EJ T 1048-1997 无损分析系统校准导则.pdf

1、ICS 27. 120. 30 F 46 备事号：473-1”7EJ 中华人民共和国核行业标准EJ/T 1048-1997 无损分析系统校准导则Guide to calibrating nondestructive assay systems 1997-07-09发布1997-12-26实施中国核工业总公司发布060524000003 EJ/T 1048-1997 目次前言.E1 范围2 定义. . . . 1 3 分析系统.24误差45 实物标准. . . . . 10 6 校准步骤. . . . . 13 7 分析误差.”.“. 15 8 测量保证.18 附录A（提示的附录特殊NDA技术应

2、注意的问题.21 附录B提示的附录图解校准. . . . . . . . . . . . . . . 26 附录C（提示的附录）选择校准函数的最小二乘法拟合.27 EJ/T 1048-1997 目。言本标准是等效采用ANSIN15. 20一1975(Rl987）无损分析系统校准导则编制的，目的是在核材料管制中为NDA系统测量核材料时提供NDA测量校准和监督的指导，也可作为从事核材料辐射无损分析的工程技术人员或科技工作者进行技术培训的指导性文件。本标准涉及无损分析系统的校准，恰当地运用该系统对获得并保持有效校准至关重要。无损分析系统的适当选择决定着分析可达到的准确度和精密度。本标准中对统计步骤的

3、讨论并不能代替专业统计员的建议和指导。恰恰相反，在校准和使用NDA系统的整个校准过程中都应得到专业统计员的指导。核材料NDA测量的目标是测定一种或多种核素的相对或绝对丰度。通常是将未知量材料的观测响应值与一种或多种已知的标准响应值相比较，并借助于校准建立的函数关系，来完成该种测量。本标准中的NDA法以下列两种方式发射的中子或射线测量为基础z一一自发裂变或伴随发生的或R粒子衰变z一一中子或光子裂变等受激核辐射，或“、n）反应等。当影响NDA测量的观测响应值的所有因子都能进行数学模拟时，根据基本原理，能测定待分析物项的绝对含量。因为这种情况极少，因此本标准所提出的方法均以相对于已知标准的校准为基础

4、。由于ANSINIS. 20-1975(R1987）的前言与标准技术内容没有联系，所以本标准没有给出ANSIN15. 20-1975(R1987)的前言。本标准的附录A、附录B、附录C都是提示的附录。本标准由国家原子能机构核材料管制办公室提出。本标准起草单位z核工业标准化研究所。本标准主要起草人：康椰熙、;it培庆。m 中华人民共和国核行业标准无损分析系统校准导则EJ/T 1048-1997 Guide to calibrating nondestructive assay systems 1 范围本标准规定了特种核材料测量的无损分析法常用的步骤，包括校准、误差估计和测量保证等。本标准适用于特

5、种核材料测量的无损分析系统的校准。2 定义本标准采用下列定义。2.1 准确度accuracy用于描述某一特性的测量值和其真值之间的一致性程度的定性术语。2.2 偏倚bias 一种系统误差，它可通过对标准样品一系列测量结果的平均值与其标准值相比较的方法予以估计。在这种情况下，可以通过修正来消除偏倚对测量结果的影响。2.3物项item 容器中或其它适用于分析的构形物中的待测核材料。2.4 无损分析nondestructive assay(NDA) 借助观测自发或受撒核辐射，来估计待分析物项中一种或多种有关核素的含量，而不影响其物理或化学形态。2.4. 1 有源分析active assay 以观测外

6、界源辐照诱发的辐射为基础的无损分析。2.4.2 无源分析passive assay 以观测天然存在的或自发核辐射为基础的无损分析。2.5 核素nuclide 具有特定质量数、原子序数和核能态，而且其平均寿命长得足以被观察到的一类原子。2.6精密度precision 用于描述重复测量的内在一致性程度的定性术语。2.7 特种核材料（SNM)special nuclear materials(SNM) 坏，233u，富集了同位素2aau或2asu的铀以及国家有关主管部门指定的其它材料。本标准涉及的主要是铀和坏的同位素。中国核工业总公司1997-07-09批准1997-12-26实施1 EJ/T 10

7、48-1997 2.8校准标准calibration standard 其物理和化学参数与待分析物项相似，有关核素的质量和对测量技术敏感的所有特性都已知的一种物项。2.9 工作标准working standard 用于检查NDA仪器性能的一种物项。它的标称特性能代表待测量的物项，在制备和操作过程中，应保证其固有完整性，从而使测量结果的偏差仅限于测量仪器本身。3分析系统3. 1 选择每种NDA技术都有优缺点，必须根据应用的具体要求进行选择。没有任何一种单一的技术能满足所有的要求。使用者有责任考虑可能存在的问题，并为其特定的应用在测量能力与期望的准确度之间作出权衡选择。一般说来，NDA与其说是一种

8、元素灵敏方法，不如说是一种核素灵敏方法。有关反应常常在多于一种的原子核中同时发生（例如23sPu、240Pu、242Pu都进行自发裂变。物项元素含量的测定，是通过测量元素同位素发射的辐射获得的。在某些情况下，也可通过测量其衰变产物发射的辐射来获得，无论是哪一种情况，都需要知道待分析物项放射性核素的相对组成。NDA系统的观测响应值的灵敏度易受各种因素影响，从而使分析结果出现偏差。通过谨慎选择测量技术，注意可能存在的误差源，执行控制物项分类和包装的操作步骤、培训操作人员、维护仪器、补充测量和计算，并对试验数据进行适当的组织和评价，就可以保证分析结果的准确度最佳化。因为对于不同的用途，NDA系统必须

9、满足的要求也不相同，所以这里只能提供系统选择的一般性导则。如果能满足特定测定要求的技术不只一种，那么经济性和易于操作通常将做为系统取舍的准则。3. 1. 1 无摞分析无源分析系统一般比有摞系统简单、便直，当待测材料允许使用无源分析时，一般最好是使用无源分析。通常，用无惊分析系统测量坏比测量铀更有效，但该系统也能适用于某些铀的分析问题，如已知低富集铀分析用的mu自发裂变中子计数，和UFs分析用的（、n）中子计数等。经常通过测量185keVY射线和应用透射校正对23su进行无源分析。如果待分析材料是均匀的，几乎不含（、n）靶材，且核素比巳知，那么总中子计数是一种合适的技术。如果存在大量的“、n）靶

10、材，这种技术虽能使用，但实验结果表明并不可靠，除非在待分析物项和校准标准中已知该种靶材的相对量。如果同位素比已知，且容器中中子慢化和倍增极小或能足够精确地测量或计算，进行校正，那么对于坏或低富集铀的分析，符合中子计数是一种可行的技术。3.1. 2 有源分析由于低裂变量或高自吸收使无源分析信号不够，或者由于高自吸收使无源分析结果的不确定度大到不能接受时，可应用有源中子质询分析。选择一个合适的质询中子谱则显得极2 EJ/T 1048-1997 其重要。如果待分析材料易裂变材料较低，热中子能完全穿透样品，那么可以使用热中子。但是如果存在热中子吸收剂，例如轻水堆（LWR）燃料中的钝（Gd），就会姑碍热

11、中子谱的使用。对于氢CH）含量高的小型样品（例如溶液），热中子质询比快中子质询更可取。由于在易裂变材料中低中子能量裂变截面增加，因此热中子质询具有灵敏度较高的优点。对于高密度含铀样品的分析，推荐采用比热中子能量更高的中子质询。该质询中子谱包括：一一高能量中子，如由自发裂变漉（例如252Cf)或“、n）源（例如Am-Li、Pu一Li或Pu-Be）发射的中子E一一高能量单能中子，如低能高压倍加器考克饶夫特一瓦尔顿型（Cockroft-Walton-type通过2H(d,n)3He或3H(d,n)4He反应发射的中子F一一由离子加速器中通过句，n）反应，或由同位素中子源通过口，n）产生的阔下中子（小

12、于lMeV);一一共振区中子对于分析来说，选择共振区中子不好，应把它们从质询中子束中排除。亚阔能中子仅用于存在于可转换材料中的易裂变同位素的分析。高穿透中子最易从考克饶夫特瓦尔顿(Cockroft-Walton）型中于发生器中获得。而使用粒子加速器，通常需要一笔较大的基本投资、训练有素的操作人员以及熟练的维修人员。如果不使用加速器也能满足分析需要，高穿透中子还是可用的。区分质询辐射与受激响应辐射之间的差异是有源分析中的一个主要问题。最好是探测器对质询辐射不灵敏。尽管完全不灵敏极难得到，但被探测到的质询辐射量还是能用几种技术减少。如：一一以低能中子质询和以能量可偏置的探测器探测高能裂变中子；一一

13、以在时间上不相关的中子质询，以彼此符合的方式探测信号中子；一屏蔽探测器，与质询中子源隔离p一一探测缓发中子或源脉冲间的射线。3.2校准前的检查在任何分析系统开始操作之前，应考虑3.2. 1 3. 2. 3给出的校准前的检查步骤。3. 2.1 审查技术要求和操作规程使用者应检查预期的操作性能、所有的技术要求、设计图纸和计算。如果可能的话，还要阅读所有的操作规程文献。操作环境的变化、分析与系统预期材料不同的材料时的特殊要求、不适当的采购技术要求、预期工作能力与实际工作能力之间的差异，都可能产生意想不到的问题。3.2.2 操作环境分析系统的操作环境必须根据设备的实际情况和建议要求进行检查。环境条件应

14、优先考虑：一温度变化（即平均值、极值和变化率）; 3 EJ/T 1048-1997 一一湿度范围和变化率p一一振动或高音响可能使系统机械性能不稳定或产生电噪声z一适当的电源，包括合适的电压、接地，并避免电压波动过大和电噪声F一一温度、压力、纯度和利用度可有效控制的冷却水，如果需要的话F一电磁辐射的存在可能影响电子线路的性能p一一本底核辐射的大小和稳定性对这些环境特性进行检查，或改变操作环境或改变仪器，以保证适用性。3.2.3操作试验校准前，设备的电子和机械性能应进行彻底试验，以保证所有部件，在去认裕量条件下，不会引起系统功能退化和设备故障。需要时，检查应包括关键试验点电压的测量、信号脉冲的示波

15、器观测、脉冲高度分布的测量，如果合适的话，适当调整运转状况下的机械零件和限位开关，并拧紧所有的紧固接头，并检查所有控制器的机械和电器运行情况。这些检查完成以后，分析系统应置于其操作环境中，且每种相应的环境参数的变化应在预期的范围之内。并应记录性能变化，以指导校准时更仔细的测量。这里，应使用工作标准进行检验测量。应记录引起给定标准响应值变化的任何影响因素（例如，物项状况），以备查并对操作步骤进行可能的修正。3.3 合格性当一个分析系统用于具体分析课题时，如果表明是可靠的、足够精密的，且有足够的准确度满足使用者的要求，那么该分析系统则被认为是合格的。这些要求可以由工艺过程或材料控制因素决定。3.3

16、.1 局限性现有的NDA系统没有任何一种能普遍适用于各种类型和各种形态的特种核材料分析，故有必要全面规定该系统所要测量的核材料类型和形状。如果要分析不同于最初检定中规定的材料，系统必须重新检定。3.3.2 责任使用者有责任保证分析系统适用于待分析材料。尽管实际的合格性检查或系统各部分的合格性检查，可以由系统供应者或某一独立部门按合同进行，但使用者必须对该合格性检查给予充分的监督，以确保其有效性。3.3.3步骤合格性检查步骤分为以下四个阶段a）检查技术要求，保证系统对分析课题的适用性zb）按3.2步骤进行校准前的检查Ed按第6章所述校准步骤进行校准zd）定期检查精密度与准确度，确保合格。4 误差

17、4. 1 总则4 EJ/T 1048-1997 提供一篇实验数据统计估计的文章，并不是本标准的目的和意图川旦是，由于对测量误差目前还没有普遍接受的处理方法，所以只能对所推荐方法的基本原理作一个简要说明。4.2基本原理测量程序用于确定一些物项参数的真值。但任何测量方法都有一个共同的特征，那就是即使在完全相同的条件下进行重复测量，也不可能产生完全相同的结果。同一测量方法在相同条件下对某一给定参数X的测量结果X;,i=l,2，n，只能看作该种参数使用同种测量方法在相同条件下已经获得或可能获得的所有测量结果中的一种随机结果。抽取样本的总体应符合由测量方法确定的某一概率分布。本标准中，适用于待测辐射计数

18、测量的分布是常见的对称钟形正态分布或高斯分布1)正态分布可由两个参数完整地描述：，分布的算术平均值p和Z，分布的方差。标准偏差给出概率分布扩展或离散的程度时，参数则是概率分布的位置参数。因为整个样本总体无法测定，严和d必须由样本估计，如果样本有n个测量值凡，X2,凡，那么和d的估计方法是z和式中：X一一样本平均值Fs！一一样本方差z主！xi. (1) n =I 二二（X;-X)2nX（XY (2) 当n时，样本平均值X应接近总体平均值。但是，用特定测量方法测定某一给定量所得到的值，可能不等于所测给定量的真值或参考值r。测量过程的偏倚指测量值和真值r的相差程度，它等于某一测量方法测量某一特定量得

19、到的平均值和该量的参考值r之间的差阳忡。4.3精密度和准确度测量方法的精密度通常由标准偏差来表述，它表示在相同条件下，使用同一方法对单个量值进行重复测量所产生的不一致性。对术语“准确度”（accuracy）的使用似乎还没有普遍一致的意见。它既被用来表示测量偏倚，又被用来指包括随机误差和偏倚在内的总测量误差。本标准使用后者。因此，为表征某一测量方法的准确度，至少需要指出方法的精密度和未作校正的任何可能的偏倚晾所产生影响的可信范围（见4.的。4. 4 NDA测量误差特种核材料（SNM）质量检测的估计误差取决于测量响应值R和校准参数值的不确定1)用泊松（Possion）分布可更恰当地描述辐射发射但是

20、，常用的NDA技术的计数率通常很大，使得泊松分布近似于一个正态分布。5 EJ/T 1048-1997 度。观测响应值R的方差应通过对单一物项进行重复测量来估计，然后用公式2计算砾。利用表征放射性计数实验的泊松（Possioh）分布的特性，可以得到响应值方差的二次估计值，即.言，式中是分布的平均值。在大部分NDA测量中，系统响应值由一些观测计数町，Cz. ,Cm，通过一个函数关系式f进行计算，该函数关系式是：R=f(c1,Cz ,cm）。然后，如果R测量中出现的变化仅由所谓的“计数统计”（实践中很少遇到的一种情况引起，那么，吨的s估计值可由下式给出zz af z af f z S主（）c1二）2

21、cz十（？一）2Cm。C1acz acm = 2:;（）2Ci , = 1 ac; (3) 式中：f对Ci的偏导，对Ci进行计算。在大多数应用情况下，为计算响应值及其估计方差，至少需要两个C；值z分析过程中观测到的总计数和本底计数。重复测量某物项得到的响应值方差估计值（公式2）会大于根据泊松分布得到的估计值（公式3），且可用于估计最终分析结果的误差。如果两个估计值相差较大，应指出系统的附加变异性（例如，位置变异、电子装置的不稳定性等。并对系统进行检查，以减少或消除产生该种附加变异的源。用NDA系统测量的响应值不仅取决于有关核素的质量，而且还可能受待分析物项不同于校准标准的额外特性或系统操作条件

22、变化的影响（参见4.5. 3）。这种影响干扰了系统对有关核素给定质量的观测响应值，构成了潜在的偏倚源，必须予以确定。然后消除、控制或计算，以便对数据进行校正。消除确定的偏倚摞是最好的方法，可通过下列方式来完成：一一选择对干扰不敏感的NDA技术；一一设计对干扰不敏感的仪器；一一控制系统的操作条件或环境，以减少变异性p一一将待分析物项分成具有相同特性的几类，然后对每一类进行独立校准。如果某偏倚源虽能确定，但不能消除，那么它对观测响应值的影响，通常可通过辅助或附加测量（或计算）进行量化，以便校正。由于这种偏倚校正一般不很清楚，所以在估计测量结果的方差中必须包括估计校正方差。偏倚校正可能有多种形式（即

23、相加、相乘等。通常，如果校正响应值R由方程式R=f(r,b）计算，式中r是未校正响应值，bi为第i个校正参数，那么R的方差可由下式估计：af af z z S（否）zs：函；）sbi .(4) 式中：S一一未校正响应值样本方差pSfi一bi的估计方差。6 EJ/T 1048-1997 例如，如果用归一化因子R=br消除偏倚源对响应值的影响，那么SA=b2Sr2Sf.如果还存在能确定但不能消除的残余偏倚摞，或该偏倚源对测量的影响不能用校正的方式消除，那么对测量结果的偏倚必须规定可信的范围或合理的限值，并包括在分析结果的不确定度中予以说明。4. 5 NDA误差来源4. 5. 1至4.5. 3条描述

24、了NDA测量中常见的误差来源，并推荐了消除或减少这些误差影响的方法。这些误差源对校准和盘存物项的分析来说是普遍存在的，在校准时必须加以考虑，以便得到准确的分析结果。这里讨论的误差源为大部分NDA技术所共有。对于特殊技术应注意的问题，附录A（提示的附录有专门说明。本讨论分为za）由测量间的变化而引起的误差，包括那些能影响同一物项重复测量时观测响应值的误差摞zb）由于物项间的差异而产生的误差，包括能改变不同物项中有关同位素每单位质量的观测响应值的额外误差源zc）校准误差，它是对仪器校准中不确定度分析结果的影响。4.5. 1 由于测量间的变化而引起的误差4. 5. 1. 1至4.5. 1. 4中讨论

25、的误差源能够影响同一物项重复测量时的观测响应值。4. s.1.1 计数误差计数试验就是估计某一测量方法的固有变化，如4.4所述。计数对于总（相对误差的贡献可通过适当增加观测总计数的方法来减少：一一适当延长计数时间z一一通过使用辅助探测器或缩短物项与探测器的距离来提高探测效率F一一在有源系统中提高源的强度。4. s. 1. 2 本底NDA仪器中测量响应值包括4.5. 1. 2. 1 4. 5. 1. 2. 5中所介绍的部分或全部本底成分。4. s. 1. 2. 1 仪器本底所有电子系统产生的随机的噪声常常决定仪器灵敏度的低信号限值。4. s. 1. 2. 2 环境本底宇宙射线和来自附近加速器、反

26、应堆或放射源的辐射都会被仪器探测到，并被误认为是由待分析物项引起的。通常的情况是物项在等待测量或完成测量以后被暂时放置在分析系统附近，从而引起环境本底。在常规操作过程中，周围辐射经常变化，因此，系统应充分屏蔽，以使其对环境本底辐射不敏感。此外，校正观测总响应值时应减去当时的测量本底。本底测量应经常地进行，使本底变化不至于明显地影响分析结果。4. s. 1. 2. 3 源本底有惊分析系统通常包含一个放射源，在仪器中它将产生本底。由于源会发生衰变，这种本底将随时间变化。7 EJ/T 1048-1997 4. s. 1. 2. 4 自身源有源分析系统可能引起物项充分裂变，从而产生残余放射性，对短时间

27、内接着进行的再分析造成干扰。校准过程中，为测定给定校准标准的平均响应值，而对其进行重复测量时，应特别注意这种影响。此外，仪器中某物项的存在有可能改变测量的环境本底或源本底，当出现这种问题时，应利用不包含裂变物质或放射性物质的模型来确定该影响的大小。4. s. 1. 2. s 交叉影响如果仪器具有在不同的小室内同时测定一个以上物项的功能，那么在某一小室内的响应值可能包含了其它小室内物项的干扰。当出现这种问题时，系统应进行校准，并在测量时使用同一载料模式。任何NDA系统在校准前和整个使用过程中，都应对上述本底的大小和稳定性进行测量。在某些应用中，如果源的本底很大，就能用来监测系统的性能，特别是在本

28、底能谱与信号谱相似时。4. s. 1. 3仪器设计4. 5. 1. 3. 1 4. 5. 1. 3. 4所述的因素可能会引起系统设计或操作误差。4. s. 1. 3. 1 分辨率使用的测量方法和仪器，必须能够分辨由本底或存在于待分析物项中的杂质引起的干扰辐射，并给出所需要的响应。4. s. 1. 3. 2部件老化电子和机械部件的操作特性随时间而变化，从而引起仪器性能的波动。4. s. 1. 3. 3 响应分布仪器是对着物项分布的区域测量的。在有摞系统情况下，如果待测区域几何形状不均匀，或入射辐射场（能量和强度）不均匀，从而造成该区域的响应分布不均匀，误差就会产生。通过仪器设计、必要时在仪器中设

29、置物项扫描器和旋转器，可把这种影响减至最小。如果适当控制物项的位置，同时保证物项与标准物质的相似性，就能校准残余的影响。4. s.1. 3. 4 分析时间控制分析通常有一个固定的计数时间周期。不管出于何种理由，如果时间周期发生变动，那么将直接影响分析结果。如果驱动开关在位置或操作性能上有变化，或如果计时装置对电源和温度变化敏感，就可能使分析时间发生变化。在以计数率为基础的系统中，如果时间周期经过仔细测量，分析可能不会受到影响。4. s.1. 4仪器环境许多环境因素都能影响NDA系统的操作，并给分析结果带来误差。如果分析系统对操作环境的变化敏感，则仪器应在相同环境条件下校准和使用。4.5. 1.

30、 4. 1 4. 5. 1. 4. 3中介绍了典型的影响因素。4.S.1.4. 1 温度电子设备通常对环境温度变化很敏感。同样，在具有充分慢化的质询中子能谱的有源分析系统中，由于温度变化使慢化剂密度改变，可能引起中子能谱的变化。如果该种影响存在，8 EJ/T 1048-1997 系统就应在控温环境中操作，以限制变化范围。如果做不到这点，旦日差或季节的影响显著，那么测得分析物项的响应值与测量时的周围温度有关。应根据温度相关函数对每个测量结果进行校正。在这种情况下，测量时重要的环撞温度（例如，慢化剂温度必须记录。4. s. 1. 4. 2 湿度在高湿度条件下，高压漏电和击穿的可能性增加。这种影响的

31、产生，要么是由于仪器性能逐渐变化，要么是由于仪器性能突然波动。通过适当的仪器设计，可以把这种影响减至最小，也可以通过清除空气中多余的水分对这种影响加以控制。在湿度极大的日子里，应频繁对工作标准进行测量。4. S.1. 4. 3 电源电摞被动会影响仪器的运行。线路电压或频率的变化，以及乱真的电噪声脉冲通过电源线、接地回路搞合，或向仪器传播，可能对仪器操作有明显的影响。因此，如果需要的话，仪器应使用稳压过滤线路或蓄电池供电。仪器应接地正确并很好地屏蔽，且应安装在远离产生电噪声机器的地方，除非已证明该仪器对这种噪声不敏感。4.S.2 由于物项间差异产生的误差如果仪器的响应值受物项容器特性或容器内除有

32、关同位素质量之外的其它物质的影响，那么分析将出现误差。因此必须针对4.s. 2. 1 4. 5. 2. 4中讨论的可能出现的物项差异，研究测量响应值的灵敏度。4.S.2. 1 容器、特种核材料（SNM）通常放在容器内储存、操作和测量。应改进容器的尺寸、结构和包装方法，以减少容器之间的差异，从而把因这方面原因引起的误差减少到最小。这种仪器应尽可能设计成对容器差异不敏感。4.S.2.2 特种核材料分布如果在探测室的不同位置，仪器有不同的响应值，那么测得的响应值将取决于容器内特种核材料的分布情况。对物项扫描和旋转会可能有助于减少误差。应制备标准以消除使用过程中SNM含量漂移的可能性。即使整个探测室内

33、单位质量的响应值是均一的，待测同位素以粒状或块状分布也能引起测量响应误差，因为系统中存在发射辐射的自吸收以及有源分析系统中入射射线或中子的自屏蔽。如果颗粒大小是均一的，且严格控制，那么校准标准将解决这个问题。4.S.2.3 同位素组成铀、坏同位素及其放射性衰变产物的比例是变化的，如果测量响应除了对待测同位素敏感以外，还对放射性同位素敏感，那么必须知道待分析物项的核素组成，且应与标准的组成相同。4.S.2.4 介质效应特种核材料周围构成介质的外部材料的存在和分布情况，可能会显著地影响入射和出射辐射的穿透力。Y射线可能损失能量或全部被吸收，随着基体材料原子序数和密度的增大，这些效应发生的可能性也增

34、大。衰减校正通常能用来减少或消除这些影响，该校正是以同一放射性核素9 EJ/T 1048-1997 发射的、能量不同的两束射线的观测强度为基础，或以外部源发射的射线的透射为基础。出射或入射中子可能会因此失去能量，被寄生吸收，因而从系统中消失；或者被易裂变原子核吸收，并诱发那些原子核裂变（增殖）。介质材料可能导致观测响应值增加或减少。当介质材料是含氢或其他慢化材料时，中子被慢化至低能量，因而增加了随后发生吸收反应的可能性。如果这些影响严重的话，必须分类建立含量限制规定。有时通过使用适当的能谱指示器（例如热中子通量探针完成校正。4.5.3 校准误差校准曲线误差是由用不精密数据拟合的近似关系式产生的

35、。它包括与测量过程有关的随机误差，以及与标准“已知”值相关的误差。通过收集一个周期的校准数据，如果该周期涵盖了常规操作中所能遇到的波动范围，就能把仪器操作和环境的短期波动纳入校准之中。校准数据的离散度，将反映由操作或环境波动引起的测量响应值的变异。反之，在拟合参数中估计的不确定度，也将反映校准数据的这种离散度。同样，干扰已知质量的有关核素观测响应值的物项之间的差异，可以通过选择大量的标准，并保证标准中干扰特性的范围反映未知物项的范围来计入校准中。这种技术尽管对于处理材料产品在生产时的容许偏差（例如，反应堆燃料细棒包壳厚度）是可以接受的（也可能是唯一的）方法，但是对其他类型材料，由于影响较大，这

36、种技术并不值得推荐。当在校正曲线中考虑这种干扰影响时，那么由于校正曲线的不确定度对估计分析结果不确定度的贡献，将必然大于由测量每个物项的干扰特性并校正其观测响应值对估计分析结果不确定度的贡献。第7章讨论了校准误差的估计。重点描述的这些影响因素是产生NDA测量中最主要误差的原因。通过仪器的精心设计、利用辅助测量校正偏差，或使用合适的标准对材料进行分类以便在独立校正时限制物项间的差异，都是改善测量值、减少误差的有效方法。5 实物标准5. 1 总则大多数NDA技术都需要将某未知物项的观测响应值与含有已知量的有关核素的一种或几种标准的响应值相比较。用于该种对比的标准叫作校准标准。除校准标准以外，一种或

37、几种工作标准也是需要的，常常用来定期地核实分析系统的整体性能没有发生变化。下面条款描述了制备校准标准的准则。另一种方法是从随机选择的日常生产材料的分析后的验证中获得有效的校准数据，它在非均匀性材料（如残料和废物的分析中有优势。8. 3.2中将进一步讨论分析后验证。5.2校准标准不管是借助于校准曲线还是直接单点校准，都要将未知物项的观测响应值与校准标准的响应值进行比较，以得出定量的分析结果。由于所得结果决不会比校准标准的好，所以校准标准在确定技术规格和制备时必须仔细，以保证分析的适用性。此外，与每一校准标准的10 质量值有关的误差必须确定s. 2.1 要求EJ/T 1048-1997 校准标准的

38、质量必须已知，以避免测量偏倚，即每种标准中含有的有关核素的估计质量必须与实际存在的质量相符，否则，不仅后来的分析结果会出现偏差，而且这种误差的大小和符号将很难即使并非不可能确定由制备者估计的某给定标准质量的精密度，对于不同的分析应用可能有所变化，但它应小于测得的观测响应值的精密度除了准确知道每种标准中含有的有关核素的原量以外，校准标准在干扰观测响应值的所有其它特性方面还必须与未知待分析物项相一致第4章详细地讨论了许多可能出现的干扰影响或潜在的误差源，它们包括z一同位素组成s一几何条件和容器结构z一一特种核材料的装载、分布、密度以及颗粒大小s一介质组成、密度和分布如果校准中要考虑待分析物项某给定

39、特性变化的影响，那么挑选的校准标准必须覆盖这种特性变化的范围如果校准标准在干扰响应值（见4.幻的所有特性方面不与未知待分析物项相一致，必须清楚地了解差值的影响，以便对校准数据或分析结果进行校正应该强调的是，仅在分析与标准具有相同特性的未知物项时，这套标准的校准才是有效的。、选择的校准标准含有的有关核素的质量必须覆盖待分析物项预期的质量范围所需标准数量取决于分析系统和分析结果要求的准确度。但是它必须等于或超过校准函数见6. 3）中参数的数量。s.2.2制备要制造适用于某些分析例如，残料和废物的分析的校准标准可能非常困难，必须由精通分析系统和待分析材料的专人监督。校准标准中使用的任何特种核材料的特

40、性应该采用一种可接受的、与以国家标准和国际标准为依据的国家测量系统一致的对照方法来确定如果分析系统对物项内特种核材料或介质位置或分布状况敏感，那么校准标准的制备必须保持原来的结构。制备NDA标准典型的工序实例如图1所示s. 2. 3验证应保证制备的NDA校准标准适用于待分析材料。已知校准标准中含有的有关核素的质量，尚不足以保证有效地分析未知材料，标准还必须在待分析物项影响测量响应值的所有其他特性方面有代表性。4.5条中讨论了这些特性制备完成以后，NDA校准标准应用下列一种或几种方法进行验证z一利用已有的无损分析方法进行自身检验例如，与其它多种NDA系统比较测量）；一参加工业或国家实验室NDA测

41、量交换计划项目的合作F一一测量计划完成后，对校准标准进行破坏性化学分析，或者将两组标准进行详细的NDA比较测量后，将其中一组进行破坏性分析，而另一组保留使用s一如果设立相应的认证机掏时，则由政府主管部门授权11 12 选择标准的SNM物理、质量和同位素值的范围获得合适的SNM按SNM转换成合适的化学计量形态均匀化，然后取SNM样用化学方法分析SNM，并与国家标准物质相比较EJ/T 1048-1997 汇总数据用已校准的天平称取适量的SNM用质谱仪，或其它仪器，或两者联合分析同位素组成，与国家标准物质相比较选择相同的容器、相同的物理、化学和质量属性的介质获得校正的具有合适特性的介质用质量测量以及

42、化学和同位素分析，获得SNM量按适当的百分比混合，制得实物组合标准NDA验证图r制备NDA校准标准的典型工序EJ/T 1048-1997 NDA校准标准的表征应包括主要潜在误差源的估计。典型的检查方法包括射线照相术、射线自吸收测量，以及快慢中子比的测量。所有的NDA校准标准应定期验证，验证的频度取决于NDA校准标准的基本特性和使用频度。5.3工作标准为了经常定期检验整个分析系统的性能，要求有一种或几种工作标准。虽然校准标准能用于该种目的，但由于它们制备费用高，时间长，不能每天都用，因此需要一套独立的工作标准。5.3. 1 要求工作标准应与待分析材料类似，但要求程度不如校准标准那么高。工作标准并

43、不用于系统校准。第8章测量保证大纲规定，系统校准由校准标准完成工作标准仅用于保证分析系统正常稳定运行。5.3.2 制备NDA工作标准应该用分析应用中遇到的SNM制备由于工作标准不用于校准，所以其SNM含量不需要准确确定。但是，因为工作标准是用于检查分析系统性能的稳定性的，所以工作标准必须用这样一种方式制备，即当频繁地操作时，其化学和物理构形不发生变化。这样，观测响应值的任何变化就可以认为是来源于分析系统，而不是标准。S.3.3验证NDA工作标准的验证应着重于观测响应值和物理特性的稳定性。应定期验证这些标准，且随时观察其异常的性能。对改变物理特性的材料（例如，由于子体产物的生长或重新分布）可能需

44、要定期引入新标准。6 校准步骤6. 1 总则分析准确度很大程度上依赖于耗费在校准上的努力程度。本章介绍了校准的两种方法z图解校准和分析校准。图解校准步骤不适合于常规使用，它只是分析校准方法的一个简易的、系统的同时也是保守的替代方法。它可以用于校准要求不高的测定，以及充分估计了恒定误差的分析应用。6.2图解校准本标准中可接受的最简单的校准步骤是以校准数据的图解表示法为基础的。附录B（提示的附录中详细地描述了这种步骤。当所有参数有关同位素的质量除外的变化不超出在正常操作中遇到的范围时，要求测定物项响应值的最大偏差。通过代表整个质量范围的最高和最低响应值的极值点画出覆盖待分析物项含量的近似曲线，由该

45、曲线确定的谱带，构成一个所有物项测定值都将落入这个范围的区间。物项含量就是测量响应值谱带的中点，而估计值的不确定度定义为响应值谱带的半宽度。由于这种方法简单，缺乏严密性，因此估计的物项含量的不确定度总是偏大。不要特意减少这种估计值。本标准包括的该种步骤仅提供一个不进行正式校准测量的替代方法，或者提供一个与设施库存量相比，含SNM量相当小的各类材料的校准测量的分类方法。13 EJ/T 1048-1997 由每个物项的不确定度的简单求和就可计算出N个物项集合的不确定度。当证实正常使用中遇到的所有变量能被谱带包含，则通过该步骤确定的不确定度就用测量误差来表征。但是，一般公认，用这种方法获得的不确定度

46、估计值不允许作置信度表述。6.3 分析校准为了获得物项质量含量的最准确的估计值和有关测量的精密度，需要进行分析校准。如果在所有影响观测响应值的特性（质量除外方面，校准标准能完全代表待分析未知物项，或者如果响应值已进行了所有干扰因素的校正，那么物项中有关核素的质量M，可以根据测量响应值R，通过下列画数式来确定zM=F(R ;a1 ,a2 ,ap ).“. (5) 式中：a1,a2，ap一一必须估计的校准参数。6. 3.1 校准函数校准函数是公式5的反函数，即zR=f(M;a1,a2,ap) . (6) 式中：R一一（待测核素）质量为M的校准标准的平均响应值。附录C（提示的附录表Cl中列出了画数f的典型公式。作为一个可行的校准画数，公式6在有效区域内必须是严格单调的。如果充分地描述了系统的特性，那么公式5能够用于两个标准之间的内插法。因此，对于公式6的函数形式来说，最好有一个物理基准数。应该避免使用超出标准范围的外推法来估计公式5中的参数，因为在分析结果中有不可预料的误差。6.3.2 校准数据通常，校准数据是由公式6中得到的校准参数的估计值所使用的一组点集（M，页）构成。在制备过程中测定每一种校准标准的质量M和M的方差估计值s