我国建立空气比释动能国家基准装置

一次10小时的飞机旅行，如何知道所受辐射剂量？接受放射诊断或放射治疗，如何保证剂量准确可靠？中国计量科学研究院（以下简称“中国计量院”）在国内首次建立的3套空气比释动能国家基准装置及与之相关的一些工作有望更好地解决这一问题。
　　
建立基准装置
　　1895年，德国著名物理学家伦琴发现X射线，并因此于1901年成为世界上第一个获得诺贝尔奖的物理学家。X射线发现后不久即被应用于医学和工业等领域，伴之而来的问题是如何度量X 射线。
　　数据显示，目前全球每年约有700万患者接受放射治疗、3300万患者接受核医学诊断、超过3.6亿人接受X射线诊断，约有1100万人从事电离辐射工作。此外，人类生存环境中本身就存在着天然本底辐射——宇宙射线和自然界中天然放射性核素发出的射线。如何度量射线并实现电离辐射量和单位的标准化问题一直是国际电离辐射领域努力的方向。近几十年来，国际计量界持续推行辐射量和单位的国际单位制工作，推动世界各国建立相关基准及量值传递体系，并不断组织和开展电离辐射领域的国际比对和校准服务，以实现全球电离辐射量值的统一，保证电离辐射应用的量值准确。
　　为跟上国际单位制的新变化，早在 1982 年，当时的国家标准局发布了我国第一个电离辐射的量和单位标准GB3120.10-82《核反应和电离辐射的量和单位》。1993 年我国修订了《量和单位》系列国家标准，与ISO 的国际标准保持了一致。
　　但由于各种原因，我国电离辐射领域在单位制和仪器标度统一，使用规范化等方面还存在不少问题。如在放射治疗领域，由于伦琴为非法定单位，不得不使用库伦每千克(C/kg)作为照射量单位，需要对校准因子变通修正后才能得到测量结果，使得量值传递过程繁琐复杂，容易导致使用错误。为改变这一状况，我国不断推动电离辐射相关基标准及量值传递体系的研究，积极参与国际电离辐射计量活动，并在该领域取得了一定的进展，实现了国际互认。
　　　　　　　　　　　                                                      
提升量传能力
　　“空气比释动能”这一拗口的名词，对大多数非专业人士来说，都可能感到陌生。它是描述射线所释放能量的单位，是电离辐射计量最重要的物理量之一，为该领域4个常用SI国际单位制导出量之一，具有定义严格、简明合理、科学实用等优点。它也是吸收剂量和剂量当量的研究基础，国际计量局正在组织的电离辐射剂量领域8项关键比对中，有6项是有关空气比释动能量值的比对。
　　中国计量院此次通过专家鉴定的包括：（10-60）kV X射线、（60-250）kV X射线及60Coγ射线空气比释动能3套基准装置。分别建立了我国低能、中能两个能量段的X射线和60Coγ射线的量值溯源体系，解决了量值传递源头的问题。
　　空气比释动能基准装置主要由基准电离室、射线辐射装置、辐射质调控系统、微弱电流测量系统、导轨定位系统等系统组成，复现量值的不确定度水平在0.20%-0.30%之间。该基准完全拥有自主知识产权，其建立标志我国将正式采用空气比释动能量值传递体系，为我国电离辐射的量和单位制改制工作的全面完成奠定了技术基础。
　　目前，空气比释动能基准相应量值的国际比对工作也已完成，比对结果达到国际先进水平，并进入国际计量局(BIPM)的关键比对数据库(KCDB)，取得了国际等效，这将大大提高我国空气比释动能量值传递的能力。
　　该量值主要应用于医学诊断、放射治疗、辐射防护、环境监测、国防建设、核能利用、工业检测和科学研究等方面，满足这些领域对空气比释动能这一物理量量值溯源和量值传递的需求。如，我国每年约有3亿人次进行诊断X射线照射，X射线空气比释动能基准，可为数万台诊断X射线计量器具提供量值溯源服务。



　　作为放射治疗、辐射防护、环境监测的量值源头，3项空气比释动能基准的建立，完善了我国辐射剂量学量值体系，使得我国在该领域的计量学研究工作处于世界先进水平。

完善量传体系
　　建立国家基准装置的同时，中国计量院也组织了国内空气比释动能量值比对，使得次级标准实验室的量传能力得到验证，并为接下来的省级计量机构相关标准装置的建立奠定了技术基础。
　　法制计量管理的重要文件——《空气比释动能检定系统表》也已正式颁布，将作为建立量传体系的技术依据，指引我国计量机构建立完善的空气比释动能量值体系。
　　据了解，我国电离辐射将进一步进行吸收剂量和剂量当量量值的研究，完善我国电离辐射领域的量值传递体系，与国际先进水平保持一致。（文：刘旭红  图片来源：电离所）