超低本底流氣式正比計數器在樣品總α/ β測量中串道影響修正

摘 要：超低本底流氣式正比計數器是樣品總α/ β 測量的理想探測器，但本身具有較強的串道現象，影響樣品測量的準確性。系統研究了流氣式正比計數器在同一質量厚度、不同241 Am 和40 K 質量分數下α→β、β→α 串道影響，建立了總α/ β 串道修正的二元方程，并與遮蓋修正法進行對比，對自制的25 組α/ β 模擬粉末樣品進行了測量和串道修正。結果顯示α→β 串道影響較大，修正因子隨著α 計數率的變化并非恒定值;β→α 串道修正因子影響較小，其平均值為0. 001;遮蓋修正法對模擬粉末樣品中β 測量結果的修正效果較差，其相對偏差絕對值介于1. 4% ～45. 0%;二元方程修正法對模擬粉末樣品中β 測量結果的修正效果較好， 其相對偏差絕對值介于0～5. 5%。

關鍵詞：超低本底流氣式正比計數器;串道修正;二元方程修正法

中圖分類號：TL811+ . 2 文獻標識碼：A

四川省核設施、核技術利用企業眾多。樣品中總α / β 測量是核與輻射預警監測最有效的手段之一[1] ，當前的分析方式主要參照國家環境保護標準制定的兩種分析方法[2-3] ，利用單一能量的α、β 核素分別對探測器進行α、β 效率刻度，使用相對比較法進行測量，刻度得到的儀器效率未受串道的影響。超低本底流氣式正比計數器是總α / β 測量的理想探測器，相比閃爍體探測器、半導體探測器具有較低的本底計數、較好的探測效率，但本身具有較強的α / β 串道現象[4] ，因此當分析對象為α / β 核素混合樣時，串道對測量結果準確性的影響不容忽視。目前，國內外[5-8] 分別從電子學改進和實驗修正兩方面探討了閃爍體、流氣式正比計數器α / β 測量儀的串道修正方法，并指出待測樣品測量中產生的X-γ 射線不會引起α / β道的計數增加，而實驗修正方面的研究主要集中于待測樣品在不同質量厚度單一計數率下的串道修正，未見針對相對比較法的、相同質量厚度下不同α / β 計數情況對串道影響的研究，并且修正方法直接使用固定的串道修正因子進行計算，忽略了不同計數率對串道修正因子的影響，限制了其應用范圍。

鑒于以上需求，本文系統研究了流氣式正比計數器在同一質量厚度、不同α / β 計數情況下α→β、β→α 串道現象，總結了各自的影響規律，建立了一種基于流氣式正比計數器測量總α / β 串道影響修正的方法，針對待測樣品中α→β 的串道影響同時對比傳統的遮蓋修正法，對自制的25 組α /β 模擬粉末樣品進行測量和串道修正計算，驗證了修正方法的可行性，以期對樣品中總α / β 測量的串道影響進行更好的修正。

1 材料和方法

1. 1 儀器

ORTEC 四路低本底計數器MPC-9604，每個探測器直徑為57 mm，工作氣體是P-10（90%Ar和10%CH4 ）氣體，其中探測器A 的工作條件及計量性能指標列于表1。測量樣品盤為直徑52 mm的不銹鋼盤，鋪盤樣品的質量為240 mg，質量厚度為11. 3 mg/ cm2 ; 樣品和本底的測量時間均為200 min。所用天平為日本島津（ SHIMADZU）AUX120 型電子分析天平。