超低本底流气式正比计数器在样品总α/ β测量中串道影响修正

摘 要：超低本底流气式正比计数器是样品总α/ β 测量的理想探测器，但本身具有较强的串道现象，影响样品测量的准确性。系统研究了流气式正比计数器在同一质量厚度、不同241 Am 和40 K 质量分数下α→β、β→α 串道影响，建立了总α/ β 串道修正的二元方程，并与遮盖修正法进行对比，对自制的25 组α/ β 模拟粉末样品进行了测量和串道修正。结果显示α→β 串道影响较大，修正因子随着α 计数率的变化并非恒定值;β→α 串道修正因子影响较小，其平均值为0. 001;遮盖修正法对模拟粉末样品中β 测量结果的修正效果较差，其相对偏差绝对值介于1. 4% ～45. 0%;二元方程修正法对模拟粉末样品中β 测量结果的修正效果较好， 其相对偏差绝对值介于0～5. 5%。

关键词：超低本底流气式正比计数器;串道修正;二元方程修正法

中图分类号：TL811+ . 2 文献标识码：A

四川省核设施、核技术利用企业众多。样品中总α / β 测量是核与辐射预警监测最有效的手段之一[1] ，当前的分析方式主要参照国家环境保护标准制定的两种分析方法[2-3] ，利用单一能量的α、β 核素分别对探测器进行α、β 效率刻度，使用相对比较法进行测量，刻度得到的仪器效率未受串道的影响。超低本底流气式正比计数器是总α / β 测量的理想探测器，相比闪烁体探测器、半导体探测器具有较低的本底计数、较好的探测效率，但本身具有较强的α / β 串道现象[4] ，因此当分析对象为α / β 核素混合样时，串道对测量结果准确性的影响不容忽视。目前，国内外[5-8] 分别从电子学改进和实验修正两方面探讨了闪烁体、流气式正比计数器α / β 测量仪的串道修正方法，并指出待测样品测量中产生的X-γ 射线不会引起α / β道的计数增加，而实验修正方面的研究主要集中于待测样品在不同质量厚度单一计数率下的串道修正，未见针对相对比较法的、相同质量厚度下不同α / β 计数情况对串道影响的研究，并且修正方法直接使用固定的串道修正因子进行计算，忽略了不同计数率对串道修正因子的影响，限制了其应用范围。

鉴于以上需求，本文系统研究了流气式正比计数器在同一质量厚度、不同α / β 计数情况下α→β、β→α 串道现象，总结了各自的影响规律，建立了一种基于流气式正比计数器测量总α / β 串道影响修正的方法，针对待测样品中α→β 的串道影响同时对比传统的遮盖修正法，对自制的25 组α /β 模拟粉末样品进行测量和串道修正计算，验证了修正方法的可行性，以期对样品中总α / β 测量的串道影响进行更好的修正。

1 材料和方法

1. 1 仪器

ORTEC 四路低本底计数器MPC-9604，每个探测器直径为57 mm，工作气体是P-10（90%Ar和10%CH4 ）气体，其中探测器A 的工作条件及计量性能指标列于表1。测量样品盘为直径52 mm的不锈钢盘，铺盘样品的质量为240 mg，质量厚度为11. 3 mg/ cm2 ; 样品和本底的测量时间均为200 min。所用天平为日本岛津（ SHIMADZU）AUX120 型电子分析天平。