高纯锗γ谱仪对环境样品的效率刻度

    1引言

    了谱仪的全能峰效率与y射线能量，被测样品的几何形状，样品与探头的距离及样品的介质有关。并由于环境样品的种类多、放射性核素的含量低和种类多，给刻度和测量工作带来了困难。

    对体源的全能峰效率的刻度可以采用实验方法、点源积分法〔‘〕、蒙特一卡罗计算方法{，飞。实验方法精确度较高，但受实验条件的限制，不可能做得很完善，也比较麻烦。后二种方法必须采用复杂的计算程序，也使得方法的使用受到限制。

    本文采用较简单的半经验公式方法刻度了高纯锗y谱仪的效率，同时用模拟介质进行验证，并与中国原子能院、苏州医学院和秦山核电厂进行了环境样品的放射性含量的比对。

    2方法原理

    实验表明:当被测样品均匀装在直径相同的圆柱形样品盒中，则探测器的全能峰效率方程可分解成相互独立的二个变量，一个为能量、一个为样品的高度。

    式中，E(。，d)为探测器的全能峰探测效率，F份)为效率与能量的关系式，。(d)为效率与样品高度的关系式。

    对某一高度恒定的环境样品，F(。)对能量的关系可表示为能量对数的二次多项式:

    其中a、b、。为待定常数。通过对不同能量的效率刻度，用最小二乘法拟合求得。

    将圆柱形体源分成等面积的单位面源，设整个体源的活度为S，样品的高度为d，则单位面源的活度为S/d。假设整个面源中的下射线均匀垂直穿过线性减弱系数为产的样品介质，则单位面源的活度衰减为(S/d)。一脚。对某个能量为e的丫射线，其单位面源在探测器的响应为F(e)·(S/d)exp[一产(d一x)jdx

    对整个体源积分并根据全能峰探测效率的定义得 

    对(5)式进行泰勒展开， 

    对(6)式只取前三项低次项得,

    即对某个能量为尸的了射线的效率与样品的高度的关系为:

    这表明对某个能量为尸的丫射线的全能峰探测效率是被测样品高度的二次多项式，只要通过对不同高度的标准体源进行刻度后，就能对其它高度的环境样品进行内插，求得各高度的效率，从而定量分析其活度。

    3实验结果

    本实验采用了直径52.Zmm、高57mm的高纯锗探测器，其相对效率为27%，能量分辨率为2.ookeV(相对于‘。Co的1.33MeV的丫射线)。探测器被放置在loomm厚的铅屏蔽室内、标准源封装在直径75mm、高75mm的塑料样品盒中。

    以植物灰为样品的基底介质，分别加入不同活度’‘，Am、‘，，Ba、”Co、‘。Co、5‘Mn、”，Cs标准液体源。混均后，制成一定比活度的不同高度的标准样品。高度选取为10.5、22.0、34·。、43.5、54.omm。该项工作委托中国计量科学院电离辐射处完成。