文档介绍：水和食品检测仪稳定性测试分析
水和食品检测仪稳定性测试分析
摘要: 水和食品检测仪是检测水和食品中放射性水平的便携式谱仪。本文从硬件结构、硬件稳定性测试、刻度、温度及湿度影响测试分析等方面比较全面的介绍了该仪器。
关键词: 水中放射性; 稳定性分析; 快速检测
中图分类号: TL812+.1 文献标识码: B 文章编号: 1009-8631(2013)01-0067-02
1引言
便携式水和食品检测仪是针对日本福岛核事故研发的,以便及时检测事故区水和食品放射性[1]。
反应堆中有可能泄漏的放射性物质主要有核燃料本身、裂变产物、以及活化产物[2]。至于危害性,短期以碘、氡为主,长期则以铯为主。137Cs是核反应堆内核裂变的产物之一,是核废料γ放射性的最主要来源,137Cs的同伴还有131I,虽然131I半衰期只有8天,但其能迅速在生物体的甲状腺内积累[3]。而137Cs的半衰期约30a,可以长期存在于自然界中,所以131I和137Cs都是影响公众健康的主要放射核数[4]。福岛核电站反应堆芯融毁后,核裂变产物随着水蒸气排放泄漏到大气中,三周内就可以随着高层大气环游地球一周,131I和137Cs对食品安全的影响也随着大气运动波及日本关西地区和其他国家,对水和食品中的131I和137Cs的持续监控显得尤为重要[5]。
2 水和食品检测仪的结构设计
整个系统由七部分组成:探测器、线性脉放大器、幅度甄别器、计算机多道分析器、高压电源、定标器。
主探测器部分选用的晶体是NaI(Tl)闪烁晶体。水和食品检测仪探测的是水和食品中γ射线的比活度。NaI( Tl ) 晶体作为γ射线探测器有如下优点:1) 探测效率高;2) 能量分辨率约为8% ;3) 可以制成各种几何尺寸和形状;4) 性价比高;5) 与光电倍增管的光谱响应匹配最好[6]。保管和使用都较为方便,所以使用Nal(T1)做为探测器晶体。前置放大器的输出信号输入到线性脉冲放大器,经线性放大器放大后的信号可由计算机多道分析器或单道脉冲幅度分析器读出。
3 水和食品检测仪的测试分析
水和食品检测仪刻度
在完成水和食品检测仪的焊板、电路测试、调峰位、老化实验及封装等工作以后,需要对其进行刻度。刻度是指用已知活度或剂量率的标准样品或标准辐射场,测量仪表的响应,定出相应的刻度系数。这就是一种相对测量,所以要求刻度条件应尽可能与待测样品或辐射场一致,否则一定要进行相应的校正。条件相一致,是要求射线的能量一致,而且几何条件,样品的物理状态、组份也都应一致[7]。本试验选用不同活度的131I源和137Cs源作为标准样品水和食品检测仪进行刻度,图2、3则为测试数据,将图中的数据进行直线拟合可以求出线性拟合斜率k,分别为kCs=、kI=。将kCs与kI输入仪器中,即完成刻度过程。
水和食品检测仪硬件稳定性测试
为了确定水和食品检测仪硬件设计上是否对仪器测量的数据有影响,设计实验对其进行测试,设计方案如下:
将仪器放入恒温恒湿箱中,保持稳定测试环境,每次不间断测量10min一组,进行多次测量。测量结果如图4所示:
从图中可以看出,设计测量标准差:std_really=,根据泊松分布特点,其理论标准差为std=,仪器测量