EJ T 1204.1-2006 电离辐射测量探测限和判断阈的确定 第1部分 忽略样品处理影响的计数测量.pdf

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1、ICS 27. 120 z 33 备案号：19519-2007中华入民共和国核行业标准EJ/T 1204. 1-2006 电离辐射测量探测限和判断阔的确定第1部分：忽略样品处理影响的计数测量Determination of the detect i。nI imit and decision threshold for ionizing radiat i。nmeasurements Part 1: Counting measurements, neglecting the influence of sample treatment C ISOl 1929. 1 :2000, IDT) 2006一

2、12一15发布2007一05-01实施国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1204. 1一2006目次前言，口1 范围，.1 2 规范性引用文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 术语和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9“quququqd司U区信置和川、阐限值理断测号计原判探符统14町“quA晶晶卢huphuhdp同5.4 置信区间. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6应用参见附录川. . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6 l 指定值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6.2 测量方法的评价. . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6.3 测量结果的评定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 6.4报告. . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 附录A（资料性附录）应用举例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 呵，白qAnL值u量的值值学定量算计给测计统叮i呵，“qUA吐AAAUHAAAA 参

7、考文献.0 0 o 0 0 0 o- I I I I I四I EJ/T 1204. 1一2006目IJjI 本部分是核行业标准电离辐射测量探测限和判断阔的确定中的第1部分，本部分以Altschuler和Pasternackl、Nicholson？、Currie3所描述的原理为基础，给出了核辐射计数测量中确定探测限和判断阔统计学基础的基本资料，以及规范置信区间的附加指导。本部分给出了一个总积分）计数测量的示例。本标准的其它部分分别为考虑样品处理的影响的计数测量；模拟脉冲计数率测量；以及在应用此部分标准如能谱测量或放射性流出物的连续监测时存在其它特殊问题的情况。本部分涉及对（例如样品）事件（特定脉

8、冲）计数测量的核辐射测量领域。这其中只是考虑放射性衰变和脉冲计数的随机特性井忽略其它所有（例如由样品处理、称重、浓缩或测量设备的不稳定带来）的影响。同时假设测量时间与放射性核素的半衰期相比足够小，并且死时间的损失也可以忽略。处理上述提及这些影响的资料见本标准的第2部分。当确定活度或比活度时，均假设由脉冲计数率到活度或比活度的转换系数足够准确，其测量不确定度的影响可忽略。本部分与GB/T17947-2000再循环、再利用或作非放射性废物处置的固体物质的放射性活度测量，本标准的第2部分、第3部分和第4部分等文件互为补充。本标准目前由以下四个部分组成：第1部分：忽略样品处理影响的计数测量；第2部分：

9、考虑样品处理影响的计数测量：第3部分：，智、略样品处理影响的高分辨y能谱法计数测量；第4部分：忽略样品处理影响的线性标度模拟率表测量。本部分等同采用国际标准化组织的正式国际标准ISO11929.卜2000基本原理和在忽略样品处理影响的计数测量中的应用（英文版，本部分的技术内容与所采用的国际标准ISO11929.卜2000完全一致，只做了少量的编辑修改。具体修改内容为：II 一一去掉了原国际标准的“引言”部分：一一在条文编号和编写格式上按照GJB6000-2001的规定进行了调整。本部分的附录A为资料性附录。本部分由中国核工业集团公司提出。本部分由核工业标准化研究所归口。本部分起草单位：中国原子

10、能科学研究院。本部分主要起草人：魏可新、李景云、郭文。电离辐射测量探测限和判断阔的确定第1部分：忽略样品处理影晌的计数测量EJ/T 1204. 1-2006 1 范围本部分使用统计学方法规定了两个表征着给定错误概率的统计值，用以评估忽略样品处理影响的电离辐射测量中的探测能力。本部分适用于忽略样品处理影口肉的计数测量。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）:uJ;修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分地成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB

11、/T 3358. 1 3358. 3 统计学术语3 术语和定义3. 1 3. 2 GB/T 3358. 1 3358. 3确立的以及下列术语和定义适用于本部分。判断闺decision threshold 在原假设s。和l备择假设Ps。之间进行判断的统计检验的临界值。注z在时间预置的情况下判断阀应是R；，当所测定的值Rn超过R；时原假设应被拒绝。在脉冲计数预置的情况下判断阑应是（Rs/Ro）当所测定的值Rs/Ro超过（Rs/Ro）时原假设应被拒绝。这种统计检验应是假设被错误拒地（第一类错误的概率等于测量前事先确定的值。探测限detectionI imit 预置时间的计数测量中，以给定概率可探测到

12、的净计数率的最小期望值，p在原假设Ps。和l备，择的假设sPo之间作选择判断的统计检验相关的最小差值儿s口。其特性是，如果事实上pII注；，假设s=Po错误的没有被拒绝第二类错误的概率应最多等于测量前事先确定的值卢。预置脉冲数的计数测量中，判断阔是在原假设s=Po和各择的假民sPo之间作选择判断的统计检验相关的商。的最小值，其特性是，如果事实上s/Po注s/Po），假设s。错误的没有被拒绝（第二类错误的概率应最多等于测量前事先确定的值。3.3 置信区间confidence interval 对测量得到的值Rn或Rs!R。所规定的区间。注：该区间至少以CI-r）100%的概率包含II或sI Po

13、的真值。3.4 样品sample 需通过电离辐射测量来确定放射性核素含量的某种物质的全部琪等分试样。3.5 本底效应backgroundeffect l EJ/T 1204. 1-2006 3. 6 3. 7 3. 8 无样品时测量到的计数率。在z包括外部源及探视器和屏蔽体内的放射性核素的辐射。总效应grosseffect 测量到来自样品的计数率样品贡献）和本底辐射的计数率。净效应（样晶贡献net effect 总效应减去本底效应。指导值guideI i ne va I ue 基于科学、法律或其它原因对测量程序的需求所规定的值，例如放射性活度、比活度、剂量率等。注：如有必要，还可以是利用放射性

14、参考标准确定的校准因子。4 符号2 以下符号适用于本部分。va一方差：N。一一明本底效应测量时间内的脉冲计数：NS一一且效应测量时间内的脉冲计数：岛一一本底效应的测量时间，单位为秒（s);c一，也效应的测量时间：单位为秒（s);Ro一本底效应计数率，在预置的时间乌内测到的脉冲数No与测量时间乌的商即Ro=No/to 单位为秒分之一（s-1); p。一Ro的期望值；Rs一总鼓应计数率，在预置的时间L内测到的脉冲数NS与测量时间仁的商即Rs= Ns/ts单位为秒分之一（s-):s一Rs的期望值，单位为秒分之一（s-1);Rn一斗争效应计数率，总效应与本底效应计数率的差，Rn=Rs -Ro单位为秒分

15、之一cs-1);Pn一一凡的期望值，单位为秒外之(s-); R；一对于时间预置测量净计数率Rn的判断阀，单位为秒分之(s-1); (Rs/Ro）对于脉冲计数预置测量，商Rs/Ro的判断阀，单位为秒分之一（s-);p；一对于时间预置测量冲计数率Rn期望值的探测限，单位为秒分之一的：(ps/Po）一对于脉冲计数预置测量，商Ps/Po的探测限，单位为秒分之一（s飞一一第一类错误的概率，即当原假设成立时，拒绝原假设Ps=P。而接受备择假设s内的概率；一一第二类错误的概率，ep当原假设不成立时，接受原假设Ps。而拒绝备择假设Ps内的概率；1-y:一Pn或Ps/Po置信区间的置信水平：k，kl-/1k1-

16、r/2一标准正态分布的分位数；F(N8,N0,l-a）一F分布的分位数：F（矶，N5,l-/J）一F分布的分位数；F(N0,N5,l-y/2）一F分布的分位数：F(N5,N0,l-y/2）一F分布的分位数：EJ/T 1204. 1-2006 q一一预置计数时间时测量时间仁和1t0的商q=ts/to：或者预置脉冲计数时脉冲计数N。与NS的商q:. N5/N0 o 5 统计值和置信区间5. 1 原理5. 1. 1 概述判断阀、探测限统计值的定义和置信区间是以测量结果的方差为基础的。它们取决于计数统计引起的变化。测量设备的不稳定性与其它影响比较一般较小，所以通常可以忽略。计数统计的影响可由泊松公式计

17、算。5. 1. 2 模型如果测量设备的不稳定性可以忽略，可应用以下模型。无样品时的脉冲计数N。由本底辐射（外部源和探测器噪声给出。有样品的脉冲计数NS是本底和样品辐射净计数Nn）的总和：Ns =No +Nn . (1) 假设对于恒定的放射性发射，井且在时间ts内测量的总效应脉冲计数NS以及在时间乌内独立测量的本底脉冲计数No均满足泊松分布，其期望值分别为Psts和p。.to。因此，计数率R。和Rs的期望值分别为Po和Ps=Po+PnRo和Rs的方差分别为Po/to和Ps/ts0 净计数率Rn=(Rs -Ro）的期望值为Pn其方差为：var( Rn)= var(R0) +var( Rs) . (

18、2) 对于Pn=0其方差为：V盯（Rn)=Po(l/to 叽）. (3) 此时Po和Ps是未知参数。判断阑和探测限统计值的确定取决于时间预置还是脉冲计数预置。5. 2判断闹5. 2. 1 时间预置在时间预置时，判断阑是指值汇，当所测量到的净计数率Rn超过该值时，表示存在样品贡献。按照此判断规则，发生错误判断即实际上只有本底效应而判定存在样品贡献（第一类错误）的概率为。判断阙由下式给出zR; =k1_a.Jv缸（Rn=0). * II e. (4) kl-a由表2给出。在不同条件下判断阔的计算公式在表l中给出。5.2.2 脉冲计数预置在测量时间内脉冲计数达到预置的脉冲数NS和No的情况下，脉冲计

19、数率的判断阔为：孚I=F(Ns，屿，1-a）.（5)式中：飞.no)Rs一Rs=Ns/ts; R。Ro=No/to; F(Ns,N.。，1）可由表3查表得出。公式（5）的简化公式在表l中给出。当测量结果的商Rs/Ro超过（R5/R0）时表示实际上存在样品贡献，应拒绝原假设。5. 3 探测限3 EJ/T 1204. 1-2006 5. 3. 1 时间预置在时间预置时，探测限是指净计数率的最小期望值剖，如果应用5.2中的判断规则，发生错误判断即认为无样品贡献而只有本底效应（第二类错误的概率为卢。为检验测量程序是否适合于测量目的，探测限应与规定的指导值相比较。这样，根据、F的定义，则探测限为：p:

20、=R: +k1）var(Rn = p;) . (6) p; = k1_avar(Rn = 0) 向/Jvar(Rn= p;) . (7) 对于var(Rn= 0) var(Rn 0) p; = (k1_a + k1_p ),jv缸（Rn=0) f I I. I. I I I I I I I . (8) 如果卢，探测限为：p; =2R; 公式（6）到公式（9）中kl-a和kl为表2中的因子。探测限在不同条件下的计算公式在表l中给出。. (9) 5.3.2脉冲计数预置在脉冲计数预置时，探测限是总计数率与本底计数率最小的商的期望值（s/Po），错误接受原假设Ps。认为无样品贡献而只有本底效应的概率为

21、卢。探测限为：r , 血I=F（矶，N8,l一）.F(Ns,N0,l）. (10) l Po J 式中F(Ns，屿，1）和F（屿，矶，1-/3）可由表3查表得出。公式（10）的简化公式在表1中给出。5.4置信区间表l给出了在规定的置信水平l-y下确定每个测量结果置信区间使用的计算公式。使用表l中的公式得到的n或Ps。的置信区间是对Rn或几Ro规定的一个区间，该区间内包含Pn或Ps/Po真值的概率至少为(1）x100%。置信区间的计算公式见表10 6 应用（参见附录A)6. 1 指定值应事先规定错误概率、P和置信水平1-y的值。通常引用的值为/30.05 0时间预置情况下选取的测量时间to和仁，

22、以及脉冲计数预置情况下边取的脉冲计数NS和No应使探测限低于指导值。注：如选择r/2，且var(Rn）随Rn的变化很小，对于Rn巧的置信区间为R;k1-a.fv足石），即区间（0，；），这种选择避免了结果表述中的不连续性。6.2 测量方法的评价判断测量方法是否在相应的探测限下满足一定要求时，应将经确定的探测限与规定的指导值（见5.3.1）相比较。可基于本底效应的经验值或测量值对预想测量方法进行事先评估，也可以基于当时得到的本底效应值对已经进行的测量进行回顾式评价。探测限可分别由图1或图2中读取或者由表l中的公式计算给出。如果通过此方法确定的探测限大于指导值，说明该测量方法不适合测量的目的。4

23、EJ/T 1204. 1-2006 注：在某些情况下，可使测量方法适合于测量的目的，例如事先预置较民的测量i时间或较高的脉冲计数、减小本底效应、或增加1样品量或化学浓缩a6. 3 测量结果的评定判断阔应由国l或图2中读取或者由表l中的公式计算结出。测量结果应与这样得到的判断阔相比较见5.2），如果结果大于判断阂，认为实际存在样品贡献。6.4报告按照本部分所进行测量的报告应包含错误概率、判断闹和探测限的详细资料。如果已确定有样品贡献，除测量值外，也应报告按照表l中公式确定的置信区间和置信水平。5 EJ/T 1204. 1-2006 表1判断闽、探测限和置信区间的计算公式时间顶置判断间：R: k.

24、2J 1 + . 2t0 ,-I 探测限：lll|lj 、飞Illlt。”s-fb 十咽Lfits-l AU- 世bo-IE 川吼一材+ (15) p， 命l“巾+k,_p r( t寸) (16) 置信区问：.RI。1-a+kl叫去去）置信区问：(i-k，哥哥g：，（l+k， 备择公式：N Nn，山f一了一k1-r/21子tr:;. N N . IN, N A三一1-r/2 fttr 6 EJ/T 1204. 1-2006 表2k,_a k1-3 k1-r/2相对于不同错误概率、和置信水平c1-r）的值正态分布的分位数错误概率口或sI置信水平(1-r)kl田，kk 1-/3 1-y/2 / -

25、 (): o. 1586 0.682 1. 000 0. 1000 0.800 1. 282 除了( 0 kl 0.0500 0.900 1. 615 0. 0250 0.950 1. 960 o. 0228 0.955 2.000 0. 0100 0.980 2.326 If 1/l 。0.0050 o. 990 2.576 J o. 0014 0. 997 3.000 ;f 12 al2 0.0010 0. 998 3. 090 - k I lrt) 。k i-ini 7 EJ/T 1204. 1-2006 表30.05时，相对于：不同No和q=Ns凡的F（风，叫，1Y和F(1V口，爪，1

26、卢y的值F队，的，1）F(N0 ,N-1- /3) No q 1. 0000 0.5000 o. 2500 0.2000 0. 1000 1. 0000 0.5000 0.2500 0.2000 0. 1000 1 19.000 19. 000 2 6. 3882 19.247 6.3882 6.9443 3 4.2839 4.2839 4 3.4381 6.0410 19.371 3.4381 3.8379 4. . 巳忖U咱町、40 . Ci: h、毛30 情t二b20 = 0 5 = 0,25 = 0 i -o 0 0 5 10 20 30 sez ir GO OP-R AHU 1 AH

27、 u,A川UnMu AH 吁InH ,hM 俐川H，凰J血”w，哼判断闲： =y乙：（x轴为Ro探测限：p；二y/ts：“轴为Pots) 注：q0的值按表l中公式ta时计算。图1当卢0.05（参数q=ts/to ）且时间预置时以Ro.ts或Pots表示的判断闻和探现lJ10 EJ/T 1204. 1-2006 =0.5 :0 25 :0 1 -o =0.5 =0.25 :0 1 。、队 、E、J、q、l、哈二 、电这兰兰、产、飞、. 、k.，.岳、晴、 = . 忌. 民h兰、q 工撞主主际q 撞撞q g 一峙哇- 主运雪幸运白骂二E三EE司E司- 运EE 在1飞；2 3 4 5 6 7 8 9

28、10 20 30 4 0 50 60 80 100 。00100 20 10 50 UnuHVRMUFhJ饨，FtL。也且日r【钮。因气“国HHKmmkb5 2 02 0,5 0, 1 ”、90 70 机（）川探测限（会J=y+I. 11 当/3 = 0.05 （参数q=Ns/No）且计数预置时以NS表示的判断闹和探测限图2EJ/T 1204. 1-2006 附录A（资料性附录）应用举例A. 1 始定的值：； /3 :; 5o/o, k1_a = k1_p = 1.645 ; 1-r= 95% k1-(r/2) = 1.96 ; t0 :;1800s, ts =60s; 0.47s-1/Bq（

29、效率。A. 2 测量值的：1652 （脉冲数：凡2861 （脉冲数）.A.3 计算值R0 = 0.918 s l ; Po =Ro; Rs = 47.68 s ; R, =Rs -R0 = 46.8 s-1 o A.4 统计学量A. 4. 1 判断阉 r ( 1 1 1 R: = 1.645.10.9181一一一十一一I=o.201s- n吨！1800 60 J 相当于以活度表示的判断阔为：0.207s-1/0.47 = 0.44Bq。A.4.2 探测限 I _ 1 1 l I p; = (1.645+1.645). /0.91叫一一十一I=o.4I4s 飞I-l 1800 60 j 相当于以

30、活度表示的探测限为：0.414s1/0.47= 0.88Bq. A.4. 3 置信区间12 0.918 47.68 R，1.96，一一十一5:p，三Rn+l.96 ” V 1800 6。”(Rn一1.75)sI三p，.：；，饥1.75) s Pn= (46.8 1.75)s 因为A=pn46.8/ 0.47，结果相当于：A =(100士4)Bq0.918 47.68 一一一一一1800 60 EJ/T 1204. 1-2006 参考文献l ALTSCHULER, B. and PASTERNACK, B. Health Physics 9(1963), pp. 293一298.2 CHUNG,

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