Published February 2023 | Version v1
Book

DIN IEC 61452:2023-02: Nuclear instrumentation - Measurement of activity or emission rate of gamma-ray emitting radionuclides - Calibration and use of germanium-based spectrometers (IEC 61452:2021)

Description

This document establishes procedures for the calibration and use of high-purity germanium spectrometers for measuring the energies and emission rates of photons in the energy range from 45 keV to about 3000 keV and for calculating the activity of radionuclides based on these measurements. The purpose of this document is to provide a basis for the routine calibration and use of germanium (HPGe) semiconductor detectors for measuring the emission rates and thereby the activity measurement of radionuclides in a sample. It is intended for use by persons who understand the principles of HPGe gamma spectrometry and are responsible for establishing correct procedures for the calibration and use of such detectors. The performance tests described ensure that the spectrometer operates within acceptable limits. These tests are used to determine the limits of the algorithms for peak searching and fitting to individual peaks and multipletts. Furthermore, procedures for measurement and correction for spiking are proposed. A test for determining the approximate magnitude of true coincidence summation is described, techniques for checking spectral analysis results for errors that may arise from true coincidence summation of cascade gamma quanta in the detector are recommended. Recommendations are given for the construction of data libraries for radionuclide identification, decay corrections, conversion of gamma emission rates to decay rates and Monte Carlo simulations. The measurement of X-ray emission rates is not included here because other fitting functions are required for X-ray lines. Also not included is the measurement of emission rates from lines of annihilation radiation or single or double escape lines that result from partial energy deposition in pair formation: Escape lines might require different matching functions than comparable total absorption lines. Furthermore, annihilation radiation and single escape lines have a different, larger width than gamma ray lines of comparable energy. Discussion of acceptable methods for measuring detection limits related to specific radionuclides is also outside the scope of this document.

Availability note (English)

Available from: http://dx.doi.org/10.31030/3359470

Abstract (German)

Dieses Dokument stellt Verfahren zur Kalibrierung und zum Gebrauch von Spektrometern mit hochreinem Germanium zur Messung der Energien und Emissionsraten von Photonen im Energiebereich von 45 keV bis etwa 3000 keV und zur Berechnung der Aktivität von Radionukliden basierend auf diesen Messungen auf. Zweck dieses Dokuments ist, eine Grundlage für die Routinekalibrierung und Nutzung von Germanium(HPGe)-Halbleiterdetektoren zur Messung der Emissionsraten und dadurch der Aktivitätsmessung von Radionukliden in einer Probe zu geben. Es ist gedacht zur Nutzung durch Personen, die die Prinzipien der HPGe-Gammaspektrometrie verstehen und für die Erstellung korrekter Verfahren zur Kalibrierung und Nutzung solcher Detektoren verantwortlich sind. Die beschriebenen Leistungsprüfungen stellen sicher, dass das Spektrometer innerhalb akzeptabler Grenzwerte arbeitet. Mit diesen Prüfungen werden die Grenzen der Algorithmen zur Peaksuche und zum Anpassen an einzelne Peaks und Multipletts ermittelt. Weiterhin werden Verfahren zur Messung und der Korrektur für die Aufstockung vorgeschlagen. Es wird eine Prüfung zur Ermittlung der annähernden Größe der echten Koinzidenzsummation beschrieben, Techniken zur Überprüfung der Ergebnisse der Spektralanalyse auf Fehler, die aus der echten Koinzidenzsummation von Kaskaden-Gammaquanten im Detektor entstehen können, werden empfohlen. Zum Erstellen von Datenbibliotheken für die Identifizierung von Radionukliden, Zerfallskorrekturen, der Konversion von Gamma-Emissionsraten in Zerfallsraten und Monte-Carlo-Simulationen werden Empfehlungen gegeben. Die Messung von Röntgenemissionsraten ist hier nicht enthalten, da für Röntgenlinien andere Anpassungsfunktionen erforderlich sind. Nicht enthalten ist auch die Messung der Emissionsraten von Linien der Vernichtungsstrahlung oder Single- oder Double-Escape-Linien, die durch partielle Energiedeposition bei Paarbildung entstehen: Escape-Linien könnten andere Anpassungsfunktionen benötigen als vergleichbare Totalabsorptionslinien. Weiterhin besitzen Vernichtungsstrahlung und Single-Escape-Linien eine andere, größere Breite als Gammastrahlungslinien vergleichbarer Energie. Die Diskussion akzeptabler Verfahren zur Messung der Nachweisgrenzen bezogen auf spezifische Radionuklide liegt ebenfalls außerhalb des Anwendungsbereichs dieses Dokuments.

Additional details

Additional titles

Original title (German)
DIN IEC 61452:2023-02: Strahlungsmessgeräte - Messung der Aktivität oder Emissionsrate von Gammastrahlung emittierenden Radionukliden - Kalibrierung und Einsatz von Germanium-Spektrometern (IEC 61452:2021)

Identifiers

Publishing Information

Publisher
Beuth
Imprint Place
Berlin (Germany)
Imprint Pagination
100 p.