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[辐射剂量] 便携式高量程光子辐射周围剂量当量(率)仪征求意见稿

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发表于 2019-1-12 16:28:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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一、        制定的必要性
在辐射防护仪器的框架内,高量程周围剂量当量(率)辐射防护仪器是一个较为特殊的品种,即使在数年前其应用和校准检测的社会需求总量还是很小,因此通常情况下就按普通防护仪器的检定规程JJG393来校准或量传。但近来随着我国核电事业的高速发展,各个核电企业及其相关建设单位对此类仪器有很大的需求,在国际上也是从2007年开始将高量程周围剂量当量(率)防护仪器从通用型的X、γ辐射防护仪器中区分单列出来,颁布了专用的IEC标准(见IEC60846-2,2007 Radiation protection instrumentation – Ambient and/or directional dose equivalent (rate) meters and/or monitors for beta, X and gamma radiation – Part 2: High range beta and photon dose and dose rate portable instruments for emergency radiation protection purposes (《辐射防护仪器  β、X和γ辐射周围和/或定向剂量当量(率)仪和/或监测仪  第2部分:应急辐射防护用便携式高量程β与光子剂量与剂量率仪》),从法规和量传体系上将高量程辐射防护仪器作为专门一类进行研究。
在仪器的使用和校准层面,从平时的检测工作中也逐渐认识到高量程仪器和通用型辐射防护仪器也有相当大的差别,对计量性能各项指标的侧重点也不尽相同(本文后面的具体校准项目有专门说明),为使我国辐射防护仪器的相应技术法规与具体使用、量传校准相适应,并尽可能与国际上保持一致,全国电离辐射计量技术委员会于2016年中提出《宽量程X、γ辐射周围剂量当量(率)仪》校准规范制定任务,报国家市场监督管理总局批准后列入2017~2018年规范制定计划(见国质检量函[2017]25号《关于国家计量技术规范制定、修订及宣贯有关事项的通知》。
一、        编写过程
本规范由上海市计量测试技术研究院负责并会同中国计量科学研究院江苏省计量科学研究院共同起草。计划起止时间为2017年7月至2018年底。在查阅有关标准资料之后,拟定了规范编写提纲。并做了部分试验验证工作。2018年1月,起草小组同技术委员会负责人一起讨论、制定编写提纲,就规范的适用范围、编写依据、主要校准项目和技术指标依据等问题达成共识,同时确定了修定工作的具体内容。
讨论后,即开始对校准规范的技术细节进行试验验证,试验结果发现在具体的项目和技术指标等细节上(如线性与能响,见后文说明)与原先的计划有较大差距,因此在内部讨论的基础上对大纲和初稿进行了较大幅度的修改,并与相关合作单位沟通后完成了规范的征求意见稿。
起草征求意见稿的过程中,上海市计量测试技术研究院和江苏等省级校准实验室分别对不同类型、量程的高量程探测器进行了较充分的试验验证,并参照JJG393的具体技术细节,又做了必要的补充试验。
二、        主要技术依据
本规范主要依据IEC60846-2,2015 Radiation protection instrumentation – Ambient and/or directional dose equivalent (rate) meters and/or monitors for beta, X and gamma radiation – Part 2: High range beta and photon dose and dose rate portable instruments for emergency radiation protection purposes (《辐射防护仪器  β、X和γ辐射周围和/或定向剂量当量(率)仪和/或监测仪  第2部分:应急辐射防护用便携式高量程β与光子剂量与剂量率仪》)
此处需多说明一点:目前现行有效的针对此类仪器的国标为GB/T4835.2-2013(名称与上述完全相同),此国标是依据2007年第一版的IEC标准即IEC60846-2,2007参考采用的,新版IEC标准在技术指标与试验方法上变化不大,但从尽量采用最新技术标准的出发点,本规范的技术依据还是采用最新版,即IEC60846-2,2015
三、        规范名称和适用范围
1.        规范名称
本规范实质是对JJG393在高剂量率范围的一种补充,根据原上报的规范制定计划,新制定规范名称为《宽量程X、γ辐射周围剂量当量(率)仪》。经内部讨论发觉这一名称不太合适,1、“宽量程”含义应该是包括了中低剂量率范围,而在中低剂量率范围已经有通用型的检定规程JJG393覆盖,2、X射线(此处含义是中能X射线)通常意义上是指由阴极射线管产生的光子辐射,而事故应急防护的使用场景主要是针对核设施或大钴源等,不大会出现X射线机的情况,故此经讨论后暂拟定为《便携式高量程光子辐射周围剂量当量(率)仪》,“便携式”是为与固定式相区分(固定式仪器另有标准),并与JJG393相对应。最终名称待审定会上予以讨论。
2.        适用范围
按60846-2,2015标准确定本规范适用的剂量率范围是0.1mSv/h~10Sv/h,能量范围经讨论定为80keV~1.5MeV的光子辐射周围剂量当量H*(10),至于国标和IEC标准中提到的高于1.5MeV的光子辐射,由于目前国内(国际)在此能量段的溯源和传递条件的限制暂不考虑在内,待以后条件成熟再行修订。至于β和光子辐射的定向剂量当量H’(0.07),因目前极少见到高量程的定向剂量当量仪器(本院的日常检测中未见过),也可以说市场没这方面的需求,因此不考虑在内。
四、        有关条文说明
1.        校准项目
最初的编写计划中,按60846-2,2015的与计量性能相关的校准项目中,相对固有误差(线性)、重复性(统计涨落)、能量响应作为主要的校准项目,积累剂量的剂量率响应、响应时间这2项隐含在相对固有误差、重复性校准项目中。过载特性、报警阈值作为仪器的功能特性属于型式评价试验项目而不列入校准项目中。但经过多次的校准实验发现,现实使用中的高量程辐射仪器(主要是进口仪器),能响特性基本都不是很好,经研究并与经销商等调研,了解到这类仪器预设的使用环境一般都条件恶劣,因此设计中更多考虑其密封安全特性(多采用厚实不锈钢外套),因此能响特性(尤其低能段)不是太好,而且用户对此项特性也不很关心。此外高剂量率X射线的校准也有一定难度。反倒是仪器的反应速度(响应时间)、测量上限等性能用户更加关心、经过讨论,最终认为能响特性更合适作为型式评价试验项目而不列入校准项目,在征求稿的附录中保留作为参考项目。
2.        剂量率响应
60846-2,2015中专门有一条“积累剂量的剂量率响应”其计量性能指标是-13%~18%,此限值是叠加在相对固有误差(-17%~+25%)之外的,或是原理上说一台累积剂量当量仪,在相同的剂量率条件下累积剂量从低到高会有一定量值的线性度误差,在高低差别较大的不同剂量率条件下其还有另一个值的线性度误差,这两种误差叠加构成的总相对固有误差就会比较复杂,并且用相同的剂量率完成跨4个数量级的累积剂量在现实中也很困难。好在校准规范无需做合格性判定,而辐射仪器的时间累积因素引起的线性度误差通常都远小于剂量率改变引起的误差,因此规范中定为用大致相同的时间,不同的剂量率组合成覆盖仪器范围的累积剂量当量校准点。
3.        辐射场
按60846-2的要求,相对固有误差应使用137Cs辐射进行校准,而现实情况是大多数实验室(包括本院)的137Cs辐射场都不足以覆盖规范所需的剂量率范围,因此都是以校准治疗仪器的60Co辐射场代替,这并非太大问题,但既然相对固有误差是用137Cs辐射的响应定义的,因此规范中规定了至少有一点在137Cs辐射场中校准,其它校准点的响应可以按比例换算到137Cs辐射的响应。
另外一点需注意的是,由于仪器对137Cs辐射和60Co辐射的响应即使在相同剂量率下也是不同的,因此要求重复性测量尽量使用137Cs辐射,但由于各实验室的137Cs辐射场条件不同,不一定能达到(1~11) (H0)的要求,这一点未做硬性规定,但要求在校准结果中注明说使用的辐射场及其剂量率条件。

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