ГОСТ 17038.1-79 Детекторы ионизирующих излучений сцинтилляционные. Методы измерений нелинейности и нестабильности установки для определения сцинтилляционных параметров детекторов

УДК S39.1.074.2/.3.08 : 004.354 Группа Л95
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ДЕТЕКТОРЫ ИОНИЗИРУЮ Щ ИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЕ
Методы измерении нелинейности и нестабильности
установки ДЛЯ определений СЦМНТИЛЛЯЦИОММЫЖ
парам етре» детекторов
ГОСТ
1 7 0 3 8 . 1 - 7 9 *
lonizlng-radiatkm scintillation detectors. В зм аен
Methods for measurement of non-linearity and instability ГОСТ 17018—71
of installation for determination of scintillation • части р а а д . 1
detector parameters nn. 1.1 и 1.2
ОКГ1 20 5100
П о стан о вл ени ем Г осу д ар ств ен н о го ком итета СССР п о с тан д а р та м о т 27 а п р е л я
1979 г. Н? 1592 с р о к а я е д е н к я установлен
с 01.01.80
П р о в е р е н е 1984 г. П о стан о вл ени ем Госстан дарта о т 24.08.84 Н9 3007
ср о и д ей ств и я п р о д л е н д о 01.01,90
Н е со б л ю д ен и е стан д ар та п р е с л е д у е т с я по закону
Настоящий стандарт распространяется на установки для опре­
деления синнтилляниопных параметров синнтнлляииошшх де­
текторов ионизирующих излучений (детекторов) и устанавливает
два метода измерения нелинейности (метод I для установки, ра­
ботающей в импульсном режиме, и метод 2 для установки, рабо­
тающей в токовом режиме) и метод измерения нестабильности, а
а также метод определения начальной точки характеристики преоб­
разования установки, работающей в импульсном режим? (ме­
тод I).
Стандарт применяется совместно с ГОСТ 17038.0—79.
I. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОСТИ УСТАНОВКИ,
РАБОТАЮЩЕЙ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ (МЕТОД 1)
1.1. Зависимость амплитуды (Г) импульса на выходе уста­
новки от сигнала У«* на входе установки (характеристику пре­
образования установки) определяют по формуле
V~<ixVt K V 0, (I)
где а| — коэффициент преобразования установки;
Vt, — начальная точка характеристики преобразования уста­
новки.
И зд ан и е о ф и ц и а л ь н о е П ер еп еч атк а воспрсгцена
• Переиздание (февра.<ь 1984 г.) е Изменением .° I.
утвержденным а августе 1984 г. (ИУС М /2 - 84).
6
âÿçàíûå øàðôû

ГОСТ 17038.1—П Стр. 2
Если характеристика преобразования детектора линейна, то
характеристика преобразования установки с детектором также
линейна:
V = « £ + V о.«, ‘ (2)
причем V0„a = V0 + ^ д= Vo— аг, (3)
где Е — энергия фотона;
а — коэффициент преобразования установки с детектором;
V©,*— начальная точка характеристики преобразования уста­
новки с детектором;
Vx — начальная точка характеристики преобразования дегек-
• тора;
е — показатель непропорциональности детектора — началь­
ная точка характеристики преобразования детектора в
энергетических единицах.
1.2. Нелинейность (Да), определяемую отклонением экспери­
ментальных точек от характеристики преобразования, в процен­
тах, вычисляют по формуле
Аа = а"4—йэт1п. .|00,
flaiu+fliBln
где a miX и Опив— максимальное и минимальное значения величи­
ны а.
1.3. Значение И0.д определяют как отсечку характеристики
преобразования установки с детектором на оси ординат; значение
Vo находят из соотношения (3).
1.4. Нелинейность и начальную точку характеристики преоб­
разования установки определяют с помощью стандартного об­
разца светового выхода силнгилляционных детекторов на основе
монокристалла натрия йодистого, активированного таллием, при
возбуждении гамма-излучением.
Для этого набирают спектры амплитуд импульсов, возникаю­
щих при поглощении сцинтиллятором гамма-излучения, используя
моноэнергетнческое 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, н ближайшей к ней энергией излу­
чения должна быть нс менее 48 фДж (300 кэВ). ■
П р и м е ч а и не. Детектор гамма-излучения на основе монокристалла на­
трии йодистого, активированного таллием, является линейным преобразователем
в области энергий 46— JM0 фДж (300—1500 кэВ).
1.5. Если установка бу*ет 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 ни­
же светового‘выхода детекторов на основе монокристаллов нат-
7

Стр. 3 ГОСТ 17018.1 —T9
рия йодистого, активированных, таллием, ее нестабильность и ве-
•личину Vo определяют по п. 1.4. помещая между стандартным об­
разном и фотокатодом ФЭУ поглотитель светового потока. Свето­
вой поток от стандартного образца ослабляют настолько, чтобы
значение амплитуды импульса, соответствующей максимуму пи­
ка полного поглощения при возбуждении гамма-излучением це­
зия-137, отличалось не более чем на 20% от значения амплитуды
импульса при возбуждении испытуемого детектора излучением,
для регистрации которого он предназначен.
1.6. Значения нелинейности и W измеряют на том коэффици­
енте усиления установки, на котором измеряют параметры де­
текторов.
1.7. Если другая периодичность не указана в НТД на конк­
ретные типы детехторов, нелинейность и V0 измеряют не реже од­
ного раза в месяц, а также после замены ФЭУ или ремонта ап­
паратуры. >
1 Аппаратура
1.8.1. Установку для определения сиинтилляиионных парамет­
ров детекторов, работающую в импульсном режиме, собирают из
элементов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 17038.0—79,
черт. 1.
/ —иею чяи* витали* каскада согласования; 2 -б л о к де­
тектирования с каскадом согласования; .} источник nir?a-
ик* Ф Э У . ч— дмплктудниА a iu .iu .ia гор импульсов: S—
ст*й*.1нл»:ор напряженки витании
Черт. 1
1.8.2. (Исключен, Изм. № I).
1.8.3. Стандартный образец светового выхода должен быть ат­
тестован в установленном порядке по световому выходу и пока­
зателю непропорциональности. - ^
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.9. Подготовка и проведение измерений
1.9.1. Стандартный образец помешают на фотокатоде ФЭУ .
в оптическом контакте, если другой способ нс указан в НТД на
конкретные типы детекторов. Материалы, рекомендуемые для со­
здания и устранения оптического контакта, приведены в рекомен­
дуемом приложении 2. Допускается применение центрирующих
оправок, изготовленных из днэлсктрнчЛкого материала.
1.9.2. Затемняют стандартный образец и ,ФЭУ и подают на ФЭУ
напряжение питания.
1.9.3. Устанавливают источник гамма-излучения.
8

ГОСТ 170М.1— 79 С тр. 4
Допускается помещать источник внутрь корпуса. В этом случае
операции по пп. 1.9.2 и 1.9.3 выполняются в обратном порядке.
1.9.4. Набирают спектр амплитуд импульсов, определяя значе­
ние (в каналах) амплитуды Vi импульсов, соответствующее мак­
симуму пика полного поглощения.
Измерения повторяют три раза и вычисляют среднее значе­
ние Vi результатов трех измерений.
1.9.5. Измерения по пп. 1.9.3 и 1.9.4 повторяют с остальными
источниками излучения, определяя средние значения амплитуд
l7i импульсов для каждого значения энергии £,.
Измерения проводят при неизменном коэффициенте усиления.
Примечание. Допускается набор спектра амплитуд импульсов при
возбуждении детектора гамма-излучением одновременно от всех используемых
источников,
* 1.10. Обработка результатов
1.Ю.1. По таблице справочного приложения 3 находят энергию
моноэнергетического гамма-излучения.
1.10.2. Значения коэффициентов (щ) преобразования установ­
ки с детектором в каждом энергетическом интервале вычисляют
по формуле
<«>
где £т»х— максимальная энергия используемого гамма-излуче-
_ ння, фДж (кэВ);
Ут »х —‘' соответствующая ей амплитуда импульсов, вольт (ка­
нал).
1.10.3. Из совокупности значений а выбирают максимальное
а™** и минимальное Отт значения.
1.10.4. По формуле (4) вычисляют значение, в процентах, не­
линейности установки.
Результат округляют до одной значащей цифры. Округление
проводят по СТ СЭВ 543—77.
1.10.5. Среднее значение (о) коэффициента преобразования
вычисляют по формуле
— I «—1
~ Г 2 в,. (б)
Л- ‘ f-l
где п — число использованных значений энергии.
1.10.4, 1.10.5. (Измененная редакция, Изм. ЛЬ I).
1.10.6. Значение, в каналах, начальной точки характеристики
преобразования установки с детектором (Уо.д) вычисляют по
формуле
9

С тр. 5 ГОСТ 1703B.I— 7»
( 7 >
1.10.7. Значение, в каналах, начальной точки характеристики
преобразования установки (Ус) вычисляют по формуле
Уо-Кол + ае. ' *(8)
Результат округляют до целых значений. Округление проводят
по СТ СЭВ 543-77.
(Измененная редакция, Изм. J* 1). _
1.10.8. Суммарная абсолютная погрешность измерения нели­
нейности установки нс должна превышать 3% при доверительной
вероятности 0,95.
1.10.9. Суммарная абсолютная погрешность измерения началь­
ной точки характеристики преобразования установки не должна
превышать двух каналов при доверительной вероятности 0,95.
3. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОСТИ УСТАНОВКИ.
РАБОТАЮЩЕЙ В ТОКОВОМ РЕЖИМЕ (МЕТОД Э|
2.1. Нелинейность (Да) определяют измерением коэффициента
o ' ослабления светового потока от детектора при устранении оп­
тического контакта между выходным окном детектора и фотокато­
дом в заданном интервале значений напряжения питания ФЭУ.
Ее значение, в процентах, вычисляют по формуле
Аа= а "“ • 100. (9)
а т » х * f lm!n
где а'тях И О тт — максимальное и минимальное значения ко­
эффициента а'.
Примечание. В случаях, оговоренных НТД из конкретные типы детек­
торов, допускается определять нелинейность измерением отношения двух сиг­
налов на выходе установки в заданном интервале значений напряжения пита­
ния ФЭУ.
2.2. Нелинейность установки определяют с помощью схандарт-
ного образца светового выхода сциитилляиионных детекторов на
основе того же сцинтиллятора и при возбуждении ионизирующим
излучением того же вида, что и испытуемые детекторы.
1-6лов д«1с1Тиро1К1Ииа. J —источник питание Ф Э У : » - прибор да* из­
мерения тока: 1— сгайндиавтср напряжения уитапн*
Черт. 2
ю

ГОСТ 1793S.1—71 С тр. 6
2.3. Если другая периодичность не указана в НТД на конкрет­
ные типы детекторов, нелинейность измеряют не реже одного ра­
за в мес, а также после замены ФЭУ или ремонта аппаратуры.
2.4. Аппаратура
2.4.1. Установку для определения сцннтиллнонных парамет­
ров^ детекторов, работающую в токовом режиме, собирают из эле­
ментов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 17038.0—79, черт. 2.
2.4.2. Средства измерений, вспомогательные устройства и ис­
точники ионизирующего излучения приведены в рекомендуемом
приложении 1.
Вид источника ионизирующего излучения устанавливается НТД
на конкретные типы детекторов.
2.4.3. Стандартный образец светового выхода, аттестованный в
установленном порядке по световому выходу.
2.5. Подготовка и проведение измерений
2.5.1. Стандартный образец помещают на фотокатоде ФЭУ.
Между выходным окном стандартного образца и фотокатодом по­
мешают экран из светонепроницаемой бумаги. Диаметр экрана
равен диаметру фотокатода.
2.5.2. Затемняют стандартный образец и ФЭУ и подают на
ФЭУ напряжение питания. Значение напряжения питания уста­
навливают на 10% выше, чем значение рабочего напряжения U
питания ФЭУ.
2.5.3. Устанавливают источник ионизирующего излучения.
Допускается помещать источник внутрь корпуса. В этом слу­
чае операции по пп. 2.5.2 и. 2.5.3 выполняются в обратном по­
рядке.
2.5.4. Измеряют анодный ток ФЭУ /$,t (фоновый ток).
2.5.5. Стандартный образец помещают на фотокатоде ФЭУ в
оптическом контакте. Материалы, необходимые для создания и
устранения оптического контакта, приведены в рекомендуемом
приложении 2.
2.5.6. 'Затемняют стандартный образец и ФЭУ и подают на
ФЭУ то же напряжение питания, что при измерении фонового то­
ка.
2.5.7. Устанавливают источник ионизирующего излучения в
той же геометрии, что при измерении фонового тока.
2.5.8. Измеряют анодный ток ФЭУ / 0ц,ь
Его значение не должно превышать 0,7 от предельно допусти­
мого для ФЭУ используемого типа. В противном случае увеличи­
вают расстояние между источником и стандартным образцом (при
измерениях гамма-излучения) или используют источник мень­
шей активности (при измерениях бета-, альфа- и гамма-излуче­
ния) и все измерения по пп. 2.5.1—2.5.8 проводят на новом рас­
стоянии от источника облучения или с новым источником..
И

С тр. 7 ГОСТ 17028.1— 79
2.5.9. Устраняют оптический контакт, помешают стандартный
образец на фотокатоде ФЭУ без оптического контакта, затемняют
стандартный образец и ФЭУ, подают на ФЭУ то же напряжение
питания, что и при измерении / ф.i и /<,*.ь и устанавливают источ­
ник ионизирующего излучения.
Примечание. Особое внимание обращают на сохранение геометрии об­
лучения неизменной.
2.5.10. Измеряют анодный ток ФЭУ /оок.ь
2.5.11. Измерения по пп. 2.5.1—2.5.10 повторяют при различ­
ных напряжениях питания ФЭУ, значения которых устанавлива-
ют в проделах от 1,1 U до 0,8£/ с интервалом 0,1 U.
Для каждого значения напряжения питания ФЭУ определяют
■ /ф .|1 /o tf .lt /flOK.I-
2.6. Обработка результатов
2.6.1. Значения коэффициентов (o'i) ослабления светового по­
тока от детектора вследствие устранения оптического контакта
для каждого значения напряжения питания ФЭУ вычисляют по
формуле
а -
—I* I
<Лох, — Ui
(10)
2.6.2. Из набора значений а выбирают максимальное а'т »х и
минимальное а'тп значения.
2.6.3. По формуле (9) вычисляют значение, в процентах, нели­
нейности установки. . •
Результат округляют до одной значащей цифры. Окружение
проводят по СТ СЭВ 543—77.
(Измененная редакция, Изм. ,*4 1).
2.6.4. Суммарная абсолютная погрешность измерения нелиней­
ности установки нс превышает 3%г при доверительной вероятно­
сти 0,95.
3. ИЗМЕРЕНИЕ НЕСТАБИЛЬНОСТИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТЕКТОРОВ
3.1. Нестабильность установки находят по изменению во вре­
мени параметра, для определения которого она предназначена,
или промежуточного параметра, измеряемого для последующего
вычисления основного.
Нестабильность установки, работающей в импульсном режиме
и предназначенной для измерения светового выхода детекторов,
определяют по изменению во времени амплитуды импульсов.
Нестабильность установки, работающей в-импульсном режиме
и предназначенной для измерения собственного и приведенного
разрешения детекторов, определяют по изменению во времени ам-
12

ГОСТ 17038.1—79 С тр. 8
плитуды импульсов и амплитудного разрешения блока детекти­
рования.
3.2. Нестабильность установки определяют с помощью стандар­
тного образца светового выхода сиинтиллионных детекторов на
основе того же сцинтиллятора и при возбуждении ионизирующим
излучением того же типа, что и испытуемые детекторы.
3.3. Нестабильность установки измеряют ежедневно.
3.4. Аппаратура — по пп. 1.8 и 2.4.
3.5. Подготовка и проведение измерений — по пп. 1.9.1—1.9.4,
2.5.5—2.5.8 или 2.5.9, 2.5.10. Измерения проводят три раза в на­
чале работы и три раза в конце работы. Пр^ этом интервал вре­
мени между сериями измерений нс должен превышать 7 ч.
3.6. Обработка результатов
3.6.1. Значение нестабильности (6У), в процентах, вычисляют
по формуле
6У = £ = & - ! 00.
tfi + 1/г
( И )
где у и уч — средние значения измеряемого параметра резуль­
татов трех измерений в начале и в конце-работы.
Результат округляют до одной значащей цифры. Округление
проводят по СТ СЭВ 543—77.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.6.2. Суммарная абсолютная погрешность измерения неста­
бильности по анодному току или амплитуде импульса нс должна
превышать 2% при доверительной вероятности 0,95.
3.6.3. Суммарная абсолютная погрешность измерения неста­
бильности по амплитудному разрешению не должна превышать
3% при доверительной вероятности 0,95.

Стр. 9 ГОСТ 17038.1—TV
Приложение 1 рекомендуемое. (И склю чено, И зм . Л I ) .
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
МАТЕРИАЛЫ. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ
ПАРАМЕТРОВ ДЕТЕКТОРОВ
Спирт зтиловый по ГОСТ 17299-78 н ГОСТ 11547-80
Вазелиновое масло по ГОСТ 3168—78
Ва7а по ГОСТ 5556—81
Марля по ГОСТ 9412—77. •
Светонепроницаемая бумага по ГОСТ 4665-62
14

ГОСТ 170М.1—79 C tp. 10
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
Характеристики основных радионуклидов,
применяемых для ктмереиия сшштилляииоииых параметров детекторов
Радионуклид Период полураспад* Энергия. ФДЖ (кэВ)
. V
КраВ коитоиоиског-1
раскрсделеииа.
ФДЖ (к»В)
е0Со 5.2? года 213.2 (1332.5) li78.9 (I11S.0)
187,7 (1173.2) 154.1 (963.4)
"Zn 246 дксп 178.5 (И 16.6) 146.2 (907.6)
*»Na 2.6 года 203,9 (1274,6) 109.9 (1001.6)
81.8 (511.0) 54,5 (940,6)
"Мл 313 дней 133.6 (834.9) 102.2 (639.1)
'»’Cs 30 .тег . . 106.9 (661.7) 76,4 (477.3)
"»Sn MS дней 62.7 (391.7) 37.9 (237.0)
'"С о 137 дней 26.5 (165.9) 10.4 (65.2)
"С о 2721 дня 19.5 (122.1) 6.3 (39,0)
«•'Am 4.33 года 9.5 (59.5) 1.8 (11.2)
4.2 (26.3)
---
,e»Cd 416 дней 3.6 (22,6) —
»‘F« 2.& года 0.95 (5.96) —
Источники бета-излучения
,,7Cs 30 лет 99.9 (624,2)
—
•*Sr+"Y 28.5 года Немоноэмергетичс- —
скос излучение
Источники алифа-излучеиия
'•'Am 433 года 877.6 (5434)
—
»»’Pu 24400 ле7 826.4 ( 5156)
“
(Измененная редакция, Изм. № I).
15

Изменение J6 2 ГОСТ 17038.1—79 Детекторы ионизирующих излучений сииитил-
ляииоииые. Методы измерений нелинейности и нестабильности установки для оп­
ределения сиинтиллмоккых параметров детекторов
Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета
СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 25.09.89 № 2872
Дата введения 01.04.90
Приложение 2. Исключить слова: «и ГОСТ 11547—80*.
(ИУС .Vf 1 1990 г.)
ÃÎÑÒ 17038.1-79