T-ICIRA 48-2023 碘化鈉譜儀監(jiān)測(cè)海水水下y放射性核素技術(shù)規(guī)范

碘化鈉譜儀監(jiān)測(cè)海水水下γ放射性核素技術(shù)規(guī)范中國同位素與輻射行業(yè)協(xié)會(huì)IT/CIRA48—2023 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14儀器裝置 25技術(shù)要求 26監(jiān)測(cè)方案 3 38核素活度濃度分析方法 4 4附錄A(資料性)能量刻度用的單能和多能核素 附錄B(資料性)不確定度計(jì)算方法 7 8Ⅲ1T/CIRA48—2023碘化鈉譜儀監(jiān)測(cè)海水水下γ放射性核素技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了碘化鈉(NaI)譜儀對(duì)海水水下γ放射性核素監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求，監(jiān)測(cè)方案、γ譜儀刻本文件適用于小于200m海水水下NaI譜儀就地測(cè)量。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。閃爍體直接地或通過光導(dǎo)與光敏器件相耦合而組成的電離輻射探測(cè)器。3.2能量分辨率energyresolution對(duì)于某一給定的能量，能分辨的兩個(gè)粒子能量之間的最小相對(duì)差值的量度。3.3全吸收峰fullenergypeak在γ輻射測(cè)量中，光子能量在探測(cè)物質(zhì)中全部被吸收時(shí)的能譜響應(yīng)曲線的峰。3.4探測(cè)效率detectionefficiency在一定的探測(cè)條件下，探測(cè)器測(cè)得的粒子數(shù)與在同一時(shí)間間隔內(nèi)由輻射源發(fā)射出的該種粒子數(shù)之比。3.5單位體積待測(cè)物質(zhì)中放射性核素的活度。注：單位為貝克每立方米(Bq/m3)。2探測(cè)下限lowerlimitofdetection;LLD在給定的置信度下，譜儀可探測(cè)到最低的活度濃度值。[來源：GB/T11713—24儀器裝置海水水下γ放射性核素NaI譜儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由以下五部分組成，如圖1所示。a)探測(cè)器：NaI譜儀。b)專用電纜：用于海洋監(jiān)測(cè)環(huán)境中經(jīng)外部連接系統(tǒng)各部分。c)能譜處理系統(tǒng)：用于能譜數(shù)據(jù)的接收、顯示、存儲(chǔ)、解析、查詢以及輸出。d)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：采用無線通信方式如LAN、4G、5G,或衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)。e)浮標(biāo)平臺(tái)：用于搭載監(jiān)測(cè)設(shè)備。浮標(biāo)平臺(tái)浮標(biāo)平臺(tái)浮標(biāo)平臺(tái)(浮標(biāo)體、電源、定位系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)、傳感器等)能譜處理系統(tǒng)專用電纜浮標(biāo)探測(cè)器平臺(tái)(NaI(錨系)譜儀)圖1海水水下γ放射性核素NaI譜儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5技術(shù)要求5.1.1海水水下γ放射性核素NaI譜儀工作環(huán)境條件：a)溫度：—10℃~+40℃;5.1.2海水水下γ放射性核素NaI譜儀貯存環(huán)境條件：溫度：—20℃~+55℃。5.2探測(cè)性能5.2.1能量分辨率探測(cè)器對(duì)137Cs的661.6keV全吸收峰的能量分辨率應(yīng)優(yōu)于8%。探測(cè)下限應(yīng)滿足以下要求：3a)連續(xù)測(cè)量1h:不大于200Bq·m-3(參考核素137Cs);b)連續(xù)測(cè)量24h:不大于40Bq·m-3(參考核素137Cs)。5.3數(shù)據(jù)采集傳輸5.3.1采樣頻率：信號(hào)采集頻率應(yīng)不小于1MHz。5.4.1閃爍體探測(cè)器受到溫度的影響會(huì)造成譜峰漂移，進(jìn)而影響測(cè)量和自動(dòng)化分析，需要通過電子學(xué)5.4.2可采取測(cè)量海水中天然40K特征能量峰或LED發(fā)出的光形成參考峰的形式進(jìn)行穩(wěn)譜。5.4.3在—10℃~+40℃工作環(huán)境中，經(jīng)穩(wěn)譜后，應(yīng)保證參考峰峰漂的最大值不超過±1道。5.5浮標(biāo)平臺(tái)浮標(biāo)平臺(tái)至少應(yīng)具有以下能力。b)具有衛(wèi)星定位能力，定位誤差不大于10m,能實(shí)時(shí)追蹤浮標(biāo)位置。c)具有獨(dú)立電源，電池容量應(yīng)保證監(jiān)測(cè)設(shè)備連續(xù)工作3個(gè)月以上。6監(jiān)測(cè)方案近岸海域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位一般在內(nèi)水海域布設(shè)。應(yīng)急監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)根據(jù)污染事故類型，區(qū)域特點(diǎn)，污染影響程度及范圍布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。將裝置采用錨定的方式進(jìn)行固定，在固定點(diǎn)位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)完成監(jiān)測(cè)任務(wù)后，對(duì)設(shè)備做沖淡水處理，清理表面附著生物和放射性沾染，清潔干凈后，進(jìn)行回收再利用。能量刻度是指用刻度源刻度譜儀系統(tǒng)的γ射線能量和道址間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。適于能量刻度的單能4T/CIRA48—2023和多能核素及其主要參數(shù)見附錄A。7.2效率刻度全吸收峰效率刻度方法如下所示。a)標(biāo)準(zhǔn)源刻度法：將探測(cè)器吊掛在充滿海水的各邊界距離探測(cè)器位置不小于1m的標(biāo)準(zhǔn)源水池中，探測(cè)器中心位置應(yīng)在水下1m以下。靜置，通過測(cè)量放射性核素活度濃度的全吸收峰計(jì)數(shù)來計(jì)算探測(cè)效率。用于效率刻度的標(biāo)準(zhǔn)源能量分布應(yīng)適當(dāng)，用于效率曲線刻度時(shí)的能量應(yīng)分布40keV～2000keV能區(qū)內(nèi)，至少選擇7個(gè)能量的γ射線擬合效率曲線。b)無源效率刻度法：使用蒙特卡羅方法模擬計(jì)算γ光子的輸運(yùn)過程來得到體源探測(cè)效率的刻度方法。利用該方法，根據(jù)海水的密度和體積(半徑為1m的水球)、探測(cè)器材質(zhì)和尺寸等參數(shù)，完成γ能譜儀的效率刻度。8核素活度濃度分析方法8.1相對(duì)比較法相對(duì)比較法適用于有待測(cè)核素標(biāo)準(zhǔn)源可利用的情況下海水中放射性核素活度濃度計(jì)算。核素活度濃度的計(jì)算見公式(1)。…………8.2效率曲線法根據(jù)探測(cè)效率曲線或效率曲線的擬合函數(shù)求出海水中放射性核素的放射性活度濃度，核素活度濃度的計(jì)算見公式(2)?！璭——該能量γ射線全吸收峰效率；P——該核素特征γ射線的發(fā)射概率；V——半徑為1m的水球體積8.3不確定度的計(jì)算不確定度計(jì)算方法見附錄B。9探測(cè)下限公式及計(jì)算在能譜測(cè)量時(shí)，探測(cè)器在一定的探測(cè)條件、探測(cè)時(shí)間，95%置信水平下，活度濃度的探測(cè)下限見公式(3)。5式中：…………6(資料性)能量刻度用的單能和多能核素見表A.1。核素半衰期γ射線能量keVγ射線發(fā)射概率%241Am432.6a35.78461.4d88.03271.8d85.5127.7d320.19.87661.784.99312.1d834.899.9722Na99.9460Co99.8599.987T/CIRA48—2023(資料性)不確定度計(jì)算方法B.1A類不確定度由統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)引起的不確定度uA見公式(B.1):…………(B.1)uA——總的A類不確定度；Ns——全吸收峰凈面積計(jì)數(shù)；Nb——相應(yīng)全吸收峰本底凈面積計(jì)數(shù)；B.2B類不確定度B類不確定度ug可用公式(B.2)計(jì)算：us=√u2+u2?+u3…………(B.2)up——總的B類不確定度；Up?——符合校正引入的不確定度；up?——刻度源引入的不確定度。分析結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U用公式(B.3)評(píng)定：U=k√u2+uβ…………(B.3)式中：U——擴(kuò)展不確定度；k——包含因子，一般取2,相應(yīng)置信度水平約為95%。8[1]GB/T11713—2015高純鍺γ能譜分析通用[2]GB/T13182—2007碘化鈉(鉈)閃爍體和碘化鈉(鉈)閃爍探測(cè)器[3]GB/T16145—2022環(huán)境及生物樣品中放射