GB T 9588-1988 盖革-弥勒计数管测试方法.pdf

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1、UDC 621.387 L 39 GT 申华人民共和国国家标准盖草一弥勒计数管测试方法Methods of measurement of Geiger -岛1llercounter tubes 1988一06-29发布1989 -03-01实施)求精3位局发布目次l 名词术语. . . . 1. 1 辐射计数管1. 2 盖革弥勒 或C/(kg. h 。1.34照射量率恃性在规定抱测试条件下，计数管她计数率或电流值与照射量率之间的关系，真曲线称之为照射量率恃性曲线=1.35嘿射量率线性在照射量率恃性曲线上，真计数管计嗷率与照射量率关系的直线性3通常以非线性偏差来表苟言，1.36过负荷照射量率处于

2、工作忧态拍计数管，在磕过量程上限的某个照射量率下短时间照射后，仍能恢复工作，这个照射量率.称为过负荷照射量率31.37锚射灵敏度(辐照响应)单位照射量率所产生的计数率或电流31.38 J能量.响应计数营的辐照灵敏度与y射线能量之间关系31.39最大计数率测得的计数率与照射量率拘关系曲线上细极大值31.40脉冲幅度处于工作吠态的计敷管所输出的电压或电流脉冲大小1.41分静时间在计数管或计数系统中，两个相继出现而仍能被分辨开的脉冲或电离事件之间的最小时间间隔31.42死时间自开始形成正常脉冲起，计数营对随后的电离事件不能响应的一段时间间隔31.43死时间修正恨踞在计数管的死时间中出现电离事件到慨，

3、丰.对所观测的计数率所进行的修正1.44包始电压和坪始端电压的温度系数在规定的温度范围内，表证计数营起始电压和坪阑C值电压(始端电压)魄温度变七的系数31.45辐射灵敏度的温度系敢在现定的温度范围内，麦证计数营的灵敏度随温度变化的系数21.46使用寿命表证计数营在规定的工作条件相环境条件下耐用性的一个指标，它通常用累计工作到规定的脉冲计数或连续工作到规定的小时数等来表示，植过使用寿命后，计数管就不能满足规定的性能指标。2测试条件2.1高压电摞3 G B 9588 -88 高压电源应不影响测试系统的规定持性且必镇满足下列条件:B. 被测管规定的电压范围内连续可调;b .波段电压不大于100mV;

4、0: .输出电压稳定度不劣于0.5Yo.%.%定标器定标器必须满足下列条件:a .必须带有ti别闸，其阔值在0.1;5V范围内连续可调，阑值的稳定度不劣于1%: i输入灵敏度不劣于0.1V; c .分辨时间不大于10川，慢据使用要求也可使用不大于1S:d.最大计数容量应不小于106次2.3示波器示波器必须满足下列条件:a .上升时间不大于0.1川，b.输入阻抗应不小于5MQ;c .输入灵敏度不劣于0.1V d .扫描频率不小于10MHz)2.4其它计量仪器a .测试用的电流表精度应不劣于1.0级，并且要再合适的量程范围，但在测量11lA以下电流时，也可使用精度劣于1.。级的电流表;b.电压衰精

5、度不劣于1.0缀，并且要有合适的量程范围;c .计时应使用精度每min土O.2s的计时器，或者采用其它适当方法，但精度不低于前者32.5放射源及其附属装置2.5.1在测试时，除非另高规定，一般采用下列放射摞:a .探测a射线，若为端窗式计敢管测射线，其参考核素应为241Am或2l9pu;b .探测。或自Y射线，一般采用咆r-90y:C.探测Y射线，一般采用60Co:d .探测低能y或X射线，一般采用241Am，2.5.2放射源活度必须经过指定的计量机构计量，定期标定，并标明其误差2除非另杳规定，计数管应置于一个均匀辐射场中，其辐射强度应使管子在它的工作电压下工作时，约记录10锹每秒(100次/

6、秘的计数32.5.3放射摞的传动装置及计数管的测试架应定期检修，保证几何条件的重复性及安全，2.6测试环境2.6.1温度除非另有规定，一般测试环境温度为15-35 c, %.6.2温度除非另有规定，一般测试环境相对湿度为45%-75%，2.6.3气压除非另膏规定，一般测试环境的气压为86月106kPao2.6.4环境光一股是室内自然光(包括电灯照明)，但允许计数管蔽光测试，2.6.5电磁场测试环境应无电磁场干扰34 G B 11.8 -.8 %.核辐射除产品标准规定使用的披射源外，应无其它放射嚣的影响，%.1测试但录时间在这段时间内简单计撞的统计涨落偏差不藏于明显影响到测试精度，%.8测试电路

7、%.1.1原理电路及冀鲁擎酶选择盖革弥鞠计监管的原理电路如困1所示，丰C，-_.1 (分布电容、，.、a+ 图l盖革一弥勒计数管的原理电路 到计数电路C回(包括电缆。注:卤素管每次放电所产生的总电荷受外部电路影响大，因此，RC1尽可能靠近计数管阳极，Rl 的数值应由制造厂规定(通常在2.7-10MQ的范围内)，C1的数值应在1-10pF的范围内。辛计数电路的输入电阻和输入电容与电缆的分布电容一起合并成RmC通常为33kQ)和Cm(通常为lOOpF)，Cc。通常为0.01IlF 0 R L 1 M Q 0 J 卤素管的电路输入灵敏度推荐为O.1-0.5V。 有机管的电流脉冲的最状不受外部电路影响

8、，完全受内部的几何尺寸和所加电压的控制，因此RLC并不需要，RL通常为4.7MQ。 有机管的电路输入灵敏度推荐为O.2V。2.8.2检定每次放电电荷和电流脉冲的电路8 1J.F C, 到示波稽、，.、. B 到高阻抗伏特表+ C 到放大器和示波器C恤图2检定每次放电电荷和电流脉冲的电路飞3GB 9588一观察点:A点观察电流脉冲r死时间。B点观察每次放电的平均电荷。C点观察电压脉冲。注:R3C3的乘积与电流脉冲的上升时间比较可以忽略不计。 对于其它的推荐值，见图1注。2.8.3推荐电路6 E高压C.(51pF) ! 计数栅丰C，(lOpF) _.J 图3E高压一-叫丰lOpF). / C, (

9、 3 - 5 pF) _.J 图4B离压C.(O.Ol w) -计数线路_j_ -rC , 5 pF) -_j 图53参数和特性刑试方法3. 1本底C计数率GB 9588 _ 88 l士c.( 5 p (.:) :. (v ._/ I L一_j图6E葛压R2(1-5MO) Cco(O.Ol ) 图7E高压计数线路在受外来射线影响小的环境中，把计数管安装在水平位置的特制的铅室内，铅室四周为50mm厚，雯的铅板，内衬3mm厚度的铝板，按规定的测试电路，于破测管加上规定的工作电压，在规定的时间内测得的计数，算出的计数率即为本底C计数率。对于特殊应用的管子，可以采用其它形式的屏蔽，但应规定屏蔽条件。3

10、.2光敏性对于有光敏性要求的计数管，按规定的测试电路，加上规定的工作电压，在下51条件F:a.黑暗中;b.用ilil:灯(或用截止波长300nm以下超高压水银灯)使被测管窗口处的照度为.20001x状态下。测量各自规定时间内的计数率，两种计数率之羞即为光敏性的计数率。在:测试前60min计数管不应暴露在紫外线下。3.3漏电流在周围无杂散放射摞影响的条件下，计数管加上低于起始电压的电压后1.在自i出相j极之间的漏电流即计数管的漏电流。除非另有规定，一般测试环境温度为15-_ 35 C ，相对湿度为45% -75 %。3.4绝缘电阻7 9588 - 88 GB 在规定的电压下，用高阻表测量计数管两

11、电极之间的电阻值，但所加的电压应低于起始电压。3.5极间电容按GB7274 .极间电容测试方程的规定。3.6起始电压计数管在2.5.2辐射场中，在规定的测试电路和测试仪器输入灵敏度下工作，逐步升高外加电压，当计数率达到约一次每秒(1次/秒或电流表读数达到规定值或脉冲幅度达到规定值时的电压。3.7坪特性3.7.1 坪特性曲线计数管在2.5.2辐射场中，在规定的测试电路下工作(如3.6条)，将电压从相当于起始电压值开始逐步升高，每提高一段工作电压，如10V记是一次计数(测试时间根据计数率而定，应满足测量的统计误差小于允许的测量精度)。然后将测试数据(在统计误差范围内)用图示法画成平滑曲线(坪特性曲

12、线)，如下图所示。-lil-lili-dF-AF -, -dF i-r|ill 坷-3一一-d一lili-! 一十一一N, (CPS -, ) 每秒一次计数运回霄顿支电压u(v) UT一一推荐工作电压U U1一一坪始端电压U Lim一一极限工作电压圈8计数管的坪特性U、U。一一起始电压U2一-!:iJl终端电压3.7.2坪斜坪斜按下式计算z(%/V) .-_.(1) N2 - N1 100 一(N2 +N1 )/2 . U2 -U1 s= 式中:S一一坪斜，%/V; N1一一电压U1下测得的计数率;N2一一电压U2下测得的计数率。坪斜指标在产品标准中规定。3.7.3坪终端电压坪终端电压即图8中

13、的U203.7.4坪长坪长即图8中脱12一U1(以伏为单位)。坪长通常由制造厂规定。注z坪始端电压一般由制造厂规定;坪始端电压=起始电压+x8 9588 - 88 GB 对每种计数管要给出X值(见图8)。3.7.5工作电压制造厂推荐一个工作电压，或者取U2 -U, ,u , _ U2 +U, ，+(V)至TL(V)之间的某一电压值。3.7.6极限工作电压计数管在2.5.2辐射场中，在规定的测试电路下工作，电压从相当于坪终端电压U2开始增加，计数率明显上升，但未连续放电，此时移走放射摞，本底计数率不能恢复到原来大小，当所测本底计数率与规定值比较有明显增加时的电压，即为极限工作电压。3.8伏安特性

14、及其斜率计数管在恒定照射量率照射下，按规定的测试电路，改变计数管工作电压，测出相应的输出电流。作出的输出电流与工作电压之间的关系曲线称为伏安特性如图9所示。其伏安特性斜率接下式计算:s=年二i,1 U./2 x 100 (%/V) . (2 ) 式中:S一一伏安特性斜率(%/V); 1，一一电压U，下的输出电流(A);12一一电压U2下的输出电流(队);13一一电压UJ下的输出电流(IlA ); .1 U =U3 -U, (V); U，、U3一一一般是某种规定值;U, +U1 z=uf，即U，-U3的中点值。苟且vhM喔哥哥篝才-1 U、工作电压(v)U) U1 。计数管的伏安特性3.9照射量

15、率特性及线性3.9.1照射量率特性将计数管放置在刻有照射量率的标准照射室的固定架上，按规定的测试电路，加上工作电压，改变计数管所受的照射量率(一般是用改变放射掘和计数管的距离来获得)，在规定的照射量率范围由弱到强选定五个以上不同照射量率的点，在规定的时间内测量计数率或电流，然后在座标纸上画出计数9 图99588 -88 卒N或电流f.与照射量率(X)的特性曲线，典型例子示于图10和困11中。GB 日圆明EEffiffi10 10 (?乌U、电咀霄割+冒IO.:恃U耐tl屈;10 10J 10 痛、射量率.i2.58X lO-4c/ (kg .h)J 图10计数率与照射量率特性曲线10 150

16、./ A芒v ./ -100 50 主立VJa再创aJ OU i 10 10 照射量率X2.58X 10司、/(kg h) 图11电流与照射量率特性曲线。10 - 3.9.2照射量率线性在图12计数率与照射量率曲线中，最高照射量率点实际测出的计数率必定低于理想值(由于死时间导致漏计)。因此，某一照射量率下的线性程度常用该点的非线性偏差来表征。非线性偏差dN接下式计算z10 9588 - 88 G d.=4!Y N =，!.!. X 100% HL ( 3 ) NL一一理想值，Ns一-实剧值。L1 N = NL Ns , 式中:N I ，主, A/ 1- -3 1且y 11 .h 10-10 N

17、L m a町 、d:.: 章1010 10 10 照射量率X2.58X 1O-4c/ (kg h) J 图12计数率与照射量率特性曲线在图13电流与照射量率特性曲线中，非线性偏差d1接下式计算t10-1 10 -10- 41 dl=x 100%.( 4 ) L1 1 = 1 L - 1 s , 1 L-一理想值，1 s-一实测值。式中zLJI . -, 10 20 50 。200 500 1000 1501 IL 100 I 司。(革h爆时曾11 5 照射量率X2.58xlO-4c/ Ckg .h)J 图13电流与照射量率特性曲线2 。1 GB 9588 -88 3.10过负荷照射量率计数管按

18、规定的测试电路加上工作电压，在超过规定值的某个照射量率(一般为线性高端的5-101:音下在规定的时间照射，然后除去计数管上的电压，使其休息规定的时间，再按规定测量有关参数，应符合规定，此时的照射量率即表示该管能承受的过负荷照射量率。照射时间和休息时间在产品标准中规定。3.11 辐射灵敏度辐照响应3.11.1 y射线和X射线灵敏度将计数管放置在周围的物体对射线的反射和散射为最小(相对于被测射线的直接照射而言)的位置(如计数管放在离地面1.5m以上，离周围物体或墙壁2m以上)，在一个规定特性的系统中，将规定的y射线摞或X射线摞(见注1)放置在正对离被测管的一边或端部(见注2)一定距离的位置上，使管

19、子受到比较均匀的照射。如果计数管管壁的厚度小于所用射线能量下次级电子平衡所要求的厚度，则应将一个合成塑料或其它材料的套管(或管帽)，配合在计数管上，以便给出合适的等效壁的总厚度(见注3)。放射掘的活度和距离必须选择使管子的计数率足够高，以满足统计精确度的要求，但不致高到由于死时间而引起显著的计数损失。计数管的计数率由测得的并经过死时间修正的计嗷率减去本底计数率来得到。被测计数管接受的照射量率，用一个合适的照射率仪器来测定，或者已知放射滤活度和距离按下式计算tx C / (kg . h ) =云x放射性活度(Bq). (5) 式中:对于所用放射性物质，r是一个常数，d是距离，单位为厘米。对于吨。

20、f=9.2l04(?.cmi)kg. h. Ba 计数管的灵敏度就是管子的净计数率除以照射量率的商。由于灵敏度随射线能量而变化，因此若不给出y射线能量响应曲线，就应规定所用放射掘，建议给出对6t。的灵敏度(见注1)。注:y放射掘应该擅除p射线和不需要的软y射线成份。由于过撞板对y射线有显著影响，因此过谴板的性质和厚度应加以规定。对于创Co，最薄的过撞板应为0.3mm的铝板，除非另有规定，就假定放射性物质是与它们蜕变的产物(如有的话)已达到平衡。X射线也应过滤，被撞射线的捷除情况或半值厚度(H.Y.T)应加以规定，应采取措施来避免计数管放射源和(或几何形状而引起的康普顿效应。 测试同轴圆植体计数

21、管对射线的灵敏度时应采用侧面受照射的方式。现l试端窗计数管对射线的灵敏度时，应采用端窗受照射的方式。 为了达到Co射线的电子平衡，计数管管壁应有的最小壁厚大约为400mg/cm2，如果壁的厚度小子400mg/cm2则应配合一个合成塑料帽或其它材料的套管(或管帽)，使其等敬壁厚达400mg/cm2。3.1 1. 2 射线灵敏度测试时，放射源直接放在计数管壁的下面，其侧面放在离放射摞平面距离为6士1rnm处，在放射掠照射下围绕管轴至少旋转三次，但每次转动部位不能重复，所有测量持续时间不得少于2min 。然后，根据三个位置的测试数据计算，其误差应在:t30%以内。3.12 Jl能量响应将裸体计数管或

22、在外面装上专用能量补偿(或屏蔽套的计数管，按规定的测试电路加上工12 9588 -88 G8 作电压，在不同能量的y射线或用X射线代照射下，测出计数的灵敏度或以60COY射线的灵敏度归一化，得出能量响应系数(简称能响系数)K，然后给出能量响应特性。典型例子示于图14和图15中。.在选择的能量范围内，有一系列的不闰能量的放射源，测试用的放射源，一般使用X光机(产生X射线结合若干同位素源(如198Au、141Ce、SICr、1ISSr、1J7Cs、226Ra和IIOCo放射摞。注z在进行灵敏度测量时，应使计数管工作在量程曲线的线性段。否则，需要对测得的计数进行死时间修正。 tf、裸体管二E飞飞、

23、、7 1 4带的，补管_!I偿-每J| 民 . . , ,_ 10 10 蛐u-|到-tVMME剖wm10 10 射线能量ECkeV) 计数管能量响应曲线(侧面响应)101 nu l o l 13 10 图14图15应响)面V侧et k (线JE曲量应能响饿量也身能管数计10 10 剖耐烦譬遐7. 3. GB 9588 -88 3.13最大计数率计数管按规定的测试电路，阳上工作电压，改变照射量率在规定的照射量率范围由弱到强选定五个以上不同照射量率的点，在规定的时间内测量计数率，然后在座标纸上画出计数率与照射撞事的关系曲线，这曲线上的极大值即为最大计数率。3.14每个计数脉冲的平均电荷计数管在2

24、.5.2辐射场中，按图2测试电路.1m上工作电压，以大于l次每在j、(lOO欠/秒)的计数率，同时现IJ出计数管的平均电流与计数率.则-平均电流 每个计数脉冲的平均电荷-计数旦在. (0 3.15脉冲制度计数管在2.5.2辐射场中按图2的测试电路，加上工作电压.以约记录lOO(欠每秒(100 (:欠/砂)的计数率.将示波器或其仨合适的脉冲尚度测试装置的输入端接到回2的C点，观察脉冲高度队它民IJ表示跨在现定的输入电容和电阻上的峰值电压的变化。3.16死时JjjJ3.16.1 示波甘苦怯计数管按脱寇的测试电路，加上工作电压，将电路的输出端A点(见囱2)接至1示波器Y轴的输入端。将尽波2苦的触发间

25、闹到接近脉冲金制值.并使J恰如h的扫描时间恰好大于计数管的恢u.时间?计数管在较时计数率下例如三(J()脉冲/钳秽)工作，使得死时间和恢5.SL时间都能从水披搭上显示出来。典型例子表尽在国16中。0.5 ME霉素差圈套101恙1. 0 0:-百死时间半锅度恢征时IJ时间时间图16计数管死时间典型示波图(电压脉冲)3.16.2双源法用两个活度近乎相等的放射源进行测量。按规定的测试电路于被测管加上工作电压，在距计数管一定距离上放置放射源(1 ) ，测得计数率N1，然后在另一个距离上放置第二个放射摞(2 ) ，该掘距计数管的距离，应使两个放射摞产生的计数率Nl2比川的大致高一倍。然后拿走第一个放射跟

26、(此时第二个放射谏位置保持不变)，测得第二个放射摞产生的计数率的最后拿走第二个放射掘，测量本底计数率Nbo则死时间Id，可用下式计算zr-NI+N2 -NIZ-Nb d一2(N1 - Nb) (N2 - Nb) 14 GB 9588 -88 双据法测量死时间要求测量时间足够长，仪器必须稳定，并且放射踞的几何位置应保持不变，能f良好重复。3.17起始电压和坪始端电压的温度系数.如果在所要求的工作温度范围内起始电压与温度的关系是非线性的，就需要在不同的温度范围内测出其温度系数，因而起始电压应在工作温度范围内合适的温度间隔下测试。其结果用图解法画成曲线，在给定温度范围内温度系数的变化能够根据这个曲线

27、图计算出来。如果在工作温度范围内温度系数是线性的，起始电压值就在工作温度范围末端选择两个不同的温度点来测试。如果在温度T，和T2下测得的起始电压为Uo，和U02，则得到温度系数u为:-_j_QC豆豆l一_x _ 1旦L一(/，C). . (8) (U01十U02)/2T2 -T1 因为始端电压和起始电压之间的差接近不变，因此起始电压的温度系数也就是始端电压的温度系数。3.18辐射灵敏度的温度系数如果在所要求的工作温度范围内辐射灵敏度与温度的关系是非线性的，就需要在不同的温度范围内测出温度系数，而灵敏度应在工作温度范围内于合适的温度间隔下测试。其结果用图解法画成曲线，在给定的温度范围内温度系数的

28、变化能够根据这个曲线图计算出来。如果在工作温度范围内温度系数是线性的，灵敏度的值就在工作温度范围末端选择两个不同的温度点来测试，如果在温度T，和T2下的灵敏度分别为l和2，则得到温度系数a，为:3.19使用寿命s E 2- e, , 100 一一一一一(%/C). . . . . . (9) (81十2)/2T2-T, 寿命试验，选用下列任一方法进行:3.19.1 脉冲累计法计数管在规定的工作电压和计数率下，累计工作到规定的脉冲次数。3.19.2时间累计法计数管在规定的工作电压和工作电流或照射量率下，连续工作到规定的小时数。寿命试验过程中，电参数测试的时间间隔及允许变化的范围在产品标准中规定。

29、采用说明z本标准还参照采用美国军用标准MIL-STD-131lB(1975)(美国军用电子管试验方法和日本标准JlS Z 4201-81 盖革-弥勒计数管试验方法。附加说明:本标准由电子工业部华东电子管厂起草。本标准参加单位z北京核仪器厂、中国人民解放军57607部队。自本标准实施之日起，原第四机械工业部部标准SJ1564-1574-80(计数管测试方法作废。15 。E筐EE町由白。中华人民共和国国家标准盖革-弥勒计数管测试方法GB 9588-88 电.中国电子工业出版社出版(北京万寿路27号)中国电子技术标准化研究所印刷中国电子技术标准化研究所发行眼权专有不得翻印 开本!880 x 1230 1 116印张zlL字数:33千字16 1990年2月第一版1990年2月第一次印刷印数!1 -500册定价:1.40元* ISBN 7 - 5053 - 0885- &/TB 51