ICS 27.120.30F 85EJ/T 1139－2001勘查用γ辐射仪和γ能谱仪性能和测试方法γ-ray radiation meters and γ-ray spectrometers used forprospecting-characteristics and test methods2001－11－15发布2002－02－01实施国防科学技术工业委员会 发布前言本标准规定勘查用γ辐射仪和γ能谱仪的主要性能和测试方法。

本标准是在已发布和实施的产品标准EJ/T 583－91《轻便测井仪》、EJ/T 584－94《勘探用便携式γ辐射仪和γ能谱仪》、EJ/T 585－91《车载γ能谱测量系统》的基础上编制的。

勘查用γ辐射仪和γ能谱仪有多种类型：便携式γ辐射仪和γ能谱仪、γ总量测井仪和γ能谱测井仪、车载γ能谱测量系统以及航空γ能谱测量系统等。

而γ能谱仪（包括能谱测量系统）又分四道能谱仪和多道能谱仪。

四道即总道、铀道、钍道和钾道，在铀矿勘查中最常用。

便携式γ辐射仪和γ能谱仪由探头和主机（操作台）组成。

按结构形式分为一体型（探头和主机组成一体）、分体型（探头和主机用电缆连接起来）。

常用的探测器有闪烁探测器（如NaI（Tl））和半导体探测器（如高纯锗、Si（Li）等）。

γ总量测井仪和γ能谱测井仪由下井仪器（探管）和地面仪器组成。

下井仪器包括γ辐射探测器及其相应的功能部件和外壳。

地面仪器包括绞车、电缆和操作台。

车载γ能谱测量系统包括探测器、γ能谱数据采集和分析系统、以及定位系统等辅助设备。

本标准不涉及航空γ能谱测量系统，其主要性能和测试参见EJ/T 1032－1996《航空伽玛能谱测量规范》附录B和IEC 1334:1992《地面γ辐射航测仪》。

本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会提出。

本标准由核工业标准化研究所归口。

本标准起草单位：核工业北京地质研究院。

本标准主要起草人：张银贵、张彪。

1 范围本标准规定了勘查用γ辐射仪和γ能谱仪的主要性能和测试方法。

本标准适用于勘查用便携式γ辐射仪和γ能谱仪、γ总量测井仪和γ能谱测井仪、车载γ能谱测量系统。

本标准不适用于航空γ测量系统。

2 规范性引用文件下列规范性文件中的有关条文通过本标准的引用而成为本标准的条文。

下列注明日期或版次的引用文件，其后的任何修改单或修订版本都不适用于本标准，但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。

下列未注明日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 4833—1997 多道脉冲幅度分析器 主要性能、技术要求和测试方法 GB/T 8993—1998 核仪器环境条件与试验方法 EJ 528—1998 核仪器安全通用要求 3 术语本标准采用下列术语。

3.1含量灵敏度 concentration sensitivity仪器对被测物放射性元素含量所具有的响应。

3.2含量换算系数 concentration conversion coefficie nt仪器单位示值所相当的放射性元素的含量。

3.3本底 background在没有被测辐射源存在的条件下，测量装置的固有示值。

这些示值是宇宙射线、周围环境中的放射性物质和探测器本身的放射性污染等引起的。

3.4能量非线性 energy non-linearity在能量响应范围内，能谱仪放大器输出脉冲幅度与入射光子能量之间的非线性。

3.5含量非线性 concentration non-linearity在某种元素的可测量含量范围内，仪器示值与含量之间的非线性。

3.6照射量 exposureχ或γ射线在质量为dm 的空气中释放出来的全部电子（正电子或负电子）被空气阻止时，在空气中产生一种符号的离子的总电荷的绝对值dQ 除以dm ，即：kg)(C/ d d m QX = (1)3.7照射量率 exposure rate在d t 时间内照射量的增量d x 除以d t ，即：)kg (C/ d d t t xX ⋅=⋅……………………………………(2) 3.8照射量率灵敏度 exposure rate sensitivity 仪器对单位照射量率的响应。

4 主要性能和使用环境条件4.1 主要性能勘查用γ辐射仪和γ能谱仪的通用性能有本底、工作误差、含量非线性、不稳定性和功耗。

另外还有如下特定性能：a) a) 照射量率灵敏度或含量灵敏度（γ辐射仪和γ总量测井仪）；b) b) 能量分辨率、含量换算系数、相对固有误差（四道或多道γ能谱仪）； c) c) 能量非线性、积分非线性和微分非线性（多道γ能谱仪）； d) d) 介电强度、绝缘电阻和漏电流（测井仪）。

主要性能及其测试要求如表1所示。

表1 γ辐射仪和γ能谱仪主要性能及其测试要求测 试 要 求便 携 式 仪 器 测 井 仪车载测量系统 γ能谱仪 γ能谱仪 序 号 性 能γ辐 射仪四道多道γ 总量四道多道四道γ 能谱仪多道γ 能谱仪测 试 条 目1 能量分辨率+ + + + + + 5.22 照射量率灵敏度 或含量灵敏度 ++ 5.33 含量换算系数 + + + + + + 5.4 4 本底 + + + + + + + + 5.5 5 相对固有误差 + ++ + + + 5.66 工作误差 + + + + + + + + 5.77 能量非线性 + ++ 5.8 8 含量非线性 + + （+）+ + （+）+（+）5.99 积分非线性 + + + 5.1010 微分非线性+++ 5.1111不稳定性+ + + + + + + + 5.1212 功耗 + + + + + + + + 5.1313 介电强度 + + + 5.1414 绝缘电阻+ + +5.15表1 （续）测 试 要 求便 携 式 仪 器 测 井 仪车载测量系统 γ能谱仪 γ能谱仪 序 号 性 能γ辐 射仪四道多道γ 总量四道多道四道γ 能谱仪 多道γ 能谱仪测 试 条 目 15 漏电流+ + +5.16注1：“＋”表示必测项目；“(＋)”表示选测项目。

注2：含量灵敏度和含量换算系数都用来描述元素含量和仪器响应的关系，两者密切相关，在γ能谱仪中通常使用含量换算系数。

4.2 环境条件严酷等级勘查用γ辐射仪和γ能谱仪在野外条件下使用，在恶劣的气候条件和机械条件下应保证仪器性能，其低温、高温、温度变化、湿度、高低气压等气候条件，以及振动、冲击、碰撞等机械条件的严酷等级如表2所示(参见GB/T 8993－1998的表5.1和表7.1)。

表2 γ辐射仪和γ能谱仪环境条件的严酷等级环境条件 环 境 参 数 环 境 条 件 严 酷 等 级便 携 式 测 井 车 载 γ能谱仪γ能谱仪 分 类 代 码项 目 名 称单位γ辐射仪四道多道γ总量四道多道四道 能谱多道能谱低温 ℃-10 -10* -25 高温 ℃40 40* 40/70**温度变化 ℃-5/25 -5/25* -5/30高相对湿度%2393+− （35℃）2393+− （35℃） 2393+− （40℃）低气压 kPa 86 86* 86 气 候 条 件K高气压kPa106 106* 106正弦稳态振动位移幅度 ㎜ 3.57.5 7.5 加速度峰值 m/s 2102020 频率范围Hz 2~9 9~200 2~99~2002~9 9~200非稳态振动（包括冲击）冲击响应谱类型 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ加速度峰值 m/s 2 100 300 300 1000300 1000自由跌落高度质量<1kg m 0.25 1 质量1~10kg m 0.1 0.5 机 械 条 件M质量10~50kg m 0.050.25* 测井仪的探管工作在井下，温度高、受压大，应由说明书明确规定特殊的环境条件。

** 40℃——有通风，发动机室除外；70℃——无通风， 发动机室除外。

5 测试方法5.1 测试总要求5.1.1 测量器具必须经法定计量部门检定，并在有效期内。

5.1.2 主要性能测试应在基准条件或标准试验条件下进行，在测试环境不产生异议时，可在正常大气条件下进行测试。

基准条件、标准试验条件和正常大气条件见表3。

5.1.3 仪器测量前应按规定进行预热。

5.1.4 测量计数和谱数据时，应选取足够的测量时间，以保证获取数据的有效。

对单个数据的测量，应读多次数取平均值作为一个数据。

5.2 能量分辨率 5.2.1 测试设备工作源137Cs,活度为3×104Bq ～7×104Bq 。

多道脉冲幅度分析器，1台。

表3 基准条件和标准试验条件影 响 量基 准 条 件 标 准 试 验 条 件 正常大气条件 环境温度 相对湿度 大气压强 直流供电电压 20℃ 65% 101.3 kPa 额定值 18℃~22℃ 55%~75% 86 kPa ~106 kPa （1±1%）额定值 15℃~35℃ 45%~75% 86 kPa ~106kPa交流供电电压交流供电频率 交流供电波形 环境γ辐射 外界电磁场干扰 外界磁感应 放射性污染U N a 50Hz b 正弦波 可忽略 可忽略 可忽略 可忽略（1±1%）U N （1±1%）50Hz 波形总畸变 <5%空气吸收剂量率小于0.25μGy/h小于引起干扰的最低值 小于地磁场引起干扰的2倍 可忽略a U N 单相电源220V 或三相电源380 V 。

b 交流供电频率，特殊情况按产品标准处理。

5.2.2 测试程序将探测器端面中心贴近工作源，并使探测器的输出信号输入多道脉冲幅度分析器（对四道γ能谱仪，用单独的多道脉冲幅度分析器；对多道γ能谱仪，用本身的多道脉冲幅度分析器），选择足够长的测量时间，测量137Cs 源γ能谱，并绘制计数率N 与能量E 的关系曲线，如图1所示。

N N 0N 0 /2E 0E图1 计算能量分辨率的示意图5.2.3 数据处理从图1可取与137Cs 光电峰半高宽FWHM 相应的能量差E Δ，按式（3）计算能量分辨率R e ：100%0×=ΔE E R e (3)式中：E 0——图1中对应137Cs 光电峰峰位道的能量（661keV ）。

ΔE 和E 0常用多道脉冲幅度分析器的道址m 表示。

5.3 灵敏度根据实际需要测量照射量率灵敏度或含量灵敏度。

5.3.1 照射量率灵敏度点源法适用于测量（γ射线）照射量率灵敏度。

点源法测量应在检定场的条件下进行。

检定场地必须平坦开阔，被测仪器的探测器和标准源都应处于距地面1.5m 以上的同一高度上，并应避免存在与检定无关的任何辐射源和可能引起散射的物体，且周围无影响正常工作的机械振动和电磁场干扰。

5.3.1.1 测试设备标准源 226Ra ，固体，0.1mg 级或1.0mg 级。