要将辐射计数率(CPS,counts per second)转换为表面活度(Bq/cm²,贝克勒尔每平方厘米),需要考虑探测器的效率、几何因子以及其他校正因素。以下是换算的基本步骤和公式:
1. 基本关系
CPS 是探测器每秒记录的计数,而 Bq/cm² 表示单位面积上的放射性活度。它们之间的关系为:

其中:
- CPS:计数率(counts per second)。
- ε:探测器效率(单位为计数变,范围通常在 0 到 1 之间,需根据探测器和辐射类型确定)。
- A:探测器的有效探测面积(单位为 cm²)。
- G:几何因子(考虑放射源与探测器之间的几何关系,通常为 1 或更小,视具体测量条件而定)。
2. 换算步骤
- 确定探测器效率 (ε):一般地厂家会给出仪器的探测效率,通常由辐射探测器自身材料决定,同时也由厂家的二次开发水平来决定仪器的性能,可以通过计量院α和β标准放射源进行校准。
- 探测器效率取决于辐射类型(α、β、γ)、能量以及探测器类型(例如盖革计数器、闪烁探测器等)。
- 通常需要参考探测器的技术手册或通过标准源校准获得。例如,β 辐射的探测效率可能在 0.1 到 0.5 之间。
- 测量有效探测面积 (A):
- 探测面积通常由探测器的窗口尺寸决定,单位为 cm²。
- 如果是表面污染测量,A 可能是探头的实际窗口面积。
- 确定几何因子 (G):通常是仪器表面与被测量物体表面的测量距离,大多数情况下用户不会严格按照这个来操作,手不太稳,但是可以接一个支撑架保持距离不变,但这样操作相对繁琐些。
- 几何因子考虑了放射源与探测器之间的距离和角度。
- 对于表面污染测量,如果探头紧贴表面,G 通常接近 1;如果有距离,需根据几何关系计算。
- 代入公式计算:
- 将 CPS、ε、A 和 G 代入上述公式,计算 Bq/cm²。
3. 简化假设的例子
假设:
- CPS = 100 counts/s
- 探测器效率 ε = 0.2(20%)
- 探测面积 A = 10 cm²
- 几何因子 G = 1(探头紧贴表面)

4. 注意事项
- 探测器效率:实际效率可能因辐射类型和能量不同而变化,需校准。
- 背景计数:实际测量时需扣除背景辐射的 CPS。
- 单位一致性:确保所有单位匹配(例如,面积为 cm²,时间为秒)。
- 校准:建议使用已知活度的标准源进行校准,以确保换算准确。
5. 如果缺少参数
如果你没有具体的探测器效率或面积数据,无法直接换算。建议:
- 查阅探测器手册或联系制造商获取 ε 和 A。
- 进行实验校准,使用已知 Bq/cm² 的标准源测量 CPS,反推参数。
如果你能提供具体的 CPS 值、探测器型号或测量条件,可以更精确地计算!