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計量論壇

標題: 便攜式高量程光子輻射周圍劑量當量（率）儀征求意見稿 [打印本頁]

作者: 醬里個醬 時間: 2019-1-12 16:28
標題: 便攜式高量程光子輻射周圍劑量當量（率）儀征求意見稿
一、制定的必要性
在輻射防護儀器的框架內，高量程周圍劑量當量（率）輻射防護儀器是一個較為特殊的品種，即使在數年前其應用和校準檢測的社會需求總量還是很小，因此通常情況下就按普通防護儀器的檢定規程JJG393來校準或量傳。但近來隨著我國核電事業的高速發展，各個核電企業及其相關建設單位對此類儀器有很大的需求，在國際上也是從2007年開始將高量程周圍劑量當量（率）防護儀器從通用型的X、γ輻射防護儀器中區分單列出來，頒布了專用的IEC標準（見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 （《輻射防護儀器 β、X和γ輻射周圍和/或定向劑量當量（率）儀和/或監測儀第2部分：應急輻射防護用便攜式高量程β與光子劑量與劑量率儀》），從法規和量傳體系上將高量程輻射防護儀器作為專門一類進行研究。
在儀器的使用和校準層面，從平時的檢測工作中也逐漸認識到高量程儀器和通用型輻射防護儀器也有相當大的差別，對計量性能各項指標的側重點也不盡相同（本文后面的具體校準項目有專門說明），為使我國輻射防護儀器的相應技術法規與具體使用、量傳校準相適應，并盡可能與國際上保持一致，全國電離輻射計量技術委員會于2016年中提出《寬量程X、γ輻射周圍劑量當量（率）儀》校準規范制定任務，報國家市場監督管理總局批準后列入2017~2018年規范制定計劃（見國質檢量函[2017]25號《關于國家計量技術規范制定、修訂及宣貫有關事項的通知》。
一、編寫過程
本規范由上海市計量測試技術研究院負責并會同中國計量科學研究院、江蘇省計量科學研究院共同起草。計劃起止時間為2017年7月至2018年底。在查閱有關標準資料之后，擬定了規范編寫提綱。并做了部分試驗驗證工作。2018年1月，起草小組同技術委員會負責人一起討論、制定編寫提綱，就規范的適用范圍、編寫依據、主要校準項目和技術指標依據等問題達成共識，同時確定了修定工作的具體內容。
討論后，即開始對校準規范的技術細節進行試驗驗證，試驗結果發現在具體的項目和技術指標等細節上（如線性與能響，見后文說明）與原先的計劃有較大差距，因此在內部討論的基礎上對大綱和初稿進行了較大幅度的修改，并與相關合作單位溝通后完成了規范的征求意見稿。
起草征求意見稿的過程中，上海市計量測試技術研究院和江蘇等省級校準實驗室分別對不同類型、量程的高量程探測器進行了較充分的試驗驗證，并參照JJG393的具體技術細節，又做了必要的補充試驗。
二、主要技術依據
本規范主要依據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 （《輻射防護儀器 β、X和γ輻射周圍和/或定向劑量當量（率）儀和/或監測儀第2部分：應急輻射防護用便攜式高量程β與光子劑量與劑量率儀》）
此處需多說明一點：目前現行有效的針對此類儀器的國標為GB/T4835.2-2013（名稱與上述完全相同），此國標是依據2007年第一版的IEC標準即IEC60846-2，2007參考采用的，新版IEC標準在技術指標與試驗方法上變化不大，但從盡量采用最新技術標準的出發點，本規范的技術依據還是采用最新版，即IEC60846-2，2015
三、規范名稱和適用范圍
1. 規范名稱
本規范實質是對JJG393在高劑量率范圍的一種補充，根據原上報的規范制定計劃，新制定規范名稱為《寬量程X、γ輻射周圍劑量當量（率）儀》。經內部討論發覺這一名稱不太合適，1、“寬量程”含義應該是包括了中低劑量率范圍，而在中低劑量率范圍已經有通用型的檢定規程JJG393覆蓋，2、X射線（此處含義是中能X射線）通常意義上是指由陰極射線管產生的光子輻射，而事故應急防護的使用場景主要是針對核設施或大鈷源等，不大會出現X射線機的情況，故此經討論后暫擬定為《便攜式高量程光子輻射周圍劑量當量（率）儀》，“便攜式”是為與固定式相區分（固定式儀器另有標準），并與JJG393相對應。最終名稱待審定會上予以討論。
2. 適用范圍
按60846-2，2015標準確定本規范適用的劑量率范圍是0.1mSv/h～1０Sv/h，能量范圍經討論定為80keV～1.5MeV的光子輻射周圍劑量當量H*(10)，至于國標和IEC標準中提到的高于1.5MeV的光子輻射，由于目前國內（國際）在此能量段的溯源和傳遞條件的限制暫不考慮在內，待以后條件成熟再行修訂。至于β和光子輻射的定向劑量當量H’(0.07)，因目前極少見到高量程的定向劑量當量儀器（本院的日常檢測中未見過），也可以說市場沒這方面的需求，因此不考慮在內。
四、有關條文說明
1. 校準項目
最初的編寫計劃中，按60846-2，2015的與計量性能相關的校準項目中，相對固有誤差（線性）、重復性（統計漲落）、能量響應作為主要的校準項目，積累劑量的劑量率響應、響應時間這2項隱含在相對固有誤差、重復性校準項目中。過載特性、報警閾值作為儀器的功能特性屬于型式評價試驗項目而不列入校準項目中。但經過多次的校準實驗發現，現實使用中的高量程輻射儀器（主要是進口儀器），能響特性基本都不是很好，經研究并與經銷商等調研，了解到這類儀器預設的使用環境一般都條件惡劣，因此設計中更多考慮其密封安全特性（多采用厚實不銹鋼外套），因此能響特性（尤其低能段）不是太好，而且用戶對此項特性也不很關心。此外高劑量率X射線的校準也有一定難度。反倒是儀器的反應速度（響應時間）、測量上限等性能用戶更加關心、經過討論，最終認為能響特性更合適作為型式評價試驗項目而不列入校準項目，在征求稿的附錄中保留作為參考項目。
2. 劑量率響應
60846-2，2015中專門有一條“積累劑量的劑量率響應”其計量性能指標是-13%～18%，此限值是疊加在相對固有誤差（-17%～+25%）之外的，或是原理上說一臺累積劑量當量儀，在相同的劑量率條件下累積劑量從低到高會有一定量值的線性度誤差，在高低差別較大的不同劑量率條件下其還有另一個值的線性度誤差，這兩種誤差疊加構成的總相對固有誤差就會比較復雜，并且用相同的劑量率完成跨4個數量級的累積劑量在現實中也很困難。好在校準規范無需做合格性判定，而輻射儀器的時間累積因素引起的線性度誤差通常都遠小于劑量率改變引起的誤差，因此規范中定為用大致相同的時間，不同的劑量率組合成覆蓋儀器范圍的累積劑量當量校準點。
3. 輻射場
按60846-2的要求，相對固有誤差應使用137Cs輻射進行校準，而現實情況是大多數實驗室（包括本院）的137Cs輻射場都不足以覆蓋規范所需的劑量率范圍，因此都是以校準治療儀器的60Co輻射場代替，這并非太大問題，但既然相對固有誤差是用137Cs輻射的響應定義的，因此規范中規定了至少有一點在137Cs輻射場中校準，其它校準點的響應可以按比例換算到137Cs輻射的響應。
另外一點需注意的是，由于儀器對137Cs輻射和60Co輻射的響應即使在相同劑量率下也是不同的，因此要求重復性測量盡量使用137Cs輻射，但由于各實驗室的137Cs輻射場條件不同，不一定能達到（1～11）（H0）的要求，這一點未做硬性規定，但要求在校準結果中注明說使用的輻射場及其劑量率條件。

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