяя канал пп с числом отсчетов

ЛГh и канал яь-и с числом отсчетов ЛГь+ь Таким образом получают две пары точек спектра, для которых выполняются условия


Nl<J^L<Nl + ]; Nh> J*f±>Nb+u


(П)


где,Л^тах — высота пика (ордината максимума). Затем вычисляют


Nh


Д п=


^Vmax

2


l—.Vi

2


Nh—Nh + i


(12)


3.3.4.3. Для вычисления ширины пика на его полувысоте можно использовать результаты графоаналитического метода по п. 3.3.3.3. Используя значение параметра А, полученного методом наименьших квадратов, ширину пика (Дп), выраженную в каналах, вычисляют по формуле

Дя=2 У ■    (13)

3.3.5.    Значение абсолютного энергетического разрешения спектрометра вычисляют по формуле (2), используя данные по энергетическому значению ширины канала, определенные по п. 3.3.3, и ширины пика на его полувысоте, определенные по п. 3.3.4.

Для повышения достоверности данных проводят несколько измерений с последующим усреднением, по крайней мере, трех результатов.

Если результаты первого и второго измерения находятся в пределах погрешности, соответствующей конкретному типу спектрометра, допускается ограничиться этими измерениями.

Для спектрометра с полупроводниковым детектором (ППД) записывают среднее значение абсолютного разрешения и энергии пика полного поглощения, для которого оно определено.

Затем по формуле (1) рассчитывают значение относительного разрешения т]0тн и отмечают постоянные времени цепей формирования импульса спектрометрического тракта, при котором оно получено. Измерение энергетического разрешения может быть проведено на нескольких моноэнергетических линиях.

3.3.6.    Для определения энергетического разрешения альфа-спектрометра с ППД проводят предварительное измерение энергетической ширины канала анализатора с использованием источ-


ГОСТ 26874—86 С. 13

ника альфа-излучения с энергиями от 4,5 до 8 МэВ (например 233V+239Pu+238Pu или 226Ra) Источник устанавливают в блок (устройство) детектирования или узел детектора (далее — БД, УД) на таком расстоянии от детектора, чтобы значение плоского угла, ограниченного диаметрами активного пятна источника и чувствительной поверхности детектора, не превышало 60° Измерения проводят при давлении в камере БД (УД) не более 15 Па по пп 3 2—3 3 3

3 3 6 1 Не изменяя положения органов управления спектрометра, в блок (устройство) детектирования помещают вместо указанного выше альфа-источник 239Ри или подобный ему с другими радионуклидами, имеющий разброс энергии не более 10 кэВ. Энергетическое разрешение1 для данного источника определяют по разд 3 с использованием значения энергетической ширины канала по результатам измерений п 3 3 6

3 3 6, 3 3 6 1 (Измененная редакция, Изм. № 1).

33 7 Для определения энергетического разрешения гамма-спектрометра с ППД используют, например, источник 60Со Измерения проводят по разд 3, определяя энергетические разрешения по линии 1332 кэВ

3 3 8 Для определения энергетического разрешения рентгеновского спектрометра с ППД проводят предварительное измерение энергетической ширины канала анализатора подходящими источниками мягкого гамма- и рентгеновского излучения (например 55Fe, 5 Со, 238Ри и т д ) по пп 3 2, 3 3 1, 3 3 2 и 3 3 3.

3 3 8 1 Не изменяя положения органов управления спектрометра, на блок детектирования устанавливают источник 55Fe Энергетическое разрешение для данного источника определяют по разд 3 с использованием значения энергетической ширины канала по результатам измерений п 33 8

Для спектрометров рентгеновского излучения с германиевыми ППД энергетическое разрешение определяют по линии 5,9 кэВ источника 55Fe и по линии 122 кэВ источника 5Хо

Если в конкретном спектрометре применяют ППД из материалов, отличных от германия и кремния, то в эксплуатационных документах указывают источник излучения

3 3 9 Для определения энергетического разрешения гамма-спектрометра со сцинтилляционными детекторами используют, например, источники 5/Со и 137Cs с энергиями гамма-квантов £i = 122 кэВ и £2 = 661 кэВ соответственно

Органы управления спектрометра устанавливают в положение, обеспечивающее регистрацию пика полного поглощения от источника 137Cs в пределах от 75 до 80% максимального числа каналов Источники располагают на оси детектора на таких расстоя-

С. 14 ГОСТ 26874-86

ниях от его торца, при которых количество отсчетов в максимумах обоих пиков примерно одинаковы

Измерения проводят в соответствии с разд 3, определяя энергетическое разрешение для энергии Е2 Для конкретных спектрометров допускается последовательная раздельная регистрация гамма-спектров источников 57Со и I37Cs, а также замены источника 57Со на источник с другим нуклидом, например 203Hg или 113Sn

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ЭНЕРГИИ РЕГИСТРИРУЕМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ПРЕДЕЛА ДОПУСКАЕМОЙ ОСНОВНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ (ИНТЕГРАЛЬНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ — ИНЛ)

4 1 Средства измерений и вспомогательные устройства — по п 3 1

(Измененная редакция, Изм. № 1).

42 Подготовка к измерению

42    1 При проведении измерений статистическая загрузка спектрометра должна быть в пределах от 250 до 1000 импульсов в секунду, если иное не установлено для конкретного типа спектрометра Загрузку спектрометра определяют по п 3 2 При измерениях необходимо использовать источники, создающие несколько пиков в аппаратурном спектре Линии спектра, используемые для обработки, выбираются в соответствии с указанными в эксплуатационных документах

Органы управления спектрометра устанавливают так, чтобы Сыли использованы 80—90% каналов многоканального анализатора импульсов, если иное не установлено для конкретного типа спектрометра Спектр набирают поочередно от каждого источника или от всех необходимых источников сразу

43    Проведение измерения

4 3 1 Регистрацию спектра проводят при числе отсчетов в каждом пике не менее 10000, если иное не установлено для конкретного типа спектрометра

4 3 2 В соответствии сип 332и333 определяют положения центроид пиков

4 3 3 Характеристику преобразования спектрометра представляют в виде прямой линии п = а-\-ОЕ

Параметры прямой определяют по методу наименьших квадратов, используя полученные значения положения центроид пиков и соответствующие им справочные значения энергий частиц и фотонов Статистические веса принимают равными единице

43 4 Для каждой центроиды п пика, соответствующего

£ 1


энергии Еи рассчитывают отклонение от прямой линии, описывающей характеристику преобразования (АЕх), в килоэлектронвольтах по формуле


А Е11


пс, -а


(14)


ИЛИ


д Ei=Ev


т    т

п\т 2 Е2ь — (2£,)21— (


т г v


/п т 2/г,—2 Е£пг •£,)


т

£,— 2 п

т 2 £,


(15)


где m — число обрабатываемых пиков.

Затем выбирают максимальное значение из полученных разностей (Д£\тах) и рассчитывают ИНЛ в процентах по формуле


д£шах

ИНЛ= - ——--100,    (16)

£ тс \


где £max — верхнее значение энергии из измеряемого диапазона энергий, кэВ.

Измерение ИНЛ спектрометра одновременно является проверкой диапазона энергии регистрируемого излучения.

4 4. Для определения ИНЛ спектрометра альфа-излучения с ППД применяют источник альфа-частиц, имеющий собственную ширину энергетического распределения на половине высоты от 10 до 20 кэВ, если иное не установлено для спектрометра конкретного типа спектрометра, источник должен испускать альфа-частицы с энергиями в диапазоне от 4,5 до 8,0 МэВ (рекомендуется использовать неэманирующий источник на основе радия или тория или их смеси; допускается использовать источник с радионуклидами 233U + 238Pu + 239Pu или подобный ему с другими альфа-излучающими радионуклидами). Источник устанавливают в блоке (устройстве) детектирования на таком расстоянии от детектора, чтобы значение плоского угла, ограниченного диаметрами активного пятна источника и чувствительной поверхности детектора, не превышало 60°. Измерения проводят при давлении в камере блока (устройства) детектирования не более 15 Па. Органы управления спектрометра устанавливают в положения, обеспечивающие регистрацию пика амплитудного распределения от наиболее низкоэнергетической линии альфа-частиц в пределах от 5 до 20% диапазона многоканального анализатора, а пика от наиболее высокоэнергетической линии альфа-частиц в пределх 80—95% диапазона анализатора.

Интегральную нелинейность спектрометра определяют в соответствии с разд. 4.


С 16 ГОСТ 26874-86

Если диапазон энергий регистрируемого излучения спектрометра существенно превосходит диапазон энергии альфа-частиц источника, допускается диапазон энергий и интегральную нелинейность измерять с использованием генератора импульсов точной амплитуды. Отсчетное устройство генератора для задания амплитуды должно быть проградуировано в энергетических единицах. Сигнал генератора подают на вход предусилителя через калибровочную емкость (1 —10 пФ). Частота следования импульсов генератора не должна превышать 1000 импульсов в секунду. В этом случае измерения считаются достоверными, если относительное разрешение пиков, обусловленных регистрацией импульсов генератора, не превышает относительного разрешения пиков, обусловленных регистрацией линии альфа-частиц. Изменяя амплитуду импульса генератора в зависимости от конкретного типа спектрометра, определяют его ИНЛ по пп. 4.2.1—4.2.4.

4.3, 4.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.5.    Для определения диапазона энергий регистрируемого излучения и ИНЛ гамма-спектрометра с ППД используют источники гамма-излучения, сочетание которых обеспечивает регистрацию не менее семи пиков полного поглощения наиболее равномерно распределенных в диапазоне энергий регистрируемых спектрометром квантов. В качестве источников излучения можно использовать 241Агп, 57Со, 113Sn, 139Се, 137Cs, 22Na, 65Zn, 60Со, 88Y и другие долгоживущие гамма-излучающие радионуклиды. Интегральную нелинейность определяют по разд. 4.

4.6.    Для определения диапазона энергий регистрируемого излучения и ИНЛ спектрометра рентгеновского излучения с ППД используют любые источники низкоэнергетического гамма- и рентгеновского2 излучений, у которых по крайней мере пять моноэнер-гетических линий лежат в диапазоне энергий регистрируемого излучения спектрометра. Набор таких источников должен быть указан в НТД на спектрометр конкретного типа.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.7.    Для определения диапазона энергий регистрируемого из

лучения и ИНЛ гамма-спектрометра со сцинтилляционным детектором используют такое количество радиоактивных источников, которое обеспечивает регистрацию не менее семи пиков полного поглощения в требуемом энергетическом диапазоне (например источники с нуклидами 22Na, 57Со,    65Zn,    S8Y,    U3Sn,    137Cs,

139 Се и 241Am).

Источники из указанных нуклидов располагают на оси детектора на таких расстояниях от торца детектора, при которых ко-

ГОСТ 26874-86 С. 17

личества импульсов в максимумах пиков полного поглощения

наиболее интенсивных линий были бы примерно одинаковы. Интегральную нелинейность определяют по разд. 4.

4а. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕГИСТРАЦИИ В ПИКЕ ПОЛНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ ЗАДАННОЙ ГЕОМЕТРИИ

4а 1 Средства измерений и вспомогательные устройства — по п. 3 1 дополнительно применяют дистансерное устройство, позволяющее получать погрешность не более 2% расстояния между источником и детектором.

4а 2 Подготовка к измерениям — по п. 3 2.

4а 3 Проведение измерений

В дистансерное устройство устанавливают требуемый источник ионизирующего излучения на расстоянии от блока детектирования, указанном в НТД на спектрометр конкретного типа. Проводят регистрацию спектра ионизирующего излучения, испускаемого источником Число импульсов, зарегистрированных в пике полного поглощения, должно быть не менее 2* 103.

Фон в области пика полного поглощения не должен превышать 5% числа импульсов в пике полного поглощения. В случае более высокого значения фона измеряют фон в требуемом энергетическом интервале и вычитают его значение из пика полного поглощения.

Метод учета фона должен быть указан в НТД на спектрометр конкретного типа, утвержденной в установленном порядке.

При измерениях анализатор переключают в режим работы, учитывающий «живое время» анализатора. При невозможности этого необходимо учитывать «мертвое время» спектрометра конкретного типа в соответствии с НТД, утвержденной в установленном порядке. Определяют число отсчетов, зарегистрированных в пике полного поглощения / соответствующей энергии. При измерении проводят 10 наблюдений, перед каждым наблюдением источник устанавливают в дистансерное устройство повторно.

4а4 Обработка результатов

_/

х ■ Л0 ехр /


(16а)


ei =


0.693А *

Т 1/2 /


Значение эффективности в пике полного поглощения для данного значения энергии рассчитывают по формуле

где Ао— паспортное значение внешнего излучения данной энергии в угол 4яср/

Т\!2— период полураспада;

t— время, прошедшее со времени аттестации источника; т—время набора спектра («живое время» анализатора).

Среднее значение эффективности регистрации в пике полного поглощения для данной геометрии рассчитывают по формуле

ё= —-    (166)

Погрешность определения е находят следующим образом Оценивают среднее квадратическое отклонение от среднего S-

5- =1/_^е-е>2 и 6- = 3.°_ 100%    (16в)

8    '    9    10    ь    7

1 Н'--J-2 36-



(16г)


Общая погрешность определения эффективности для 95% ного доверительного интервала при десяти наблюдениях

где V= V 6а„ +6 \т х) -

б ч0 — погрешность аттестации по внешнему излучению (из паспорта на радионуклидный источник); б (у- т) — вклад в общую погрешность, обусловленный погрешностью значения периода полураспада и погрешностью определения времени, прошедшего с момента аттестации до момента измерений Должен быть указан в НТД на спектрометр конкретного типа

Разд 4а. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

5. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ВХОДНОЙ СТАТИСТИЧЕСКОЙ

ЗАГРУЗКИ

ГОСТ 26874—86 С. 19

При увеличении входной загрузки возрастают просчеты импульсов, обусловленные различными процессами в спектрометрическом и регистрирующем тракте спектрометра.

Для любого устройства, в котором существуют просчеты, связь между входной загрузкой N[n и выходной Arout соответствует выражению

A^out = JVin • exp (—iVin * x),    (17)

где х — длительность интервала времени, в пределах которого образуются наложения (просчеты).

Метод измерения загрузок должен учитывать нелинейную зависимость между входной и выходной загрузкой.

5.3. Проведение измерения

5.3.1.    Первое измерение при малой загрузке проводят в соответствии с разд. 3. Органами управления спектрометра добиваются расположения пика моноэнергетической линии в канале, лежащем в пределах от 75 до 80% максимального числа каналов анализатора. При этом экспандирование импульсов не проводят.

При этих условиях определяют энергетическое разрешение и положение центроиды пика.

Для определения загрузочной способности можно, в зависимости от вида спектрометра, использовать несколько методов. Обязательным условием измерения является неизменность положения органов управления спектрометра, установленных при измерении по п. 5.3.1.

5.3.1.1.    Более точный метод, применяемый для измерения загрузок, состоит в использовании генератора импульсов с переключаемой (регулируемой) частотой и счетчика импульсов, соединенных в соответствии с черт. 6.

После выполнения измерений по п. 5.3.1 детектор спектрометра помещают в поток моноэнергетического излучения, создающий загрузку, близкую к предельной. При этом для исключения эффектов суммирования при использовании источников каскадных гамма-квантов и краевых эффектов (для детекторов заряженных частиц) необходимо указывать в НТД минимально допустимое расстояние между центрами поверхностей детектора, узла или блока детектирования и источника, при котором вклад в аппаратурный спектр этих эффектов мал и не влияет на результаты измерений.

При увеличении загрузки спектрометр может потребовать подстройки вспомогательных органов управления. После выполнения любых подстроек необходимо повторить измерения по п. 5.3.1.

Затем коэффициент усиления спектрометрического тракта уменьшают в два раза. В спектрометрический тракт любым об-

гими источниками ионизирующих излучений ОСП—72/80», утвержденных Главным Государственным санитарным врачом СССР и «Норм радиационной безопасности НРБ—76», утвержденных Главным Государственным санитарным врачом СССР.

Перед измерением параметров каждый спектрометр должен пройти внешний осмотр на соответствие конструкторской документации или образцам, утвержденным в установленном порядке.

1.2.    Измерение параметров спектрометров необходимо проводить по истечении времени установления рабочего режима по ГОСТ 24657-81 и после подачи рабочего напряжения на блок (узел) детектирования или детектор.

1.1,    1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.3.    Измерения параметров спектрометров необходимо проводить в следующих условиях:

температура (20±1)°С;

относительная влажность не более 80%;

атмосферное давление от 86 до 106 кПа, если другие не установлены для конкретных типов спектрометров.

1.4.    Изменение номинального значения напряжения питания не должно превышать ±2%.

1.5.    Испытательное оборудование, применяемое для измерения основных параметров спектрометра, не должно вносить в значение любого измеряемого основного параметра спектрометра погрешность, превышающую '/з значения измеряемой величины. При этом влиянием испытательного оборудования следует пренебрегать.

Во всех остальных случаях методы учета погрешностей, вносимых испытательным оборудованием в измеряемые основные параметры спектрометра, должны быть указаны в НТД на спектрометры конкретных типов.

Обозначения параметров приведены в справочном приложении 1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА

2.1.    Структурная схема для измерения основных параметров спектрометров приведена на черт. 1. Схема конкретного типа спектрометра может отличаться от приведенной структурной схемы.

В схему измерения спектрометров могут входить устройства обработки измерительной информации (например на базе микро-ЭВМ).

Схема измерения загрузочной способности спектрометра


Черт. 6


разом подают сигнал генератора импульсов так, чтобы его пик располагался в каналах с большими номерами, чем пики суммирования, в пределах от 90 до 95% максимального числа каналов многоканального анализатора на монотонной части спектра. Для спектрометров с ППД сигнал генератора подают на вход предусилителя через калибровочную емкость. При такой настройке импульсы генератора располагают в области тройных наложений и их интенсивность в этой части спектра существенно меньше, чем в области пика полного поглощения. Частоту генератора устанавливают так, чтобы пик надежно выделялся (с погрешностью площади пика не более 5%) из распределения наложенных импульсов. После установки амплитуды импульсов и частоты генератора проводят одновременную регистрацию спектра на спектрометре и числа импульсов генератора на счетчике за время t. Затем, начиная с канала, соответствующего нижнему энергетическому порогу дискриминации, определяют полное число отсчетов в спектре Ns . Проводят вычитание фонового распределения из пика генератора по п. 3.3.2 и определяют полное число отсчетов в пике генератора Np.

N р А'г


(18)


К'


Нормировочный коэффициент рассчитывают по формуле

где Nr— число зарегистрированных импульсов в счетчике.

Зная нормировочный коэффициент, учитывающий просчеты в спектрометре, определяют значение входной загрузки (Nm) по формуле

—N р х -1


(19)


Nin=




1

Ж


Г


ч

6

7

1

1__

I

9

L*

10

1—источник ионизирующего излучения; 2—источник питания детектора, узла или блока детектирования; 3—детектор, узел или блок детектирования; 4—генератор импульсов точной амплитуды с регулируемой частотой следования импульсов до 20 кГц; 5—измерительный преобразователь (предусилитель, основной формирующей усилитель, цепи компенсации полюса нулем, восстановитель постоянной составляющей, режектор наложенных импульсов, экспандер и др), 5—устройство накопления спектрометрической информации (многоканальный анализатор амплитуд импульсов); 7—устройство вывода информации (дисплей, индикаторы, печатающие устройства и др), 8—источник питания спектрометра; 9—амти-тудный интегральный дискриминатор импульсов; 10—счетчик импульсов с разрешающим временем не более 80 Гц


Черт. 1


Пр имечание. Спектрометрические устройства обычно состоят из блоков 2, 3, 5, 6, и 8.

При измерении основных параметров электронной части спектрометров, не имеющих в своем составе детектора или блока детектирования, моделирование входного сигнала можно обеспечивать при помощи генератора 4 (в этом случае отсутствуют структурные единицы 1, 2 и 3, а связь генератора 4 с измерительным преобразователем 5 показана пунктиром). Измерение основных параметров таких устройств можно осуществлять по описанным в настоящем стандарте методам при помощи генератора 4 и (или) соответствующего детектора ионизирующего излучения.

3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАЗРЕШЕНИЯ

3.1. Средства измерений и вспомогательные устройства

Средства измерений и вспомогательные устройства должны иметь характеристики, указанные в таблице.


Наименование средств измерений и вспомогательных устройств

Характеристики

Амплитудный анализатор импульсов

Число каналов не менее 1000—для альфа и рентгеновского излучений, и не менее 4000 — для гамма-излучения по ГОСТ 16957-80

Генератор импульсов точной ам плитуды

Диапазон регулируемых амплитуд импульсов генератора 0,01 — 10 В, диапазон частот следования импульсов 50 Гц—100 кГц, форма выходных импульсов прямоугольная с длительностью фронта не более 0,05 мкс или треугольная с длительностью фронта не более 0,05 мкс и экспоненциальным спадом длительностью от 50 до 100 мкс

Радионуклидные источники ионизирующих излучений (ОС4И, ОСГИ

И др )

Аттестуются по энергии испускаемого излучения и внешнему излучению (активности) по ГОСТ 8 315—78 и определяются спектрометром конкретного типа по НТД, утвержденной в установленном порядке

(Измененная редакция, Изм. № 1).

32 Подготовка к измерению

При проведении измерения энергетического разрешения интегральная статистическая загрузка на выходе усилителя должна лежать в пределах от 250 до 1000 импульсов в секунду, если не установлено другое значение Необходимую загрузку спектрометрического тракта обеспечивают выбором активности используемого источника и расстояния между центром поверхности активного слоя источника и центром чувствительной поверхности детектора. При проведении измерения необходимо учитывать особь е условия измерения, указанные в эксплуатационной документации (например значение разрежения (вакуума), используемые коллиматоры излучения, наличие рассеивателей излучения, расстояние до них и другие)

При проведении измерений необходимо экспериментально установить постоянные времени цепей формирования импульса спектрометрического тракта для получения минимального энергетического разрешения, если значения этих постоянных или условия их выбора не приведены в эксплуатационных документах.

Кроме того, необходимо произвести регулировку и подстройку вспомогательных органов управления спектрометра (например подстройку цепей компенсации полюса нулем, балансировку усилителей для установки нулевого потенциала на их выходе и др.)*

ГОСТ 26874—86 С. 5

Для определения загрузки спектрометрического тракта можно использовать интегральный дискриминатор и таймируемый счетчик импульсов. Если в состав спектрометрического тракта входит быстрый дискриминатор с сигналом логического уровня, его можно использовать вместо интегрального дискриминатора. Для этого случая на черт. 1 пунктиром показана связь спектрометрического тракта со счетчиком импульсов 10. Значение уровня дискриминации, установленное в энергетических единицах, должно соответствовать указанному в эксплуатационных документах. Для определения загрузки счетчик импульсов включается на 10 с. При этом входная загрузка будет соответствовать 7ю показаний счетчика импульсов.

Требуемая загрузка может быть определена при помощи вспомогательных технических средств, входящих в состав спектрометра (например счетчиком импульсов).

Загрузка может быть также определена и по зарегистрированному спектру, если известно время набора полного спектра (без его экспандирования). Для этого необходимо просуммировать все отсчеты в каналах и разделить полученное число на время, в течение которого регистрируется спектр. Этот способ определения загрузки применим при близком соответствии истинного и аппаратурного спектра (например для альфа-спектрометров с полупроводниковым детектором и учетом мертвого времени) .

Допускается использовать другие методы определения загрузки, указанные в эксплуатационных документах на конкретный тип спектрометра.

3.3. Проведение измерений

3.3.1. После установления требуемой загрузки регистрируют аппаратурный спектр, набирая в максимуме не менее 2000 отсчетов (импульсов), если иное не установлено для конкретного типа спектрометра.

Устанавливают такой режим спектрометра, при котором ширина пика на его полувысоте была бы в пределах от 10 до 20 каналов. Допускается регистрировать спектр при большем числе каналов на полувысоте.

Для определения ширины канала в энергетических единицах используют вторую моноэнергетическую линию от того же или другого источника или пик распределения импульсов генератора точной амплитуды. Расстояние между первым и вторым пиком должно быть не менее 5-кратной ширины пика на половине его высоты. Количество отсчетов в максимуме второго пика должно быть примерно равно количеству отсчетов в максимуме первого пика. Если второй пик создается импульсами генератора, проводят градуировку отсчетного устройства для задания амплитуды импульсов генератора в энергетических единицах.

Относительное энергетическое разрешение (т]отн) в процентах определяют по формуле

Лабе

~тг


• 100,


(1)


Цотн —


где т]абс — значение абсолютного энергетического разрешения, кэВ; Е — значение энергии пика полного поглощения моноэнер-гетической линии, кэВ

Абсолютное энергетическое разрешение (т)абс) в килоэлектрон-вольтах вычисляют по формуле

Г|абс=:=Лп'А'    (2)

где Ап — ширина пика полного поглощения моноэнергетической линии на его полувысоте, число каналов; К — значение энергетической ширины канала, кэВ/канал.

е2х


К=


(3)


пс~псх


Значение энергетической ширины канала К вычисляют по формуле

где Е2, Е\ — значения энергии, соответствующие пикам полного поглощения или эквивалентной энергии пика распределения импульсов генератора, кэВ; п , пС[ — номера каналов, соответствующие положениям центроид пиков с энергиями Е2 и Е\.

Условный аппаратурный спектр с пиками распределения показан на черт 2

Черт 2


ГОСТ 26874-86 С. 7

3.3.2. Для определения положения центроид используются методы, определяемые спецификой аппаратурного спектра.

Если пик полного поглощения моноэнергетической линии расположен на распределении фонового излучения (пьедестала), для повышения точности измерения фоновые отсчеты вычитают из отсчетов пика аппаратурного спектра

Вычитание фона не проводят, если его отсчеты в каналах не превышают 2% числа отсчетов в канале максимума пика.


33 2 1. Если с обеих сторон пика количество отсчетов в каналах одинаково в пределах статистической погрешности, через средние значения распределения фона Nf слева и справа пика проводят линию под пиком, которая на черт 3 показана пунктиром.

Затем из каждого отсчета канала N, вычитают значение фона Nil и строят новое распределение

N\=NX—Niu

3.3.2.2. При несимметричном фоновом пьедестале относительно моноэнергетического пика (черт, 36) процедуру вычитания фона проводят следующим образом; слева и справа от пика на расстоянии от его максимума, равном не менее четырехкратного значения ширины пика на его полувысоте, выбирают участки спектра шириной в 9 каналов Затем рассчитывают вспомогательные величины

} +8

h


i


5,=


Nh


Определяют средний отсчет в каналах, находящихся в середине участков

М+4= » #h+4 =

N1 + 4 ^h + 4-A/h + 4 ' П\ + 4- (N]    +    4-N\i + a)

rth—П]


(4)


N fi=


Значение фонового пьедестала в г-м канале под пиком будет определяться выражением

при этом /+8<i<;/i

Затем из каждого отсчета канала Ni вычитают значение фона Nu и строят новое распределение Л^, = Л^—'Affl

При недостаточной статистической точности участки, в пределах которых производят суммирование фона, могут выбираться с большим числом каналов

3 3 2 3 При обособленных пиках спектра допускается использовать графический метод для вычитания фоновых отсчетов из пика полного поглощения Для этого спектр строят в полулогарифмическом масштабе (по оси абсцисс откладывают номер канала, по оси ординат — логарифм числа отсчетов в канале) Через точки спектра проводят плавную огибающую и через непрерывное фоновое распределение с обеих сторон пика проводят прямую линию, интерпретирующую фоновый пьедестал под пиком. Затем из каждого отсчета канала пика вычитают соответствующий ему фоновый пьедестал

Допускается использовать другие методы вычитания фоновых отсчетов из отсчетов каналов пика

3 3 3 После получения пиков спектра С исключенным фоновым распределением определяют положение центроид пиков Положение центроиды пика определяют одним из методов, описанных ниже.

33 3 1 Если при регистрации спектра пик получится достаточно симметричным и обеспечит проведение плавной огибающей через точки аппаратурного спектра, положение центроиды пика определяют графически, как показано на черт 4 Для этого на полувысоте пика проводят линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с огибающей Через середину отрезка, ограниченного огибающей, проводят нормаль Если нормаль делит пик на симметричные части, значение абсциссы нормали соответствует положению центроиды пика Для проверки правильности определения положения центроиды рекомендуется на 3/4 высоты пика провести линию, параллельную оси абсцисс Если отрезок этой линии, ограниченный огибающей, нормаль делит пополам, то положение центроиды определено правильно и полученное значение можно применять для расчетов по формуле (3).

ГОСТ 26374—$6 С. 9


ПС

Номер канала Черт 4


3 3.3.2 Определение положения центроиды пика по средневзвешенному значению.

Используют симметричную часть пика, лежащую выше его полувысоты.

Положение центроиды (пс) вычисляют по формуле


где пх — номер канала; А/\ — отсчет в канале.

Полученное значение положения центроиды пика используют для расчетов по формуле (3).

3.3.3.3. Определение положения центроиды графоаналитическим методом.

Метод основан на свойствах нормального (гауссовского) распределения. Если считать, что пики спектра интерпретируются этим распределением, то


ЛГ, = ЛГта*-е*р[ —; „г1']


(6)

Затем определяют логарифм отношения отсчетов в двух соседних каналах:



2 п

В =


(7)

где


о2


2 о2


1

Если разрешение спектрометра около 15—18 кэВ допускается определять энергетическую цену канала по линиям тонкой структуры

2

Для измерений могут использоваться рентгеновские линии возбуждения, указанные в НТД на спектрометр конкретного типа.

3

1 Средства измерений и вспомогательные устройства — по п 3 1, дополнительно частотомер с диапазоном измеряемых частот 0—500 МГц, генератор импульсов точной амплитуды с пере ключаемой (регулируемой) частотой следования импульсов, диапазон амплитуд импульсов генератора 0,01 —10 В, диапазон частот следования импульсов 50 Гц —100 кГц, форма выходных импульсов прямоугольная с длительностью фронта не более 0,05 мкс или треугольная с длительностью фронта не более 0,05 мкс и экспоненциальным спадом длительностью от 50 до 100 мкс

(Измененная редакция, Изм. № 1).

52 Подготовка к измерению

При проведении измерений при загрузках, близких к максимальному значению, необходимо принимать во внимание несколько факторов, сказывающихся на результатах измерений