У

Группа Л95

ДК 539.1.074.2/.3.08 : 006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Д

ГОСТ
17038.1-79*

Взмаен

ГОСТ 17038—71
в части разд. 1
пп. 1.1 и 1.2

ЕТЕКТОРЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЕ

Методы измерений нелинейности и нестабильности
установки для определения сцинтилляционных
параметров детекторов
lonizing-radiation scintillation detectors.

Methods for measurement of non-linearity and instability
of installation for determination of scintillation
detector parameters

ОКП 26 5100

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 апреля 1979 г. № 1592 срок введения установлен

с 01.01.80

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 24.08.84 № 3007 срок действия продлен до 01,01,90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на установки для опре­деления сцинтилляционных параметров сцинтилляционных де­текторов ионизирующих излучений (детекторов) и устанавливает два метода измерения нелинейности (метод 1 для установки, ра­ботающей в импульсном режиме, и метод 2 для установки, рабо­тающей в токовом режиме) и метод измерения нестабильности, а а также метод определения начальной точки характеристики преоб­разования установки, работающей в импульсном режиме (ме­тод 1).

Стандарт применяется совместно с ГОСТ 17038.0—79.

  1. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОСТИ УСТАНОВКИ,
    РАБОТАЮЩЕЙ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ (МЕТОД 1)

    1. Зависимость амплитуды (V) импульса на выходе уста­новки от сигнала Гвх на входе установки (характеристику пре­образования установки) определяют по формуле

Г=аіГвх+Го, (1)

где щ — коэффициент преобразования установки;

Го — начальная точка характеристики преобразования уста­новки.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

* Переиздание (февраль 1984 г.) с Изменением А° 1,
утвержденным в августе 1984 г. (ИУС № 12—84)

Если характеристика, преобразования детектора линейна, то характеристика преобразования установки с детектором также линейна: .

У=аЕ+Уо,д, (2)

причем Уо,д= Vo +Уд= Vo—as, (3)

где Е — энергия фотона;

а— коэффициент преобразования установки с детектором;

Уо,д— начальная _точка характеристики преобразования уста­новки с детектором;

VA — начальная точка характеристики преобразования детек­тора;

е — показатель непропорциональности детектора — началь- ' ная точка характеристики преобразования детектора в энергетических единицах. -

  1. Нелинейность (Да), определяемую отклонением экспери­ментальных точек от характеристики преобразования, в. процен­тах, вычисляют по формуле

Дп = а^~а^. . юо,
^тах“ЬЯпнп

где атах и Оццд— максимальное и минимальное значения величи­ны а.

  1. Значение Уо.д определяют как отсечку характеристики преобразования установки с детектором на оси ординат; значение Vo находят из соотношения (3).

  2. Нелинейность и начальную точку характеристики преоб­разования установки определяют с помощью стандартного об­разца светового выхода сцинтилляционных детекторов на основе монокристалла натрия йодистого, активированного таллием, при возбуждении гамма-излучением.

Для этого набирают спектры амплитуд импульсов, возникаю­щих при поглощении сцинтиллятором гамма-излучения, используя моноэнерготическое излучение не менее пяти значений энергии и определяют амплитуды Импульсов, соответствующие максимумам пиков полного поглощения. Используют гамма-излучение, энергия которого находится в интервале 48-—240 фДж (300—1500 кэВ). Разность между максимальной, и ближайшей к ней энергией излу­чения должна быть не менее 48 фДж (300 кэВ). ■

Примечание. Детектор гамма-излучения на основе монокристалла на­трия йодистого, активированного таллием, является линейным преобразователем в области энергий 4®—240 фДж (300—1‘5О0 кэВ),

  1. Если установка будет использована для работы в области энергий гамма-излучения ниже 48 фДж (300 кэВ) или для работы С детекторами, световой выход которых более чем в два раза ни­же светового "выхода детекторов на основе монокристаллов нат­

  2. рия йодистого, активированных, таллием, ее нестабильность и ве- •личину Vo определяют по п. 1.4, помещая между стандартным об­разцом и фотокатодом ФЭУ поглотитель светового потока. Свето­вой поток от стандартного образца ослабляют настолько, чтобы значение амплитуды импульса, соответствующей максимуму пи­ка полного поглощения при возбуждении гамма-излучением це­зия-137, отличалось не более чем на 20% от значения амплитуды импульса при возбуждении испытуемого детектора излучением, для регистрации которого он предназначен.

  3. Значения нелинейности и Vo измеряют на том коэффици­енте усиления установки, на котором измеряют параметры де­текторов.

  4. Если другая периодичность не указана в НТД на конк­ретные типы детекторов, нелинейность И .Уо измеряют не реже од­ного раза в месяц, а также после замены ФЭУ или ремонта ап­паратуры. ->

  5. А п п а р а т у р а

    1. У становку для определения сцинтилляционных парамет­ров детекторов, работающую в импульсном режиме, собирают из элементов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 17038.0—79, черт. 1.

/—источник питания каскада согласования; 2—блок де­тектирования с каскадом согласования; 3—источник пита­ния ФЭУ; 4—амплитудный анализатор импульсов; 5— стабилизатор напряжения питания

Черт. 1

  1. (Исключен, Изм. № 1).

  2. Стандартный образец светового выхода должен быть ат­тестован в установленном порядке по световому выходу и пока­зателю непропорциональности.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

  1. Подготовка и проведение измерений

    1. Стандартный образец помещают на фотокатоде ФЭУ в оптическом контакте, если другой способ не указан в НТД на конкретные типы детекторов. Материалы, рекомендуемые для со­здания и устранения оптического контакта, приведены в рекомен­дуемом приложении 2. Допускается применение центрирующих оправок, изготовленных из диэлектричЛкого материала.

    2. Затемняют стандартный образец и ,ФЭУ и подают на ФЭУ напряжение питания.

    3. Устанавливают источник гамма-излучения.

Допускается помещать источник внутрь корпуса. В этом случае операции по пп. 1.9.2 и 1.9.3 выполняются в обратном порядке.

  1. Набирают спектр амплитуд импульсов, определяя значе­ние (в каналах) амплитуды ІЛ импульсов, соответствующее мак­симуму пика полного поглощения.

Измерения повторяют три раза и вычисляют среднее значе­ние Vi результатов трех измерений-.

  1. Измерения по пп. 1.9.3 и 1.9.4 повторяют с остальными источниками излучения, определяя средние значения амплитуд Vi импульсов для каждого значения энергии Et.

Измерения проводят при неизменном коэффициенте усиления.

Примечание. Допускается набор спектра амплитуд импульсов при возбуждений детектора гамма-излучением одновременно от всех используемых источников, '

  1. Обработка результатов

    1. По таблице справочного приложения 3 находят энергию моноэнергетического гамма-излучения..

    2. Значения коэффициентов (щ) преобразования установ­ки с детектором в каждом энергетическом интервале вычисляют по формуле

где Етах максимальная энергия используемого гамма-излуче­ния, фДж (кэВ);

Vmax — соответствующая ей амплитуда импульсов, вольт (ка­нал). ,

  1. Из совокупности значений сц выбирают максимальное атах и минимальное amin значения.

  2. По формуле (4) вычисляют значение, в процентах, не­линейности установки. *

Результат округляют до одной значащей цифры. Округление проводят по СТ СЭВ 543—77. ~

  1. Среднее значение (а) коэффициента преобразования вычисляют по формуле

а = —Ц- 2 щ. (6)

«-1 і=і

где п — число использованных значений энергии.

  1. 1.10.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

  2. Значение, в каналах, начальной точки характеристики преобразования установки с детектором (Уо,д) вычисляют по формуле

  1. (


п ' _ _ л

Л И,-о Z £, ) . (7)

  1. Значение, в каналах, начальной точки характеристики преобразования установки (Vo) вычисляют по формуле

Vo — Уо,д + а®. (8)

Результат округляют до целых значений. Округление проводят по СТ СЭВ 543—77.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

    1. Суммарная абсолютная погрешность измерения нели­нейности установки не должна превышать 3% при доверительной вероятности 0,95.

    2. Суммарная абсолютная погрешность измерения началь­ной точки характеристики преобразования установки не должна превышать двух каналов при доверительной вероятности 0,95.

  1. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОСТИ УСТАНОВКИ,
    РАБОТАЮЩЕЙ В ТОКОВОМ РЕЖИМЕ (МЕТОД 2J

    1. Нелинейность (Да) определяют измерением коэффициента а' ослабления светового потока от детектора при устранении оп­тического контакта между выходным окном детектора и фотокато­дом в заданном интервале значений напряжения питания ФЭУ. Ее значение, в процентах, вычисляют по формуле

= -100, (9)

°nrax'+ainln

где а'тах и a'min максимальное и минимальное значения ко­эффициента а'.

Примечание. В случаях, оговоренных НТД на конкретные типы детек­торов, допускается определять нелинейность измерением отношения двух сиг­налов на выходе установки в заданном интервале значений напряжения пита­ния ФЭУ.

  1. Нелинейность установки определяют с помощью стандарт­ного образца светового выхода сцинтилляционных детекторов на основе того же сцинтиллятора и при возбуждении ионизирующим излучением того же вида, что и испытуемые детекторы.

ф—ф _ .

±


-J—. 1—блок детектирования; 2—источник питания ФЭУ; 3— прибор для из«

-| 4 I мерения тока; 4—стабилизатор напряжения уитания

  1. Черт. 2Если другая периодичность не указана в НТД на конкрет­ные типы детекторов, нелинейность измеряют не реже одного ра­за в месяц, а также после замены ФЭУ или ремонта аппаратуры.

  2. Аппаратура

    1. Установку для определения сцинтилляционных парамет­ров^ детекторов, работающую в токовом режиме, собирают из эле­ментов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 17038.0—79, черт. 2.

    2. Средства измерений, вспомогательные устройства и ис­точники ионизирующего излучения приведены в ■ рекомендуемом приложении 1.

Вид источника ионизирующего излучения устанавливается НТД на конкретные типы детекторов.

    1. Стандартный образец светового выхода, аттестованный в установленном порядке по световому выходу.

  1. Подготовка и проведение измерений

    1. Стандартный образец помещают на фотокатоде ФЭУ. Между выходным окном стандартного образца и фотокатодом по­мещают экран из светонепроницаемой бумаги. Диаметр экрана равен диаметру фотокатода.

    2. Затемняют стандартный образец и ФЭУ и подают на ФЭУ напряжение питания. Значение напряжения питания уста­навливают на 10% выше, чем значение рабочего напряжения U питания ФЭУ.

    3. Устанавливают источник ионизирующего излучения.

Допускается помещать источник внутрь корпуса. В этом слу­чае операции по пп. 2.5.2 и 2.5.3 выполняются в обратном по­рядке.

  1. Измеряют анодный ток ФЭУ /фд (фоновый ток).

  2. Стандартный образец помещают на фотокатоде ФЭУ в оптическом контакте. Материалы, необходимые для создания и устранения оптического контакта, приведены в рекомендуемом приложении 2.

  3. Затемняют стандартный образец и ФЭУ и подают на ФЭУ то же напряжение питания, что при измерении фонового то­ка.

  4. Устанавливают источник ионизирующего излучения в той же геометрии, что при измерении фонового тока.

  5. Измеряют анодный ток ФЭУ /Окд.

Его значение не должно превышать 0,7 от предельно допусти­мого для ФЭУ используемого типа. В противном случае увеличи­вают расстояние между источником и стандартным образцом (при измерениях гамма-излучения) или используют источник мень­шей активности (при измерениях бета-, альфа- и гамма-излуче­ния) и все измерения по пп. 2.5.1—2.5.8 проводят на новом рас­стоянии от источника облучения или с новым источником.

  1. .Устраняют оптический контакт, помещают стандартный образец на фотокатоде ФЭУ без оптического контакта, затемняют стандартный образец и ФЭУ, подают на ФЭУ то же напряжение питайия, что и при измерении 7ф,і и 7OK,i, и устанавливают источ­ник ионизирующего излучения.

Примечание. Особое внимание обращают на сохранение геометрии об­лучения неизменной.

  1. Измеряют анодный ток ФЭУ 7бок,і.

  2. Измерения по пп. 2.5.1—2.5.10 повторяют при различ­ных напряжениях питания ФЭУ, значения которых устанавлива­ют в пределах от 1,1(7 до 0,8(7 с интервалом 0,1(7. .

Для каждого значения напряжения питания ФЭУ определяют 7фд; 7ok,g 7бок,і.

  1. Обработка результатов

    1. Значения коэффициентов (a'j) ослабления светового по­тока от детектора вследствие устранения оптического контакта для каждого значения напряжения питания ФЭУ вычисляют по формуле

/

(10)

ок, /ф1

а і=—. т-

260Kj ■'фі

  1. Из набора значений а'і выбирают максимальное a'max и минимальное a'min значения.

  2. По формуле (9) вычисляют значение, в процентах, нели­нейности установки.