中华人民共和国国家生态环境标准
HJ 1384—2024
固定式碘化钠γ 谱仪连续监测技术规范
Technical specification for continuous monitoring of fixed NaI（Tl）
gamma spectrometer
本电子版为正式标准文件，由生态环境部标准研究所审校排版。
2024-12-20 发布 2025-02-01实施
生 态 环 境 部 发 布
HJ 1384—2024
I
目 次
前言................................................................................................................................................................... Ⅱ
1 适用范围.......................................................................................................................................................1
2 规范性引用文件...........................................................................................................................................1
3 术语和定义...................................................................................................................................................1
4 测量系统.......................................................................................................................................................2
5 γ辐射空气吸收剂量率.................................................................................................................................2
6 γ能谱...........................................................................................................................................................2
7 数据统计和记录...........................................................................................................................................3
8 质量保证.......................................................................................................................................................3
附录A（资料性附录） 常用γ放射性核素...................................................................................................5
附录B（资料性附录） 天然核素谱的剥离...................................................................................................6
附录C（资料性附录） 碘化钠γ 能谱数据记录格式...................................................................................8
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II
前 言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国放射性污染防治法》《中华人民共和国核
安全法》，规范全国辐射环境空气自动监测站固定式碘化钠γ谱仪分析测量、数据统计和记录、质量保
证等工作，制定本标准。
本标准规定了辐射环境空气自动监测站固定式碘化钠γ谱仪的测量系统、γ辐射空气吸收剂量率、
γ能谱、数据统计和记录、质量保证等方面内容。
本标准的附录A～附录C 均为资料性附录。
本标准由生态环境部核设施安全监管司、法规与标准司组织制订。
本标准起草单位：生态环境部辐射环境监测技术中心（浙江省辐射环境监测站）。
本标准由生态环境部2024 年12月20日批准。
本标准自2025 年2 月1 日起实施。
本标准由生态环境部负责解释。
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1
固定式碘化钠γ 谱仪连续监测技术规范
1 适用范围
本标准规定了辐射环境空气自动监测站固定式碘化钠γ谱仪的测量系统、γ辐射空气吸收剂量率、
γ能谱、数据统计和记录、质量保证等方面内容。
本标准适用于辐射监测领域中环境质量监测和核设施周围环境监测的空气自动监测站固定式碘化
钠γ谱仪，其他用途配备的固定式碘化钠γ谱仪或投放式碘化钠γ谱仪可参照执行。
2 规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用标准，仅注日期的版本适用于本标
准。凡是未注明日期的引用标准，其最新有效版本（包括所有的修改单）适用于本标准。其他文件被新
文件废止、修改、修订的，新文件适用于本标准。
HJ 1009 辐射环境空气自动监测站运行技术规范
HJ 1157 环境γ辐射剂量率测量技术规范
JJF 1687 用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
固定式碘化钠γ 谱仪 fixed NaI（Tl） gamma spectrometer
固定安装在辐射环境空气自动监测站，使用碘化钠晶体作为闪烁体探测器测量环境γ射线能量及其
注量率信息的仪器设备。一般由碘化钠探测器、核电子学系统、辅助系统（如电源、支架、保温外壳）
及数据处理系统等构成。
3.2
稳定性 stability
设备在运行期间工作的稳定状况，即固定式碘化钠γ谱仪受外环境影响时，保持其计量特性随时间
恒定的能力。一般用典型γ核素的特征能量峰中心道址在规定时间间隔内的漂移百分比来表示峰位稳定
性。
3.3
本底谱 background spectrum
放射性水平无异常波动时间段内，周围环境介质对碘化钠探测器产生的γ射线能谱。
3.4
核素谱剥离 radionuclides spectrum stripping
从混合核素γ射线全谱中先找出几种容易识别的已知核素，根据已知核素谱形结构和不同能窗（感
兴趣区）的干扰计数贡献，再从全谱中进行相应计数扣除，得到感兴趣目标核素γ射线特征能量峰净计
数。
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4 测量系统
4.1 功能要求
4.1.1 固定式碘化钠γ谱仪应采用有效技术手段如天然放射性核素、人工放射源等技术措施，实现自
动稳谱。
4.1.2 应内置γ辐射剂量率计算方法并可设置校准系数，γ核素识别可采用寻找γ射线特征能量峰进行
判断。
4.1.3 配备的专用操作软件应具备谱采集、自动寻峰、核素识别、参数设置、远程控制等功能。
4.1.4 输出数据格式中应包含N42、SPC 或ASCII 等格式，能谱原始数据应包含测量起止时间、测量
真时间、测量活时间、仪器状态、每道计数、剂量（率）等信息。
4.2 通用技术要求
4.2.1 应具有良好的环境适应性，能在不同环境条件下（如光照、雨淋、风吹、振动、盐雾、霉菌、
温湿度变化等）正常运行。
4.2.2 能量测量范围为40 keV～3 000 keV；能量分辨率优于9%（对于137Cs的661.7 keV 特征能量峰）。
4.2.3 多道脉冲幅度分析器道数不低于512 道。
4.2.4 天然环境下测量的40K 的1 460.8 keV 特征能量峰，其中心道址在24 h内漂移不超过1%；或者
以137Cs 点源间隔8 h～12 h 测量，其661.7 keV 特征能量峰中心道址漂移不超过1.5%。
4.2.5 标准试验条件下的核素识别正确率不低于90%，可按JJF 1687相关要求执行。
4.2.6 全谱计数率小于100 kcps 时设备能正常工作。
4.3 测量要求
4.3.1 对于设备安装高度，一般探测器晶体几何中心与基础面垂直距离为1 m。
4.3.2 本底谱各感兴趣区计数率的平均值和标准偏差可利用前一年全年数据剔除异常结果后进行计
算，对于新安装或维修设备可利用无故障运行期间数据进行计算，也可区分降水时段和非降水时段分别
计算，以提高分析测量精度。
4.3.3 监测谱扣除本底谱影响时应将测量时间归一化，并保证二者（或经修正后）无相对道漂。
4.3.4 按设备所在场所或环境选取相应特征核素做为站点测量核素库，设备软件常用数据库应至少包
含附录A所列核素。
4.3.5 全年监测谱各感兴趣区计数率按连续监测时的小时均值进行统计，其有效数据获取率应高于90%。
5 γ 辐射空气吸收剂量率
5.1 固定式碘化钠γ谱仪应能测量γ辐射空气吸收剂量率，并可设置校准系数。
5.2 设备的量程、能量响应、相对固有误差等性能指标应满足HJ 1157 相关要求。
5.3 正常监测情况下，γ辐射空气吸收剂量率测量值每 1 min～5 min 更新一次；应急监测情况下，γ
辐射空气吸收剂量率测量值每10 s～30 s 更新一次。
6 γ能谱
6.1 固定式碘化钠γ谱仪应连续获取γ能谱。正常监测情况下，监测谱的测量时间可设置为 5 min～
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30 min；应急监测情况下，监测谱的测量时间可设置为1 min～5 min。
6.2 将碘化钠γ 射线能谱全谱分成多个感兴趣区，每个感兴趣区应覆盖至少一种关注核素的主要γ 射
线特征能量，计算各感兴趣区计数率的平均值和标准偏差。
6.3 当监测谱与本底谱数据比较，出现异常时设备应自动报警并进行人工手动分析。报警阈值可设定
为本底谱各感兴趣区计数率平均值加上其n 倍标准偏差，n一般取3～5。在计算本底谱感兴趣区计数率
平均值时，可剔除非自然因素引起的异常数据，若周围环境状况显著变化或站点变更，应重新测量和计
算本底谱感兴趣区计数率平均值。报警阈值可按全时段设置，或按不同季节的降水时段和非降水时段分
别设置。
6.4 人工手动分析时，由固定式碘化钠γ谱仪自带软件核验异常数据，判断监测谱是否存在明显异于
本底谱的γ射线特征能量峰。无法判断时，可选取测量条件与监测谱相似的本底谱，利用谱分析软件，
将归一化后的监测谱计数扣除本底谱计数，再查看是否存在γ射线特征能量峰计数。也可参见附录B
所述方法剥离天然核素本底谱的影响，提高核素识别灵敏度。
6.5 针对固定式碘化钠γ谱仪所在辐射场或环境可能存在的异常核素，应重点关注131I、137Cs、241Am、
41Ar、60Co、75Se、192Ir等人工核素。
6.6 若设备自动识别到异常核素，可按上述步骤6.2～6.4进行复核。
7 数据统计和记录
7.1 碘化钠γ能谱数据记录内容包括点位信息、设备信息、校准情况和测量数据等，数据记录格式参
见附录C。
7.2 碘化钠γ能谱数据通常按日进行统计，一般按所分感兴趣区（见附录C）分别计算计数率小时均
值和标准偏差；可借助智能化软件处理γ能谱数据。
7.3 为防止数据丢失，碘化钠γ能谱数据应定期记录、备份并存档。
7.4 发生数据异常时应分析原因。
8 质量保证
8.1 校准
8.1.1 固定式碘化钠γ谱仪应由具备资质的第三方计量技术机构进行校准，通常每3 年校准一次，主
要针对γ辐射空气吸收剂量率校准系数、能量分辨率等指标。也可通过量值传递的方式开展自行校准，
应每2 年自行校准一次，保证量值可追溯至国家计量基准。
8.1.2 当固定式碘化钠γ谱仪进行可能对监测结果有影响的维修后，应重新校准。
8.1.3 校准后的设备首次使用前宜用60Co、137Cs、152Eu、241Am 等检验源检查稳定性、能量分辨率和
核素识别正确率等主要性能指标。
8.2 期间核查
8.2.1 能量校准是确定能量与道址二者的关系，能量范围宜在40 keV～3 000 keV之间，选择从低能到
高能均匀分布至少4 个点的单能或多能核素校准源，校准时可保持源至探测器前表面中心的垂直距离为
5 cm～25 cm或合适高度。调节系统增益，使能量非线性绝对值不超过5%，拟合关系式如式（1）。
1 2
E = a0 + a1Ch + a2Ch ························································（1）
式中：E —— 特征能量峰对应的γ射线能量，单位为keV；
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a0、a1、a2 —— 拟合系数；
Ch——特征能量峰所在中心道址。
在设备使用期间，可定期用天然核素如40K（1 460.8 keV）、214Pb（351.9 keV）的γ 射线特征能量
峰中心道址检查峰位变化情况，当中心道址24 h 内变化超过4.2.4 节要求时，应重新进行能量校准。
8.2.2 每年至少开展一次能量分辨率检验，使用137Cs 检验源检查661.7 keV 能量分辨率，能量分辨率
应优于9%。
8.2.3 每年至少开展一次稳定性检验，使用天然或人工核素特征能量峰检查稳定性，稳定性应满足4.2.4
节要求。
8.2.4 每年至少开展一次核素识别能力检验，使用检验源检查核素识别能力，核素识别能力应满足4.2.5
节要求。
8.3 其他规定
8.3.1 固定式碘化钠γ谱仪运行维护人员应进行培训，熟练操作设备。
8.3.2 固定式碘化钠γ 谱仪连续自动监测过程宜按照本单位质量管理体系运行要求编制相关作业指导
书和设备操作规程，实施全过程质量管理。
8.3.3 固定式碘化钠γ谱仪正常监测时应按照HJ 1009 的要求做好运维记录和设备使用记录。
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附 录 A
（资料性附录）
常用γ 放射性核素
常用γ放射性核素列于表A.1。
表A.1 常用γ放射性核素
核 素 γ射线能量/keV 发射几率/% 附录C中感兴趣区序号 半衰期
210Pb 46.54 4.252 1 22.23 a
241Am 59.54 35.92 1 432.6 a
133Xe 81.00 38 1 5.247 d
63.30 4.8 1
234Th 92.38 2.72 1
92.80 2.80 1
24.1 d（L）
235U 143.80 10.96 2
185.7 57.2 2
7.038×108 a
226Ra 186.2 3.533 2 1 600 a
212Pb 238.6 43.6 3 10.64 h（L）
214Pb 351.9 37.6 3
364.5 81.1 3
26.8 min（L）
131I 295.2 19.3 3 8.023 3d
192Ir 316.51 82.85 3
468.07 47.84 4
74.02 d
7Be 477.6 10.52 4 53.282 d
85Kr 514 0.43 4 10.73 a
133I 529.9 86.2 4 20.83 h
137Cs 661.7 84.99 5 30.05 a
134Cs 604.7 97.6 5
795.8 85.4 5
2.062 a
228Ac 338.7 11.9 3
911.2 27 6
6.13 h（L）
41Ar 1 293.6 99.17 7 1.83 h
60Co 1 173.23 99.85 7
1 332.49 99.983 7
5.271 a
40K 1 460.8 10.55 8 1.250 4×109 a
214Bi 609.3 46.1 5
1 764.5 15.9 8
19.9 min（L）
898.04 93.90 6
88Y
1 836.05 99.32 9
106.626 d
208Tl 583.14 86 4
2 614.5 99.79 10
3.053 min（L）
注：L表示该核素为三大天然放射系长寿命母体核素的衰变子体。
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附 录 B
（资料性附录）
天然核素谱的剥离
当仅测量地表土壤中的天然铀、天然钾、天然钍时，以40K的1 460.8 keV，238U 子体214Bi的1 764.5
keV 和232Th子体208Tl 的2 614.5 keV能量的特征能量峰来选择能量区间，分别划分钾窗、铀窗和钍窗
（表B.1）。每个能窗的计数不仅有来自该能窗内核素造成的计数，还包括其他能窗内核素造成的计数贡
献。各核素贡献产生的计数率Ni，j与核素活度浓度Qi.j线性相关。在以40K 核素为主的钾体源模型上测
量时，计数率Ni，j与核素活度浓度Qi.j关系可用公式（B.1）表示。
NK，K=SK，K QK，K+SK，U QU，K+SK，Th QTh，K ····················································（B.1）
NU，K=SU，K QK，K+SU，U QU，K+SU，Th QTh，K
NTh，K=STh，K QK，K+STh，U QU，K+ STh，Th QTh，K
在公式（B.1）中，NK，K，NU，K，NTh，K 分别为钾、铀、钍窗在钾模型上响应的计数率（扣除本底
后的计数率），QK，K，QU，K，QTh，K为钾模型的钾、铀、钍核素活度浓度，SK，K，SK，U，SK，Th为单位活
度浓度钾、铀、钍对钾窗的贡献系数，亦称散射系数；SU，K……. STh，Th同意义。
通过在钾、铀、钍模型上的检定/校准测量结果，结合公式（B.1），可得到（B.2）矩阵式：
K,K K,U K,Th K,K K,U K,Th K,K K,U K,Th
U,K U,U U,Th U,K U,U U,Th U,K U,U U,Th
Th,K Th,U Th,Th Th,K Th,U Th,Th Th,K Th,U Th,Th
N N N S S S Q Q Q
N N N S S S Q Q Q
N N N S S S Q Q Q
é ù é ùé ù
ê ú = ê ú ´ ê ú ê ú ê úê ú
êë úû êë úû êë úû
··············（B.2）
解（B.2）式可得到SK，K…STh，Th等九个系数。
一般令：
a=SU，Th / STh，Th，b=SK，Th / STh，Th
g=SK，U / SU，U， a=STh，U / SU，U
b=STh，K / SK，K，g=SU，K / SK，K
式中1/SK，K、1/SU，U、1/STh，Th分别为测量系统对钾、铀、钍的效率因子。
两个散射系数的比值，亦即纯的K、U、Th 源在两个窗中贡献的计数率之比称为剥离比。低能窗
与高能窗计数率的比值通常用α，β 和γ 表示，高能窗与低能窗计数率之比通常用a，b，g 表示。比如
钍对铀（U/Th）的剥离比α，等于纯Th 源在U 窗和Th 窗中产生的计数率之比；相反的剥离比a，等
于纯U 源在Th 窗和U窗中产生的计数率之比。与此类似，β 是纯Th 源的K/Th 剥离比，b 为相反的剥
离比，即纯K源的Th/K。γ 是纯U源的剥离比K/U，g 是γ的相反剥离比，即纯K源的U/K。
经过校准的固定式碘化钠γ能谱仪，其校准证书应给出剥离比等系数。但要将其应用于现场测量的
γ能谱数据剥离计算，还需要通过逆矩阵解算。通用数据处理软件中均含有此功能，按照要求设置剥离
比进行计算即可。
固定式碘化钠γ谱仪现场测量得到的各能窗计数率NK、NU、NTh 包含散射影响，各核素贡献的净
计数率NC，K、NC，U、NC，Th之间关系可用公式（B.3）表示。
NK=NC，K+γ·NC，U+β·NC，Th··············································································（B.3）
NU= g·NC，K+NC，U+α·NC，Th
NTh= b·NC，K+a·NC，U+NC，Th
解（B.3）方程组，即可求得剥离修正后的K、U、Th 能窗净计数率计算公式（B.4）～（B.6）。
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Th U K
C,K
( ) ( ) (1 )
1 ( ) ( )
N N N a N a
g a g b
a g b b g a
g a b b a g
× - + × - + - ×
=
- × - - × - - ×
································（B.4）
Th U K
C,U
( ) (1 ) ( )
1 ( ) ( )
N N g N b N b g
g a g b
b a b a
g a b b a g
× - + - × + × -
=
- × - - × - - ×
································（B.5）
Th U K
C,Th
(1 ) ( ) ( )
1 ( ) ( )
N N g N b a N a g b
g a g b
g g
g a b b a g
- × + × - + × -
=
- × - - × - - ×
·································（B.6）
对于人工核素，以137Cs为例，其净计数率的计算见公式（B.7）。
C,Cs Cs C,K C,U C,Th N = N - (l × N + m× N + n × N ) ···········································（B.7）
式中： C,Cs N ——为137Cs 能窗净计数率；
Cs N ——为现场测量得到的铯能窗，扣除本底后的计数率；
l、m、n ——分别为钾、铀、钍窗对铯能窗计数率的剥离系数，无量纲。
IAEA-TECDOC-1363 技术报告给出了用于分析天然钾、铀、钍的标准γ 谱剥谱方法。首先，将固
定式碘化钠γ谱仪置于不同标准放射性体源模型上测量，获得天然核素高能γ射线对低能窗的剥离比；
其次，对于空气中可能存在的目标放射性核素，找到能量最高、发射几率大的特征峰，并定义其γ射线
能窗即能量区间范围，相应能窗扣除天然核素后确定净计数情况；再次，在设定的判定条件下如特征能
量峰净计数率高于两侧能区计数率一定比例，即可快速识别放射性核素特别是人工核素是否存在；最后，
通过前述过程确定有高于本底放射性核素存在后，由目标核素特征能量净计数（率）可进一步进行浓度
计算。
表B.1 能窗信息表
能窗 编号 γ射线特征能量峰/keV 能窗下边界/keV 能窗上边界/keV
天空散射（Skyshine） S --- 96 213
低能（Low Energy） L --- 279 381
40K K 1 460.8 1 370 1 570
238U U 1 764.5 1 660 1 860
232Th Th 2 614.5 2 400 2 800
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附 录 C
（资料性附录）
碘化钠γ 能谱数据记录格式
碘化钠γ能谱数据记录格式参见表C.1。
表 C.1 碘化钠γ 能谱数据记录表
点位名称及编号________________________ 固定式碘化钠γ谱仪型号及编号________________
温度（℃）_______相对湿度（%）________ 校准证书编号及有效期_________________________
感兴趣区序号 能量范围/keV
小时均
值个数
小时均值
最大值
小时均值最大
值测得时间
小时均值
最小值
小时均值最小
值测得时间
日均值 标准偏差
1
＜100
（未稳定区间）
时 分 时 分
2 100～200
3 200～400
4 400～600
5 600～800
6 800～1 000
7 1 000～1 400
8 1 400～1 800
9 1 800～2 200
10 2 200～2 800
11 ＞2 800
数据异常及分析
设备校准信息
注1：小时均值：时间标签为测量截止时间，数据为此刻前1小时测量均值。
注2：日均值：由每日内3/4以上的小时均值算术平均值得出。日均值的统计阶段为北京时间00：00 至24：00。
注3：每日统计值，包括日期、日均值、标准偏差、当日小时均值最大值、最大值的时间标签、当日小时均值最小值、
最小值的时间标签等。
测量人： 测量时间： 校核人： 校核日期：
