个人和环境监测用X、γ辐射热释光剂量测量系统

1个人和环境监测用X、γ辐射热释光剂量测量系统检定规程本规程适用于测量剂量范围在0.01mSv～10Sv,能量范围为30keV～1.5MeV的光子外照射个人剂量当量H,(10)和周围剂量当量H*(10),以及能量范围为8keV～250keV的个人剂量当量H,(0.07)的热释光剂量测量系统的首次检定、后续检定和使用中检查。本规程不适用于配用肢端剂量计的用于个人监测的装置，不适用于脉冲X、γ辐射，β辐射，中子辐射和宇宙射线辐射装置的检定。2引用文件本规程引用下列文件：GB/T10264—2014个人和环境监测用热释光剂量测量系统GB/T12162.1用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X和γ参考辐射第1部分：辐射特性及产生方法GB/T12162.2用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X和γ参考辐射第2部分：辐射防护用的能量范围为8keV～1.3MeV和4MeV～9MeV的参考辐射的剂量测定GB/T12162.3用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X和γ参考辐射第3部分：场所剂量仪和个人剂量计的校准及其能量响应和角响应的测定IEC62387-1:2007辐射防护仪器用于环境和个人监测的被动积分式剂量测量系统第1部分：通用特性和性能要求(Radiationprotectioninstrumentation—Passiveintegratingdosimetrysystemsforenvironmentalandpersonalmonitoring—Part1:Gen-eralcharacteristicsandperformancerequirements)凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程，凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3术语和计量单位3.1术语3.1.1热释光thermoluminescence(TL)某些物质呈现的一种特性，即被电离辐射或紫外线辐照过的物质受热时发射出光。3.1.2热释光探测器(简称探测器)thermoluminescent(TL)detector一定量的热释光材料，或该材料与其他非发光材料按一定重量比构成的具有确定质量、形状或尺寸的混合物，探测器受辐照时吸收并储存射线的部分能量，在测量过程中对探测器进行加热时以光的形式释放这部分能量。23.1.3热释光剂量计(简称剂量计)thermoluminescent(TL)dosemeter由一个或多个热释光探测器组成的无源器件。探测器通常安装在适合使用的盒内，以便于人体佩戴或置于环境中用来评价它所处位置或附近的剂量当量。3.1.4热释光剂量读出器(简称读出器)thermoluminescent(TL)dosemeterreader测量热释光剂量计中探测器所发射出光的发光量的仪器，主要由加热装置、测光装置和相关电子学部分组成。3.1.5热释光剂量测量系统(简称剂量测量系统)thermoluminescentdosimetry(TLD)system由热释光剂量计、读出器和全部附加设备、程序组成的完整系统，用于评价指3.1.6周围剂量当量H*(d)ambientdoseequivalentH*(d)在辐射场某点处，相应的齐向扩展场在ICRU球内，逆齐向场方向的半径上深度d处产生的剂量当量。注：对于环境监测，H*(d)中d的推荐深度是10mm,于是H*(d)可以写作H*(10)。3.1.7个人剂量当量H,(d)personaldoseequivalentH,(d)个人剂量当量Hp(d)是人体表面某一指定点下深度为d处软组织的剂量当量。对强贯穿辐射的监测，推荐深度d为10mm,此时H,(d)可写为H,(10)。对弱贯穿辐射的监测，推荐深度d为0.07mm,此时H,(d)可写为H,(0.07)。3.1.8空气比释动能到剂量当量的转换系数hxkermatodoseequivalentconversioncoefficienthk辐射场中一点剂量当量H与空气比释动能K。的商：hx=H/K₄3.1.9检验点pointoftest辐射场中被测量约定真值已知的某一点，在进行校准或试验时，剂量计的参考点放置在该点上。3.1.10参考点referencepoint剂量计上的一点，在进行校准或试验时将该点放置在检验点上。3.1.11体模phantom在X和γ辐射的散射和吸收特性方面用来模仿人体的一种特定的物质制成的模体。3.2计量单位3.2.1个人剂量当量的计量单位是希沃特，符号：Sv,1Sv=1J·kg-¹。3.2.2空气比释动能的计量单位是戈瑞，符号：Gy,1Gy=1J·kg-¹。3.2.3本规程中所用到的其他量均采用国际单位制(SI)单位。另外对辐射能量也采4概述本规程涉及的热释光剂量测量系统(简称剂量测量系统)主要由剂量计、读出器和配套设备组成。3剂量计通常由一个或多个热释光探测器和一个便于携带的适宜容器组成；读出器用于测量热释光探测器的发光量，主要由加热部件、光测量部件和有关电子器件组成。剂量计受辐照时，剂量计中的热释光探测器吸收并储存射线的部分能量，在测量过程中对热释光探测器进行加热时以光的形式释放这部分能量，并被读出器测得，在一定剂量范围内发光量与剂量成线性关系。热释光剂量测量系统按其用途可分为个人监测系统和环境监测系统两大类。5计量性能要求热释光剂量测量系统的计量性能必须满足表1的要求。表1热释光剂量系统的计量性能要求主要计量性能量值或影响量的量值范围技术要求非线性响应H,(10):0.1mSv≤H≤1Sv,S-CsH₉(0.07):1mSv≤H≤10Sv,N-300H*(10):0.1mSv≤H≤1Sv,S-CsH*(10):0.5mSv≤H≤20mSv,S-Cs一9%～11%一9%～11%一9%～11%变异系数H,(10):H<0.1mSv0.1mSv≤H<1.1mSvH≥1.1mSv1mSv≤H<11mSvH≥11mSvH*(10):H<0.5mSv0.5mSv≤H<20mSvH≥20mSv不得超过相对误差H₂(10):0.1mSv≤H≤1Sv,H,(0.07):1mSv≤H≤10Sv,N-300H*(10):0.1mSv≤H≤1Sv,S-Cs—10%～10%—10%～10%—10%～10%能量响应H。(10):80keV～1.25MeVH。(0.07):30keV～250keVH*(10):80keV～1.25MeV—29%～67%—29%～67%—29%～67%量值检验相对误差：—10%～10%46通用技术要求剂量计外观应完好无缺损，并带有编号等识别标记，所附的佩带夹持装置应能正常工作。剂量计各部件包括内部的热释光探测元件装配应紧密，不应随意活动脱落，其外壳应不透光、防潮，并且在使用中不易被放射性沾污，又能便于清除沾污。6.2读出器读出器外观应完好无缺损，铭牌上的型号、编号、制造厂和@标识/编号等标记7计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。7.1检定条件7.1.1计量标准个人剂量当量Hp(0.07)和H,(10)的约定值，可通过空气中同一点的空气比释动能约定值转换获得，其转换系数hp,k(0.07)和hp,k(10)见附录D;周围剂量当量H*(10)的约定值，可由空气中同一点的空气比释动能约定值转换获得，其转换系数hx(10)见附录D。转换系数hp,x(0.07)、hp,x(10)和hx(10)不增加剂量当量约定7.1.1.1空气比释动能率的约定值应溯源至国家空气比释动能率基准。7.1.1.2个人剂量当量H,(0.07)和H,(10)的约定值以及周围剂量当量H*(10)的约定值C的相对扩展不确定度Uc.rel(k=2)均应小于7%。7.1.2参考辐射检定所需使用的X、γ参考辐射及其相关转换系数见附录D,其荧光X辐射和连续谱窄谱系列过滤X辐射的特性和产生条件见附录E。7.1.2.1辐射束的截面足以照射探测器，整个有用射束截面上空气比释动能率的变化7.1.2.2散射辐射对各检验点空气比释动能率的贡献应小于该点总空气比释动能率7.1.3配套设备7.1.3.1体模体模在检定中用来模拟人体(或其局部),本规程要求的体模是ICRU推荐的用有机玻璃板制成的平板水箱体模，体模由有机玻璃制成，前壁厚度为2.5mm,其他壁厚度为10mm,外形尺寸为30cm×30cm×15cm(高×宽×厚),内部充满水。7.1.3.2定位装置该装置用于安置探测器，使其能准确定位于辐射场中的测量点上。7.1.3.3温度计测量范围为0℃~50℃,最大允许误差±0.2℃。57.1.3.4气压计测量范围至少为86.0kPa～106.6kPa,最大允许误差士0.25kPa。7.1.4环境条件检定实验室的环境条件应符合表2的要求。环境参量要求环境温度15℃~25℃,检定过程中变化不超过2℃相对湿度大气压力γ辐射本底空气比释动能率不大于0.25μGy·h-17.2检定项目个人与环境监测用X、γ辐射热释光剂量测量系统的首次检定、后续检定和使用中检查的项目如表3所示。检定项目首次检定后续检定使用中检查非线性响应十变异系数十————相对误差十十十能量响应十——量值检验十十十注：“十”为必检项目，“—”为不检项目。7.3检定方法7.3.1通用特性按6.1和6.2逐项检查被检热释光剂量测量系统的通用特性，判断其是否符合相应7.3.2剂量计7.3.2.1检定时每组剂量计的数量按如下原则确定：必须使每组的结果具有95%的置信水平。根据被检热释光剂量计的批稳定性数据并使用附录F中的方法进行修正后确定每组剂量计的数量。对于检定时单个剂量计单次测量相对标准差预期大于批均匀性标准差的项目(如辐照剂量更低或其他因素影响增加其单次测量相对标准差),需要使用合适的学生分布因子后确定每组剂量计的数量。在满足置信水平的情况下对所有项目建议使用固定的10个剂量计(n=10)进行检定，这时相对应的分布因子tm-1=2.26,详见附录F中表F.1。7.3.2.2剂量计的放置方法：将剂量计的参考点放置在检验点上，其参考方向正对射线束方向。6荐3mSv,辐射源"Cs;H,(0.07)mSv,推mSv,参剂量计组序号i123456789参考辐射约定值C;/mSv13137Cs(或剂量计组序号i123456789参考辐射约定值C;/mSv1133N-300对于Hp(0.07)或H,(10),每一组剂量计的测量结果都满足公式(1)要求，则对于H*(10)每一组剂量计的测量结果都满足公式(1)要求，且在0.5mSv≤H≤20mSv范围内满足公式(2)要求，则满足表1中非线性响应项目的技术要求，本7(1)每一组剂量计值不大于表1中对变异系数的要求；(2)超过2组剂量计的值不大于表1中对变异系数的要求且剂量计的约定值C;不相邻。7.3.5相对误差后续检定和使用中检查时，使用“7.3.3非线性响应”中要求一致的参考辐射照射，根据用户需求选取常用的5个剂量组进行辐照，用公式(3)计算每一组剂量计的相对误差I;:如果每一组剂量计的测量结果都满足公式(4)要求，则满足表1中相对误差指标的技术要求，本项目合格。U;——E₁的置信区间半宽度。7.3.6能量响应准备两组剂量计(i=1,2),参考辐射从窄谱系列的过滤X辐射中选择合适的能量。在无法从窄谱系列中获得所需参考辐射条件下，也可选用相同能量的宽谱系列参考辐射，所需的转换系数可从GB/T12162.2中获得。照射的剂量应尽量相同，且剂量当量约定值C;在1mSv～10mSv之间，计算出每一组剂量计的平均值E;和标准差s;,每一组剂量计的测量结果都满足公式(5)的要求，则满足表1中能量响应项目的技术要求，本项目合格。的相对扩展不确定度，由式(6)给出：Uc,relr.o——约定值Cr,的相对扩展不确定度；Uc,el;i——第i组参考辐射约定值C;的相对扩展不确定度。按公式(7)式计算能量响应校准因子K;:K;=C;/E;(i=1,2)(7)K;——第i组参考辐射的能量响应校准因子。7.3.7量值检验使用“7.3.3非线性响应”中要求一致的参考辐射照射1组剂量计，剂量当量约8定值在1mSv～10mSv之间，然后由受检方测出每个剂量计的指示值，如果测量结果满足本规程“7.3.5相对误差”的要求，则本项目合格。7.4检定结果的处理按本规程的规定和要求检定合格的热释光剂量测量系统发给检定证书，检定不合格的发给检定结果通知书并注明不合格的项目。7.5检定周期个人和环境监测用X、γ辐射热释光剂量测量系统的检定周期一般不超过1年。JJG593—20169推荐的检定记录格式证书单位 仪器名称型号规格编号 制造厂 检定依据的技术文件 计量标准名称计量标准考核证书号有效期检定时的环境条件：温度℃;气压kPa;相对湿度%;本次检定的类型(□首次检定□后续检定□使用中检查)热释光剂量测量系统类型[□H,(10)□H,(0.07)□H*(10)]剂量计辐照数据记录组序i参考辐射相关参数约定值C;/mSv备注123:剂量计指示值记录组序i123456789剂量计1剂量计2剂量计3:备注检定证书内页格式检定证书内页至少应包括下列信息：a)所用计量标准的名称、计量标准考核证书号和有效期b)检定时所使用的参考辐射和相关参数c)检定时的环境条件d)检定结果e)本次检定的类型(首次检定、后续检定或使用中检查)f)热释光剂量测量系统类型[个人剂量当量H,(10)或H,(0.07)、周围剂量当量H*(10)]1)非线性响应(给出检定时的剂量当量值范围);2)变异系数(给出检定时的剂量当量值范围);3)相对误差(给出检定时的剂量当量值范围);4)能量响应；5)量值检验。JJG593—2016附录C结果通知书内页格式结果通知书内页至少应包括下列信息：a)所用计量标准的名称、计量标准考核证书号和有效期b)检定时所使用的参考辐射和相关参数c)检定时的环境条件d)检定结果e)本次检定的类型(首次检定、后续检定或使用中检查)f)热释光剂量测量系统类型[个人剂量当量H,(10)或H,(0.07)、周围剂量当量H*(10)]1)线性响应(给出检定时的剂量当量值范围);2)变异系数(给出检定时的剂量当量值范围);3)相对误差(给出检定时的剂量当量值范围);4)能量响应；5)量值检验。其中，的检定结果不符合检定规程的技术要求(该项目的技术要求为 ),故判定为检定不合格。附录D空气比释动能到剂量当量的转换系数个人热释光剂量系统应以人体组织内深度d=0.07mm或深度d=10mm处的剂量当量进行检定，此时个人剂量当量可写为H,(0.07)或为H,(10)。照射时应将剂量计放置于体模表面，且将剂量计的参考点放置在检验点上。制造商应给出剂量仪的参考点和参考方向。参考点应在剂量计的外表标明。如果不能实现，应在剂量计的附带文件中说明。所有辐射源至剂量计的距离均认为是辐射源至剂量计参考点的距离。如被检定剂量计无参考点或参考方向的资料，应由检定实验室确定，并在检定证书中说明。用能量在0.03MeV～1.5MeV之间的光子辐照，当光子辐射源是以无受照体存在时处于电子平衡条件下的空气比释动能K。进行校准，且剂量计是被放置于体模表面进行照射，那么剂量当量的约定值，可由空气中同一点的空气比释动能约定值转换获得，即：H,(0.07)=hp,k(0.07)×K。H,(10)=h,,k(10)×K.是针对两种深度的转换系数。表D.1给出平板体模中空气比释动能到剂量当量的转换系数h,,k(0.07)和h,,x(10)的推荐值。各辐射条件之间的中间值可用内插法获得。这些数据取自GB/T12162.3—2004。环境监测热释光剂量测量系统应以周围剂量当量H*(10)进行检定。在照射时，将剂量计的参考点放置在检验点上。周围剂量当量H*(10)的约定值，可由空气中同一点的空气比释动能约定值转换获得，即：H*(10)=hk(10)×K。表D.2给出参考辐射空气比释动能到周围剂量当量转换系数hk(10)/Sv·Gy-1的推荐值。参考辐射辐射质适用距离/mh₂.k(0.07)/Sv·Gy-1h,k(10)/Sv·Gy-(窄谱)N-40N-60N-80N-100N-120N-150N-200N-250N-300γ辐射S-AmS-CsS-Co 参考辐射平均能量E/keV适用距离/mhx(10)/Sv·Gy-1N-40N-60N-80N-100N-120N-150N-200N-250N-300S-AmS-CsS-CoX参考辐射的特性和产生条件E.1过滤X参考辐射的特性以及产生这些辐射所使用的高压和过滤条件列于表E.1。表中的管电压是在负载条件下测得的，附加过滤和固有过滤组成总过滤。对于12keV、16keV、20keV和24keV这四个平均能量最低的辐射，固有过滤由推荐的射线管固有过滤1mmBe(也可以使用其他值)构成。对于其他能量的辐射，固有过滤在40keV条件以上时调整到4mmAl。半值层是在聚焦斑1m处测量的。检定实验室应通过测谱法或半值层法证实所使用的过滤X辐射质与表E.1的一致性。平均能量keV分辨力%管电压附加过滤/mm第一半值层第二半值层PbAl0000.14Al0.16Al0000.32Al0.37Al0000.66Al0.73A10004.0000.2100.084Cu0.091Cu0000000000000004.05Cu0000E.2荧光X参考辐射(见表E.2)是某些材料发出的K荧光辐射。作为一级近似，其谱线是由K。给出的。利用K吸收介于K和K。之间的次级过滤器，可使K。的贡献小到忽略不计。有两组可供选择的荧光X参考辐射，第一组由序号1～10的10种辐射组成，第二组已含序号11～15和8～10种的8种辐射。表E.2荧光X参考辐射序号理论能量辐射体管电压/kV总初级过滤次级过滤元素推荐的化学形态质量厚度g·cm-2最小质量厚度g·cm-2化学形态面质量厚度g·cm-219.89锗GeO₂0.180A10.135GdO0.0202锆0.180Al0.27SrCO₃0.0533镉0.150A10.27Ag0.0534铯CsSO₄0.190A10.27TeO₂0.132540.1钐Sm₂O₃0.175A10.27CeO₂0.195649.1铒Er₂O₃0.230A10.27Gd₂O₃0.2637钨W0.600Al0.27Yb₂O₃0.358868.8金Au0.600A10.27W0.4339铅Pb0.700Al0.27Au0.47698.4铀U0.800Al0.270.476钼Mo0.150A10.270.035锡0.150A10.27Ag0.071钕Nd0.150A10.270.13249.1铒0.200A10.270.233钨W0.600A10.27Yb0.322附录F置信区间如果指示值的随机不确定度在该指示值允许偏差中占有显著份额，则必须考虑以多次测量方法处理随机不确定度。测量次数或样品多少应当这样选择：在95%的置信水平下(指示值的扩展不确定度U),平均值z的置信区间位于允许的指示值变化范围之内(该项目检定通过，如图F.1中△点)或位于允许的指示值变化范围以外(该项目检定不通过，如图F.1中○点)。如果允许的变化限值之一x。或x₁位于置信区间之内(如图F.1中■点和□点),则必须增加测量次数或增加样品数量以减少置信区间的宽度2U,使达到上述两种情况之一，以便明确判断检定是否通过。土Xu允许误差上限允许误差下限图F.1置信区间如果平