Yё=-^. (166)
Погрешность определения є находят следующим образом. Оценивают среднее квадратическое отклонение от среднего S-
S- =1/_Z(e~ ё)2 и 6-= SL-100%. (16в)
Е ' 9 ю ь 7
Общая погрешность определения эффективности для 95%-ного доверительного интервала при десяти наблюдениях
1,1КН-2,ЗЛ- Г
А=-/п— ■ и ’ <16г>
У Щ +У е ' з
где V= ~f Т) >
6 л0 — погрешность аттестации по внешнему излучению (из паспорта на радионуклидный источник);
6 (т, т) — вклад в общую погрешность, обусловленный погрешностью значения периода полураспада и погрешностью определения времени, прошедшего с момента аттестации до момента измерений. Должен быть указан в НТД на спектрометр конкретного типа.
Разд. 4а. (Введен дополнительно, Изм. № 1).
5. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ВХОДНОЙ СТАТИСТИЧЕСКОЙ
ЗАГРУЗКИ
Средства измерений и вспомогательные устройства — по п. 3.1, дополнительно: частотомер с диапазоном измеряемых частот 0—500 МГц; генератор импульсов точной амплитуды с переключаемой (регулируемой) частотой следования импульсов; диапазон амплитуд импульсов генератора 0,01 —10 В, диапазон частот следования импульсов 50 Гц —100 кГц; форма выходных импульсов прямоугольная с длительностью фронта не более 0,05 мкс или треугольная с длительностью фронта не более 0,05 мкс и экспоненциальным спадом длительностью от 50 до 100 мкс.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Подготовка к измерению
При проведении измерений при загрузках, близких к максимальному значению, необходимо принимать во внимание несколько факторов, сказывающихся на результатах измерений.
При увеличении входной загрузки возрастают просчеты импульсов, обусловленные различными процессами в спектрометрическом и регистрирующем тракте спектрометра.
Для любого устройства, в котором существуют просчеты, связь между входной загрузкой Мп и выходной Arout соответствует выражению
NOut = Nin-exp(—Мп-т), (17)
где т — длительность интервала времени, в пределах которого образуются наложения (просчеты).
Метод измерения загрузок должен учитывать нелинейную зависимость между входной и выходной загрузкой.
Проведение измерения
Первое измерение при малой загрузке проводят в соответствии с разд. 3. Органами управления спектрометра добиваются расположения пика моноэнергетической линии в канале, лежащем в пределах от 75 до 80% максимального числа каналов анализатора. При этом экспандирование импульсов не проводят.
При этих условиях определяют энергетическое разрешение и положение центроиды пика.
Для определения загрузочной способности можно, в зависимости от вида спектрометра, использовать несколько методов. Обязательным условием измерения является неизменность положения органов управления спектрометра, установленных при измерении по п. 5.3.1.
Более точный метод, применяемый для измерения загрузок, состоит в использовании генератора импульсов с переключаемой (регулируемой) частотой и счетчика импульсов, соединенных в соответствии с черт. 6.
После выполнения измерений по п. 5.3.1 детектор спектрометра помещают в поток моноэнергетического излучения, создающий загрузку, близкую к предельной. При этом для исключения эффектов суммирования при использовании источников каскадных гамма-квантов и краевых эффектов (для детекторов заряженных частиц) необходимо указывать в НТД минимально допустимое расстояние между центрами поверхностей детектора, узла или блока детектирования и источника, при котором вклад в аппаратурный спектр этих эффектов мал и не влияет на результаты измерений.
При увеличении загрузки спектрометр может потребовать подстройки вспомогательных органов управления. После выполнения любых подстроек необходимо повторить измерения по п. 5.3.1.
Затем коэффициент усиления спектрометрического тракта уменьшают в два раза. В спектрометрический тракт любым об-
Схема измерения загрузочной способности спектрометра
Черт. 6
разом подают сигнал генератора импульсов так, чтобы его пик располагался в каналах с большими номерами, чем пики суммирования, в пределах от 90 до 95% максимального числа каналов многоканального анализатора на монотонной части спектра. Для спектрометров с ППД сигнал генератора подают на вход предусилителя через калибровочную емкость. При такой настройке импульсы генератора располагают в области тройных наложений и их интенсивность в этой части спектра существенно меньше, чем в области пика полного поглощения. Частоту генератора устанавливают так, чтобы пик надежно выделялся (с погрешностью площади пика не более 5%) из распределения наложенных импульсов. После установки амплитуды импульсов и частоты генератора проводят одновременную регистрацию спектра на спектрометре и числа импульсов генератора на счетчике за время t. Затем, начиная с канала, соответствующего нижнему энергетическому порогу дискриминации, определяют полное число отсчетов в спектре N2 . Проводят вычитание фонового распределения из пика генератора по п. 3.3.2 и определяют полное число отсчетов в пике генератора Np.
Нормировочный коэффициент рассчитывают по формуле где Nr— число зарегистрированных импульсов в счетчике.
Зная нормировочный коэффициент, учитывающий просчеты в спектрометре, определяют значение входной загрузки (Niri) по формуле
— Np
Nin=—^~. (19)
Для повышения достоверности измерений (особенно, если в состав аппаратуры входит предусилитель с оптоэлектронной обратной связью) рекомендуется измерение повторить, увеличив частоту следования импульсов генератора в три раза (из-за возможного случайного совпадения частот генератора и восстановления режима предусилителя вследствие разравнивания статистического потока импульсов).
После первичного определения загрузки необходимо довести ее до максимальной в соответствии с установленной для конкретного типа спектрометра.
Окончив установку загрузки и отсоединив генератор от спектрометрического тракта, коэффициент усиления спектрометрического тракта увеличивают в два раза и определяют энергетическое разрешение и положение центроиды пика моноэнергетической линии по пп. 3.3.2—3.3.4.
Допускается использовать другие методы определения загрузки спектрометра.
Метод определения загрузки спектрометра должен соответствовать указанному в эксплуатационных документах.
Зная энергетическую ширину канала анализатора, положения центроид пиков и энергетические разрешения при малой и максимальной загрузках, рассчитывают относительное значение изменения разрешения (бп ) в процентах по формуле
5 = . 100, (20)
где т]ь. Лі — соответственно значения энергетического разрешения (см. п. 5.3) спектрометра при максимальной и малой загрузке,
и относительное смещение положения центроиды пика (бс) в процентах по формуле
6с= 100, (21)
где «сі, «сь ■— соответственно номер канала, соответствующий положению центроиды пиков при максимальной и малой загрузке; К — энергетическая ширина канала, определенная при малой загрузке, кэВ; Е — энергия, соответствующая моноэнергетичес- кому пику, кэВ.
Для определения максимальной входной статистической загрузки альфа-спектрометра с ППД используют источник 238Рц или подобный ему с другим альфа-излучающим радионуклидом с разбросом энергий не более 20 кэВ.
Изменение входной загрузки проводят изменением расстояния между источником и детектором. Значение плоского угла, ограниченного диаметрами активного пятна источника и чувствительной поверхности детектора, не должно превышать 60°. Измерения проводят в соответствии с разд. 5.
Для определения максимальной входной статистической загрузки гамма-спектрометра с ППД используют, например, источник 60Со. Изменение входной загрузки проводят изменением расстояния между источником и детектором. При этом минимальное значение этого расстояния должно быть не менее 25 см. Измерения проводят в соответствии с разд. 5, определяя изменение положения центроиды пика и энергетического разрешения по линии 1332 кэВ в зависимости от входной загрузки.
Для гамма-спектрометров с ППД необходимо указывать параметры детектора (объем, чувствительность или эффективность), при которых проводились измерения.
Для определения максимальной входной статистической загрузки рентгеновского спектрометра с ППД используют источник рентгеновского излучения, например, 55Fe.
Изменение входной загрузки проводят изменением расстояния источник-детектор. Измерения проводят по разд. 5, определяя изменение положения центроиды пика и энергетического разрешения по линии 59 кэВ в зависимости от входной загрузки.
Измерения выполняют при постоянных времени цепей формирования импульса спектрометрического тракта т;=1 мкс. Рекомендуется проводить аналогичные измерения при постоянных времени цепей формирования Tf = 2,0; 4,0; 6,0 мкс. Если у конкретного спектрометра постоянные времени цепей формирования отличаются от указанных в настоящем стандарте, измерения проводят при постоянных времени, в наибольшей мере близких к перечисленным. В противном случае измерения выполняют при среднем значении постоянных времени, а также при максимальном и минимальном их значениях.
Для спектрометров с блоками детектирования с германиевыми ППД рекомендуется дополнительно проводить аналогичную процедуру, используя источник 57Со (линию 122 кэВ) или 241Аш (линию 59,9 кэВ). Если в конкретном спектрометре применяют ППД из материалов, отличных от кремния и германия, то максимальную входную загрузку измеряют при помощи источника, тип которого указан в эксплуатационных документах.
Для рентгеновских и гамма-спектрометров с ППД дополнительно допускается приводить абсолютное значение изменения разрешения и смещения положения центроиды пика.
Для большей полноты характеристики таких спектрометров желательно определять эти параметры при различных постоянных времени цепей формирования импульса спектрометрического тракта и при различных значениях загрузки.
Для определения максимальной входной статистической загрузки гамма-спектрометра со сцинтилляционным детектором используют источник 137Cs. Измерение входной загрузки проводят изменением расстояния источник—детектор. Для конкретного типа спектрометра в его эксплуатационной документации указано минимальное значение этого расстояния.
Измерения проводят по разд. 5, определяя изменение положения центроиды пика и энергетического разрешения по линии 661 кэВ в зависимости от входной загрузки.
В дополнение к указанному в пп. 5.3.3—5.3.6 допускается измерять максимальную входную загрузку спектрометра следующим образом.
Измеряют скорость счета импульсов на выходе усилительного тракта спектрометра и в анализируемом максимуме амплитудного распределения импульсов при увеличении входной статистической загрузки спектрометра при помощи источника, испускающего кванты (частицы) с энергией меньшей, чем в анализируемом максимуме.
Для этого спектрометр устанавливают в режим, при котором проводится измерение «живого» времени.
К выходу усилительного тракта спектрометра подключают измеритель входной статистической загрузки.
Устанавливают перед детектором в БД (УД) первый источник, испускающий кванты (частицы) с наибольшей энергией, чем другие источники, используемые при определении входной статистической загрузки. Входная загрузка спектрометра должна быть от 200 до 1000 импульсов в секунду.
Проводят измерения спектра импульсов от первого источника. В максимуме, соответствующем регистрации квантов (частиц) с максимальной энергией, набирают не менее 104 импульсов. Устанавливают второй источник так, чтобы он не экранировал первый источник (или испускал наряду с частицами с наибольшей энергией и частицы с меньшими энергиями), увеличивают входную загрузку последовательно, каждый раз за длительность измерения спектра первого источника измеряют спектр импульсов в присутствии второго источника. Определяют скорость счета импульсов в анализируемом максимуме.
Допускается определять входную загрузку спектрометра путем суммирования импульсов, регистрируемых в единицу времени во всех каналах амплитудного анализатора.
Входную загрузку спектрометра увеличивают до тех пор, пока скорость счета импульсов в анализируемом максимуме не уменьшится примерно на 10% по отношению к первоначальному результату.
Значение максимальной входной статистической загрузки спектрометра определяется допустимым значением уменьшения скорости счета импульсов в анализируемом максимуме по отношению к первоначальному значению.
Конкретное значение максимальной входной статистической загрузки спектрометра должно быть указано в НТД на спектрометр конкретного типа, утвержденный в установленном порядке. В НТД обязательно должны быть указаны установки нижнего и верхнего порогов дифференциального энергетического окна анализируемого максимума амплитудного распределения.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
5а. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ПОКАЗАНИИ (АМПЛИТУДЫ
СИГНАЛА ВО ВРЕМЕНИ)
5а. 1. Средства измерений и вспомогательные устройства — по п. 3.1.
5а.2. Подготовка к измерениям — по п. 3.2, дополнительно: колебания температуры окружающего воздуха за время измерений не должны превышать ±2°С.
