一、峰位校準的基本原理

 

峰位校準是指通過已知能量的標準源對分析儀的能譜響應進行校正，使儀器能夠準確識別和測量不同放射性同位素的特征峰位置。在γ能譜分析中，每種放射性同位素都有其特定的γ射線能量，這些能量在能譜上表現為特征峰。校準過程確保這些特征峰出現在能譜的正確道址（channel）上。

 

校準的基本原理是建立道址與能量之間的線性關系：E = a × CH + b，其中E為能量，CH為道址，a和b為校準系數。通過測量已知能量標準源的特征峰位置，可以確定這兩個系數，從而保證未知樣品測量時能量識別的準確性。

 

 二、標準源的選擇與準備

 

選擇合適的標準源是峰位校準成功的前提。理想的標準源應具備以下特點：半衰期較長，以保證校準的長期穩定性；發射的γ射線能量應覆蓋儀器的整個測量范圍；γ射線分支比高，便于獲得清晰的能譜峰。常用的標準源包括¹³?Cs（661.7 keV）、??Co（1173.2 keV和1332.5 keV）和²²Na（511 keV和1274.5 keV）等。

 

在使用標準源前，需檢查其活度和證書有效期，確保其放射性活度適合校準使用（通常在10-100 kBq范圍內）。同時，應按照輻射安全規程操作標準源，佩戴個人劑量計并在指定區域進行校準工作。標準源的幾何位置對測量結果也有顯著影響，通常應將其置于探測器正上方固定距離處，并使用專用支架保持位置一致性。

 

 三、能譜采集與峰位確定

 

能譜采集是校準過程中的關鍵步驟。將標準源放置在預定位置后，設置適當的采集時間（通常為300-600秒，以獲得足夠的統計精度）。開始采集能譜前，應確保儀器已經預熱穩定（通常需要30分鐘以上）。采集過程中，避免振動或移動標準源和探測器。

 

獲得能譜后，需要使用譜分析軟件確定特征峰的位置。現代分析儀通常配備專用軟件，如GammaVision或Genie2000。確定峰位的方法包括：尋找能譜中的明顯突起；計算一階導數過零點；或使用高斯擬合算法。高斯擬合是精確的方法，通過擬合峰形函數確定峰中心道址。每個特征峰應獨立分析，記錄其道址和對應已知能量。

 

 四、校準曲線的建立與驗證

 

獲得一組（至少3-4個）特征峰的道址和能量數據后，即可建立校準曲線。使用最小二乘法進行線性回歸，求解E = a × CH + b中的a（斜率）和b（截距）系數。高質量的校準應滿足相關系數R² > 0.999。現代分析軟件通常自動完成這一過程，但仍需人工檢查擬合質量和異常點。

 

校準完成后必須進行驗證。使用另一種標準源（驗證源）測量1-2個特征峰，比較測量能量與已知能量的差異。通常要求偏差不超過0.5%。若超出此范圍，需檢查標準源放置、儀器穩定性或重新校準。驗證通過后，保存校準參數，并在日常使用中定期（如每周或每月）重復驗證以確保校準的持續性。

 

 五、常見問題與解決方案

 

峰位校準過程中可能遇到多種問題。若發現校準線性不佳（R²低），可能原因包括：探測器高壓不穩定、標準源放置不當或能譜采集時間不足。解決方案包括：檢查高壓電源、重新定位標準源、延長采集時間或更換標準源。

 

峰位漂移是另一常見問題，表現為校準后短時間內峰位發生變化。可能原因有：溫度波動、電子學系統不穩定或探測器性能變化。應對措施包括：在恒溫環境中操作儀器、延長預熱時間、檢查電子學模塊或聯系廠家維修。日常維護中，保持儀器清潔、避免機械沖擊和定期性能測試可預防許多校準問題。