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LabCoda / 知识库 / 用高分辨率伽马能谱法测定固态、液态和气态试样中伽马发射放射性核素的活度（Bq）——能量和探测效率校准，用求和法或拟合法求全能峰净面积，死时间校正，按 ISO 11929 确定特征限；能量范围 5–3000 keV；认可范围中为食品、饲料和水中的铯-137（及铯-134），PN-EN ISO 20042

🔬 用高分辨率伽马能谱法测定固态、液态和气态试样中伽马发射放射性核素的活度（Bq）——能量和探测效率校准，用求和法或拟合法求全能峰净面积，死时间校正，按 ISO 11929 确定特征限；能量范围 5–3000 keV；认可范围中为食品、饲料和水中的铯-137（及铯-134），PN-EN ISO 20042

理化 PN-EN ISO 20042

三句话速览

伽马发射放射性核素的活度——实验室中主要是食品、饲料和水中的铯-137——用伽马能谱法测定：探测器记录能谱，每种放射性核素在特定能量处给出全能峰，扣除本底连续谱后的峰净面积除以探测效率、发射概率、计数时间和样品质量，即得以 Bq/kg 或 Bq/l 表示的活度。该检测依据 PN-EN ISO 20042:2022-01；能量范围（1）：5 keV 至 3000 keV；大多数测量 40–2000 keV。整个程序共 5 个步骤；主要用于：土壤、食品、饮用水、地下水、海水、污水污泥——放射性污染监督（1）、核设施常规监督、环境放射性变化、事故情况、核设施退役废物（1）、能量范围 5–3000 keV 的伽马发射体，通常 40–2000 keV；从低于 1 Bq 到高放废物（1）。

要点速览

  • 标准: PN-EN ISO 20042:2022-01
  • 类别: 理化
  • 操作步骤数: 5
  • 状态（目录卡截至 03.10.2026）: PN-EN ISO 20042:2022-01（英文版）现行有效；ISO 20042:2019 已复审确认（iTeh，03.10.2026）
  • 能量范围（1）: 5 keV 至 3000 keV；大多数测量 40–2000 keV
  • 被测量（1）: 以 Bq 表示的活度（每 kg 或 m3 样品）；固态、液态和气态样品

概述

本标准涵盖的内容。PKN 目录卡 PN-EN ISO 20042:2022-01（英文版）的“范围”字段开头为（我们的翻译）：“本文件描述了用伽马能谱法测定试样中伽马发射放射性核素以贝克勒尔（Bq）表示的活度的方法。测量在试验室中经适当样品制备后进行。试样可以是固态、液态或气态”；随后目录卡列出了标准第 1 章的应用和前提（内容与下文描述一致）。标准正文我们读的是两份 iTeh 样本：ISO 20042:2019（法文版）——从目录经前言、引言和第 1–4 章直至 5.2（含）（求和法）；SIST EN ISO 20042:2021（EN ISO 20042:2021 文本）——标题页、欧洲前言和认可通知。样本之外的是 5.3（拟合法）、第 6 章（七个步骤的测量验证）、第 7 章（核衰变数据、衰变链）、第 8 章（能量和效率校准、参考源）、第 9 章（容器）、第 10 章（采样、制备、装样、能谱记录和分析、本底校正）、第 11 章（活度和特征限的计算）、第 12 章（试验报告）以及附录 A–F（质量保证、分析过程校正、不确定度、探测器类型、水样中铯-137 计算示例、校正模拟示例）。

依据 ISO 20042:2019 文本（引言、第 1–4 章、5.1–5.2）。本标准由 ISO/TC 85“核能、核技术和辐射防护”SC 2“辐射防护”分委员会制定；CEN 于 2021 年 7 月 25 日无修改批准 EN ISO 20042:2021（由 CEN/TC 430 接管）。引言：本标准在符合 ISO/IEC 17025 的质量管理体系中使用；是 ISO 18589-3、ISO 18589-7、ISO 10703、ISO 13164-2 和 ISO 13165-3 所述伽马能谱测量任务的基础，属于放射性测量通用标准系列（例如 ISO 19361）；在人为放射性核素中提到经批准排放、核爆炸沉降以及切尔诺贝利和福岛事故后废物、排放物、环境、食品和饲料中的伽马发射体。范围（1）：经制备后在实验室测量固态、液态和气态试样中以 Bq 表示的活度；应用——核设施和天然放射性升高场所的常规监督、环境放射性变化、事故情况、核设施退役废物、土壤、食品、水、地下水、海水和污水污泥的污染、体内摄入量估算。前提是使用者了解样品或场所的组成，样品已均质化且具代表性；某些类型样品须按专门标准制备；本标准对设备、探测器选择、调试和验证、质量控制和维护给出通用建议，但不包括探测器和电子学的电气测试；软件须按相关标准（例如 ISO/IEC/IEEE 12207）编写和检查；原则也适用于就地测量，但其详细要求见 ISO 18589-7。能量：5 keV 至 3000 keV，但大多数测量在 40 keV 至 2000 keV 之间；活度从环境样品中低于 1 Bq 的水平到事故水平和高放废物。规范性引用（2）包括油籽、牛奶、水、土壤（ISO 18400 系列）和谷物的采样标准、ISO 10703、ISO 11929（特征限）、ISO 18589-2 和 -7、GUM 以及 ISO/IEC 17025。定义（3）：包括本底连续谱、死时间（实时间减活时间）、判断阈和探测限（按 ISO 11929）、探测效率（某一能量的光子在全能峰中被记录的概率）、半高宽（FWHM，以 keV 计）、峰净面积、峰康比（60Co 在 1332,5 keV 处相对于 1040–1096 keV 范围的平均值）、参考源（活度已知，可溯源至国家或国际原级标准）、真符合相加（同一核衰变级联中至少两个伽马光子被同时探测）。原理（5.1）：通常用高分辨率伽马能谱，由软件进行识别和定量；低分辨率探测器（例如碘化钠、其他闪烁体——ISO 19581）适用于核事件时食品的快速筛查，但对环境样品等复杂混合物必须使用高分辨率；半导体探测器中电场收集的电荷转换为脉冲，脉冲高度与能量成正比；多道分析器得到的能谱在本底连续谱上有近似高斯形的峰；峰净面积与计数时间内该能量光子数成正比（经死时间校正），用求和法或拟合法确定。求和法（5.2）：感兴趣区内计数之和减去本底，本底按峰下连续谱为线性、由端部道计数求得，不确定度按每道服从泊松分布计算；须仔细选择感兴趣区，尤其当峰位于能谱不连续处、邻近其他峰或位于高连续谱上时；峰位——按净计数加权平均。

状态（目录卡截至 03.10.2026）。PN-EN ISO 20042:2022-01 目录卡（英文版，发布于 19-01-2022，66 页，价格组 V）没有“已废止”标头：机械与工程部门，KT 246 辐射防护，ICS 13.280，“引入：EN ISO 20042:2021 [IDT]，ISO 20042:2019 [IDT]”；目录卡没有“取代”字段。PKN 检索中没有波兰文版（检索词“PN-EN ISO 20042”，03.10.2026）。在 iTeh 目录中（读取于 03.10.2026），ISO 20042:2019 的状态为“Published”，阶段 90.93“International Standard confirmed”（完成于 29.08.2026）。

多少实验室、以何种形式（认可范围数据库副本，数据截至 17.09.2026，读取于 03.10.2026）。编号 20042 出现在 5 家实验室的 7 条记录中：AB 377、AB 435、AB 519、AB 537、AB 585。在 PCA 现行文件中（读取于 03.10.2026，版本日期从 26.11.2025 到 07.08.2026），该编号出现在同样 5 家实验室的 6 个条目中（AB 519——2 个，其余各 1 个）。写法均为“PN-EN ISO 20042:2022-01”。“实验室”选项卡（“PN-EN ISO 20042”）显示同样的 5 家实验室——已于 03.10.2026 在生产服务器 labcoda.pl 上用选项卡查询核实。

实验室检测什么（PCA 中的条目）。所有条目都是“放射性核素 137Cs 的活度浓度”，伽马能谱法。食品、农产品和饲料：AB 377——(0,5–10000) Bq/kg 和 Bq/l；AB 435——0,5 Bq/kg 至 10000 Bq/kg（以及 Bq/l）；AB 537——食品，(0,5–5000) Bq/kg 或 Bq/l；AB 585——饲料和食品，(0,20–4806,01) Bq/kg，同一条目还有铯-134——(0,20–406,3) Bq/kg；AB 519——牛奶、肉、禽、蛋、鱼、蔬菜、水果、蘑菇、谷物和原料饲料，(0,1–1500) Bq/dm3 和 Bq/kg。水：AB 519——水、地表水和饮用水，(0,1–1500) Bq/dm3，与 PN-EN ISO 10703:2021-12 一起；AB 377 和 AB 435 测水中铯-137 只按 PN-EN ISO 10703，测食品和饲料则按本标准。精确到百分位的上限（AB 585 的 4806,01 和 406,3 Bq/kg）是 PCA 文件的写法，而非标准的规定。没有条目被暂停。

容易得到看似正确结果的地方。样品方面：标准假定样品已均质化且具代表性，使用者了解其组成（1）——由不均匀样品得到的结果计算无误，却不代表所测材料；某些基质须按专门标准制备。探测器方面：低分辨率探测器适用于事件时食品筛查，但不适用于复杂的放射性核素混合物（5.1）——未分开的峰给出的是总和，而非单一核素的结果。峰面积方面：求和法假定峰下连续谱为线性（5.2）——峰邻近其他峰、位于能谱不连续处或高本底上时，感兴趣区选择不当会使结果偏移，而软件不给任何提示。时间方面：峰面积对应活时间而非实时间——两者之差为死时间（3.5、3.12）。校准方面：探测效率取决于探测器和样品的类型与几何（5.1），因此与样品几何或密度不同的校准不适用于该样品；真符合相加（3.24）涉及发射伽马光子级联的核素，其校正见附录 F，我们未读。

我们未给出的内容。5.3、第 6–12 章和附录我们未读，因此不给出验证步骤、推荐的核数据（例如铯-137 和铯-134 的能量和发射概率）、效率校准方法、容器类型、食品样品制备（干燥、灰化、粉碎）、活度公式、判断阈和探测限或附录 E 的计算示例。我们也不给出食品和饲料污染的最大允许水平——本条目未阅读相关法规文本。

方法原理

样品经制备（例如均质化、干燥或灰化）后装入已知几何形状的容器，置于探测器旁，通常为高分辨率半导体探测器；伽马光子产生的电荷转换为与能量成正比的脉冲，多道分析器记录能谱。每种放射性核素在已知能量处给出全能峰；峰净面积（扣除本底连续谱，用求和法或拟合法，经死时间校正）除以校准得到的探测效率、发射概率、计数时间以及样品质量或体积，并作衰变校正，得到以 Bq/kg 或 Bq/l 表示的活度，以及按 ISO 11929 给出的不确定度和特征限。

应用领域

关键参数

参数数值
状态（目录卡截至 03.10.2026）PN-EN ISO 20042:2022-01（英文版）现行有效；ISO 20042:2019 已复审确认（iTeh，03.10.2026）
能量范围（1）5 keV 至 3000 keV；大多数测量 40–2000 keV
被测量（1）以 Bq 表示的活度（每 kg 或 m3 样品）；固态、液态和气态样品
探测器（5.1）高分辨率能谱；闪烁体（例如 NaI）——用于快速筛查，不用于复杂混合物
峰净面积（5.1、5.2）求和法（峰下连续谱为线性，不确定度按泊松分布）或拟合法；经死时间校正
特征限（3.6、3.8）按 ISO 11929 的判断阈和探测限
峰康比（3.15）——探测器质量指标60Co：1332,5 keV 峰道计数相对于 1040–1096 keV 平均值
背景（引言）在 ISO/IEC 17025 体系中使用；是 ISO 18589-3、ISO 18589-7、ISO 10703、ISO 13164-2、ISO 13165-3 的基础
在认可范围中的覆盖（读取于 03.10.2026）5 家实验室，数据库副本中 7 条记录，PCA 中 6 个条目；“实验室”选项卡（“PN-EN ISO 20042”）——生产服务器上同样 5 家

标准

标准编号
PN-EN ISO 20042:2022-01
标准名称（波兰语）
Pomiary promieniotwórczości — Radionuklidy emitujące promieniowanie gamma — Ogólna metoda badania z zastosowaniem spektrometrii promieniowania gamma
标准名称（英语）
Measurement of radioactivity — Gamma-ray emitting radionuclides — Generic test method using gamma-ray spectrometry

分步操作程序

  1. 采样和样品制备

    按相应基质（牛奶、谷物、水、土壤）的标准采样；均质化和制备——部分基质按专门标准。PN-EN ISO 20042:2022-01 现行有效（PKN 目录卡截至 03.10.2026）。

  2. 校准

    用参考源或数值方法进行能量和探测效率校准，几何形状与样品一致；细节（第 8 章）我们不予给出。

  3. 能谱测量

    样品装入容器置于探测器旁；记录能谱及活时间和实时间；测量本底。

  4. 能谱分析

    识别全能峰；用求和法（线性连续谱，仔细选择区域）或拟合法求净面积。

  5. 结果

    以 Bq/kg 或 Bq/l 表示的活度，经衰变和死时间校正，附不确定度以及按 ISO 11929 的判断阈和探测限。

所需设备与仪器

设备示例参考价格
带高分辨率半导体探测器的伽马能谱仪高压电源、前置放大器、主放大器、模数转换器、多道分析器或数字系统（5.1）；探测器类型——附录 D 在样本之外—
闪烁探测器（例如 NaI）用于核事件时食品样品的快速筛查（5.1，注；ISO 19581）—
已知活度的参考源可溯源至国家或国际原级标准——用于能量和效率校准（3.20）—
已知几何形状的样品容器例如装土壤样品的塑料容器（3.23）；要求——第 9 章在样本之外—
能谱分析软件按软件标准编写和检查，例如 ISO/IEC/IEEE 12207（1）—

职业健康与安全

常见问题

该检测依据哪项标准？

该检测依据的标准为 PN-EN ISO 20042:2022-01 — 《Measurement of radioactivity — Gamma-ray emitting radionuclides — Generic test method using gamma-ray spectrometry》。

该方法的原理是什么？

样品经制备（例如均质化、干燥或灰化）后装入已知几何形状的容器，置于探测器旁，通常为高分辨率半导体探测器；伽马光子产生的电荷转换为与能量成正比的脉冲，多道分析器记录能谱。每种放射性核素在已知能量处给出全能峰；峰净面积（扣除本底连续谱，用求和法或拟合法，经死时间校正）除以校准得到的探测效率、发射概率、计数时间以及样品质量或体积，并作衰变校正，得到以 Bq/kg 或 Bq/l 表示的活度，以及按 ISO 11929 给出的不确定度和特征限。

测量范围和准确度是多少？

状态（目录卡截至 03.10.2026）：PN-EN ISO 20042:2022-01（英文版）现行有效；ISO 20042:2019 已复审确认（iTeh，03.10.2026）；能量范围（1）：5 keV 至 3000 keV；大多数测量 40–2000 keV；被测量（1）：以 Bq 表示的活度（每 kg 或 m3 样品）；固态、液态和气态样品；探测器（5.1）：高分辨率能谱；闪烁体（例如 NaI）——用于快速筛查，不用于复杂混合物。

完成检测需要多长时间？

整个程序共 5 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。

需要哪些设备？

带高分辨率半导体探测器的伽马能谱仪、闪烁探测器（例如 NaI）、已知活度的参考源、已知几何形状的样品容器、能谱分析软件。

该检测用于哪些场景？

土壤、食品、饮用水、地下水、海水、污水污泥——放射性污染监督（1）；核设施常规监督、环境放射性变化、事故情况、核设施退役废物（1）；能量范围 5–3000 keV 的伽马发射体，通常 40–2000 keV；从低于 1 Bq 到高放废物（1）；食品、农产品、饲料和水——铯-137（一家实验室还有铯-134）的活度浓度，PCA 中 5 家实验室的认可范围。

需要采取哪些安全防护措施？

参考源具有放射性——遵守实验室适用的辐射防护法规；事故情况样品和废物可能活度较高（1）——按照照射评估进行处理；半导体探测器在高压下工作（5.1）；探测器和电子学的电气测试不在本标准范围内。

哪家实验室可以开展此项检测？

该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 20042。

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