1、ICS 27. 120 z 33 备案号：19522-2007中华人民共和国核行业标准EJ/T 1204.4-2006 电离辐射测量探测限和判断阔的确定第4部分：忽略样品处理影晌的线性标度模拟率表测量Determinat i。n。fthe detection I i mi t and dee is ion thresho Id for ionizing radiation measurements Part4: Fundamenta Is and app I i cation to measurements by use of I i near-sea I e anal。gueratemete
2、rs,without the influence of sample treatment (ISOl 1929. 4:2000, IDT) 2006-12一15发布2007一05一01实施国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1204.4-2006 目；欠前言1 范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 规范性引用
3、文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 1吾和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
4、 4符号. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 统计值和置信区间. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、. . . . 2 5. 1 原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5.2 判断阐. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6、. . . . . . . . . . . . . . . 3 5.3 探测限. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5.4 置信区间. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 应用（参见附录A). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6. 1 指定值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8、. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 A4AATqt呵i例举用U应价定评评配的的t法果川剧u方结料U慢慢地资惜现泪括川拇234录la附人A. 2 判断阔的计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 A.3 探测限的计算.7 A.4 置信区间的计算.7 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . .
9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 I EJ/T 1204.4-2006 目lj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4部分本部分论述的是在忽略样品处理影响的条件下，使用线性标度的模拟率表对电离辐射事件，特别是脉冲进行的测量。这种测量仅考虑放射性衰变的随机性和使用线性标度的模拟率表进行脉冲计数时的随机特性，而忽略了其他因素的影响（如t样品处理、称重、浓集、设备稳定性等。它是
10、基于这样的假设：脉冲计数率与率表时间常数的乘积足以用标准正态分布来近似实际的脉冲时间分布，死时间损失可忽略不计。无论待测的量是活度还是比活度，都假定脉冲计数率对活度或比活度的转换因子已准确确定，足以忽略测量不确定度带来的影响。本部分适用于线性标度的模拟脉冲计数率的测量，这种测量方法常用于衣服、手、足、身体、皮肤表层、空气过滤器、工作场所、工作台及其它平坦材料、擦试纸及设备与源固定使用的其它污染检查。对表面的扫描测量，也可用此测量方法，只要探测器相对于被测表面的移动足够慢，使得待测对象在探测器面积之内的时间大于仪器积分电路时间常数的两倍。本部分不适用于循环数字计数器率表，这种情况可以采用本标准第
11、l部分。本部分与GB/T17947-2000再循环、再利用或作非放射性废物处置的团体物质的放射性活度测量，本标准的第l部分、第2部分和第3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：考虑样品处理影响的计数测量：第3部分：忽略样品处理影响的高分辨率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IS011929.2001忽略样品处理影响的线性标度模拟率表测量（英文版，其技术内容与所采用的国际标准完全一致，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
12、：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。本部分中的附录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t中国辐射防护研究院。本部分主要起草人：马吉增、张庆利、黄亚雯。EJ丁1204.4-2006电离辐射测量探测限和判断阔的确定第4部分：忽略样品处理影响的线性标度模拟率表测量1 范围本部分规定了适当的统计值，用以评估在忽略样品处理影响、使用钱性标度的模拟率表进行电离辐射测量的探测能力。为此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。本部分适用于线性标度的模拟脉冲计数率的测量。2 规范性引用文件下列文件中的条
13、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或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注目期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T 3358. 1 3358.3 统计学术语3 术语和定义3. 1 3.2 3.3 GB/T 3358. 13358.3确立的以及下列术语和定义适用于本部分。雄性标度模拟率表I inear-scale anal。guerate-meter 一种电子学装置：其输出随每个输入脉冲陡然上升且以给定时间常数衰减，直至下一个脉冲到来。注：每一个脉冲应具有相等的电荷，
14、时间常数也应与脉冲计数率无关。判断阔decision threshold 在原假设Ps。和备择假设Ps。之间进行判断的统计检验的临界值。注：当所确定的值Z超过判断阀R，时，表明应拒绝原假设。所设计的统计检验应使错误地拒绝原假设（第类错误的概率等于，而日在测量开始之前就己确定。探91限detection I i mi t 与判定原假设Ps=Po和各择假设Ps冉的统计检验相关的最小差值P11=p,-p口，它具有如下特征：如果实际上乱h二三P11，那么错误地没有拒绝原假设p，。（第二类错误的概率最多等于，而是在测量开始之前就己确定。3.4 3. 5 3.6 置信区闯confidence interv
15、al 由测量值Rn确定的真值Pn的区间。注：这个区间包括真值剧概率至少为Cl-y）100%。样晶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或等分试样口本底效应background effect 1 EJ/T 1204.4-2006 3. 7 3. 8 3. 9 样品中没有所关心的放射性时的实测计数率。注：包括米自外部源的辐射手H探测器l噪声。总妓应gross effect 测量到来自样品和本底辐射的计数率。；争效应neteffect 总效应减去本底效应（即样品贡献）。指导值guideI i ne va I ue 基于科学、法律或其他原因对测量程序的需求所规定的值，例如
16、：放射性活度、比活度、剂量率等。4 符号以下符号适用于本部分。Var一方差；R一无样品时率表的输出值（本底脉冲计数率，单位为秒分之一（s -1) ; 俨一品的期望值，单位为在9分之一Cs叮；且一一有样品时率表的输出值（总脉冲计数率，单位为秒分之一（s -1) ; R.的期望值，单位为在j、分之一（S -I) ; R一斗争计数率（总计数率和本底计数率之差，几札记，单位为秒分之一Cs：PR,，的期望值，单位为秒分之一Cs叮：R，一一斗争计数率血，的判断闸，单位为秒分之cs-I) ; J一一斗争计数率R，期望值的探测限，单位为秒分之一（s-1) : s一标准偏差的平方值，即方差；i的期望值；一一第一
17、类错误；即当原假设为真时，拒绝原假设s=Po，而接受备择假设s。时的错误概率；一一第二类错误；即当原假设为假时，接受原假设s=po，而拒绝备择假设Po时的错误概率；J-y一P，的置信区间的置信水平；T一一率表的时间常数，单位为秒（s) ; T俨二本底测量的时间常数，单位为秒Cs): Ts一一样品测量的时间常数，单位为秒Cs): k1-11，h k1-y/;l-标准正态分布的分位数。5 统计值和置信区间5. 1 原理5. 1. 1 总则判断阀、探测限以及置信区间这些统计值都是根据测量结果的方差确定，方差由计数的统计性引起。测量设备的不稳定性同其他影响相比是很小的，通常可以忽略。计数统计性的贡献可
18、用泊松方程和Campbell定理来计算2。5. 1. 2 模型如果设备的不稳定性可以忽略，则有：2 EJ/T 1204.4 2006 II ：s一。没有样品时测得的脉冲计数率品，是由本底辐射外部源和探头及屏融体中的放射性）引起的，有样品时测得的总计数且，是本底计数率和1样品辐射（净计数卒之和I: Rs= Ro+ Rn 假设对于一个匿定的放射性发射率和给定的时间常数，无论是对总效应测量中的脉冲计数卒，还是独立测量本底效应的脉冲计数率，均遵循泊松分布。因此，计数率R,;flJ爪的期望值是p11;fll8 旷儿，方差分别是S2(Ro) t,/2 T o.flJ S (R_,) ，2 r (Campb
19、ell定理，T是时间常数。净计数率R,，且一月1的期望值为P川方差为Var(R,J=Var(Ro)十Var(RJ. (1) 当p11=0，即s(I时，上述净计数率的方差为Var(R11 川（右安）在这种情况下，。和s均是未知参数。5.2 判断闰判断阔指的是这样的值Rn，当实测的J争计数率儿Rn时，表明存在样品的贡献。否则，即可认为没有样品贡献。如果遵檐上述判断规则，当仅有本底效应存在时，错误判断有样品贡献存在第一类错误的概率为。判断阔由下式给出：R；叶I-aV ar(R11 = 0) = k1_a卢币5. .(2) 如果品的测量精度很高，则有式中因子kJ.a由表2给出。判断阔的计算公式见表10
20、 5. 3 探测限R = k1als2瓦7探测限p，：指的是在给定参数下的净计数率的最小期望值o这时发生错误判断即认为没有样品贡献而仅有本底效应的概率为（第二类错误），（如果使用5.2中指定的判定规则。为了判断一种测量程序是否适用于这些测量，应将探测限与一个规定的指导值相比较例如，出于科学、法律或其他原因，对测量程序规定的要求。因此，根据和，探测限为：p; =R; +k叶v町（Rn=p） . ( 4) = k1_a Var(R11 = 0) + kv缸（Rn= p;) . (5) 在多数情况下，由于未加屏蔽的探测器具有很高的本底计数率，s2(R,=O）臼矿（品O），所以有t；（k1-a +k时
21、）V缸（R11=0) t t. t. I I It I I I . It I I I I . (6) 如果a，那么，探测限为：P11=2R11It I I I. I . (7) 上式中k5.4置信区间对于给定的置信水平1-y，表l给出了用于估算每个测量值Rn的置信区间的附加公式。此区间包括真值Pn的概率至少为（1-y）100%。6 应用（参见附录A)6. 1 指定值3 EJ/T 12.04.4-2006 错误概率afJ以及置信水平1-y应预先由本部分的使用者给出，常用直是O.05, y=O. 10。如技术上可行的话，所选的时间常数r应使探测限低于指导值。6.2 测量方法的评价判定一种测量方法（
22、3.2）是否满足探测限的相关要求，级将己确定的探测限与特定的指导值进行比较（见5.3）。对于某种拟定的测量方法的评价，可预先通过独立实验测量的本底脉冲计数率进行，也可通过现有的本底脉冲计数率来追溯进行。探测限可用表l给出的公式进行计算，如果这样确定的探测限大于指导值，则说明这种测量方法不适用于所要求的测量。注：在一定情况下，可通过下述方法改进测量程序。例如：加大时间常数、采用多次读数的平均脉冲计数率、降低本底姓应、增加样品量及进行放射性的化学富集。6. 3 测量结果的评定判断阔可用表l中的公式进行计算，测量结果应同计算出的判断阔相比较（见5.2）。如果测量结果大于判断阔，即可确认有真实的样品贡
23、献。6.4 报告根据本部分所做的测量记录应包含错误概率、判断阔和探测限的详细内容。对所确定的样品贡献，还应给出根据表1的公式计算的置倍区间和置信水平。4 EJ/T 1204.4一2006判断阙表1统计数值的计算公式R: = k1_nJ生v 如果在仪器的实际使用中，品的测量精度高于R.，那么ki-a 探测限P =k1-a +k1-/J1/l+k1-a王位于今 如果P，上式可简化为：p （川呐存斗如果Ro的测量精度大大高于儿，那么p; =(kl-a +k 置信区间/R. _ /R_ Rn -kl-Y/21.：！豆Pn豆Rn+kl-YI川于三.( 13) ” ”而V 2r ” ” 品丁“v 2 。的
24、估计值为品，的估计值为R,.注1：这些公式均是近似的，其精度随TPo或T）岛的增加而增加。如果使用本标准的推荐值。O.05, y =O. 10，且口的真实值二月2，那么，第一类错误的实际概率近似为0.057，第二类错误的实际概率近似为0.044，置信度大予0.944.注2:Ro可作为肉的估计值。通过增加时间常数等方法，可以提高内的近似程度。如技术上可能，采用10倍于仪器时间常数的时间间隔来记录信号，或采用10次读数结果的平均值。如果采用的。，y的也更小如，O.05, r=1.645a二 v 2 3 A(R;) = 2.12s-1 2.ls-1 当仪表的刻度因子！0.29s-1/Bq时，R,，为
25、10.3Bq。所以，如果净计数率超过2.ls-1或读数大于（R,* + Ro) =12. ls-1，即判定探测到了污染，其第一类错误的概率5%。A.3 探测限的计算探测限p，可根据表l中的公式（10）或（11）计算出。Ro是白的估计值。当或0.05,k1 k卜帽p=l.645 （表2第3行），使用与上面相同的参数，由公式（10）得到：d忏由简化公式（11）可得时w+6 EhJU AA寸fo飞12P 一4nr 如果Ro的测量精度很高，那么I 10 Pn =21.6451云云V2 3 A(p;) = 4.24s-1 4.2s-1 当仪表的刻度因子ll=O. 29s-1/Bq时，与汀目l茧的活度为2
26、0.6Bq。所以，在这些条件下，率表可用于活度超过14.6Bq的测量。A.4置信区间的计算7 EJ/T 1204.4-2006 若已经W1导净计数率_R,:15S-I或总计数率（且：R,+ Jil,:25 S -I），则置信区间可由表l中的公式（13）和置信水平1-y=O. 95, k1川l.96 （表2第四行）来计算：15-1叫三Pn到5+1叫主I 25 I 25 V2 f V lx 结果为：lls-1反19s-1或R,=( 15士的s-1(R,，作为，t的估计值）。当仪表的刻度因子早0.29s-1/Bq 时，妃，相应的活度等于（52士14)Bq。8 EJ/T 1204.4-2006 参考丈
27、献lALTSCHULER, B. and PASTERNACK, B. Health Physics 9 (1963), pp.293-298 2CAMPBE口，N.R. and FRANCIS, K. proc. I.E. E. 93, 1, 45 (1946). EVANS, R. D. The Atomic Nucleus, McGraw Hill, New York, 1955 3CHUNG K. L. Elementare Wahrscheinlichkeitstheorie und stochastische Prozesse, Springer Verlag, Berlin 19
28、78 4CURRIE, L.A. Limits for Qualitation Detection and Quantitative Determination, A口al.Chem. 40(1968), pp. 586-593 5FELLER, W. An Introduction to Probability Theory and Its Application, Wiley, New York, 1968, 3rd ed 6KREYSZIG, E. Statistische Methoden und ihre Anwendungen, Vandenhoeck & Ruprecht, G己
29、ttingen,7. Aufl. 1979 7MARDIA, K. and ZEMROCK, P. Tables of the F- and related distribution with algorithms, Academic Press. New York 1978 SNICHOLSON, W. L. Fixed time estimation of counting rate with background correction, Hanford Laboratories, Richland, 1963 9ST灿fGE,K. Angewandte Statistik, Teil 1
30、 und Teil 2, Spri且gerVerlag, Berlin 1970/72 lOWEISE, K. Die Wasrscheinlichkeitsverteilung der Anzeige bei Ratemetern in:Jacobs, H., Bonka, H. (Hrsg.) Strahlenschutz ftlr Mensch und Umwel t, Jubilaumstagung des Fachverbandes fur Strahlenschutz, Aachen 1991, Bd.2, Verlag TUV Rheinland, K己ln1991;ISSN 1
31、013-4506 llWEISE, L. Statistische Auswertung van Kernstrahlungsmessungen. Oldenbourg Verlag, Milnchen und Wien 1971 12DIN 25482-3: 1993-02, Lower limit of detection and lower limit of decision for nuclear radiation measurement-Part 3:Measurements by use of linear, analog working ratemeters 13BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML, Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, Geneva, 1993 CON寸寸ONFd
