體源法校準(zhǔn)環(huán)境X、γ劑量率儀結(jié)果不確定度評(píng)定

張長(zhǎng)興　管少斌　劉姍姍

摘 要：基于環(huán)境X、γ劑量率儀（簡(jiǎn)稱劑量率儀）在環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的重要性，結(jié)合采用環(huán)境電離輻射體源（簡(jiǎn)稱體源）法校準(zhǔn)劑量率儀的原理和在實(shí)際測(cè)量工作中使用情況，對(duì)劑量率儀的校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性的影響因素進(jìn)行了深入的分析，結(jié)果表明影響因素主要有幾何修正、散射影響、體源標(biāo)準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)量值、能量響應(yīng)及統(tǒng)計(jì)漲落等，最后根據(jù)數(shù)學(xué)模型與影響因素評(píng)定了劑量率儀校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度。

關(guān)鍵詞：體源法 劑量率儀 不確定度

中圖分類號(hào)：T1L8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

環(huán)境X、γ劑量率儀普遍用于環(huán)境輻射本底監(jiān)測(cè)（包括建材與居室放射性水平測(cè)量）、核技術(shù)利用場(chǎng)所監(jiān)測(cè)、放射性物質(zhì)丟失的尋測(cè)、核與輻射應(yīng)急響應(yīng)監(jiān)測(cè)等，由此可見劑量率儀其校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的發(fā)展、關(guān)系到人們身體健康及生命安全等至關(guān)重要的問題，因此有必要對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響因素進(jìn)行深入的分析。

在我國(guó)環(huán)境X、γ劑量率儀的校準(zhǔn)可分為點(diǎn)源法和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)推薦使用的環(huán)境電離輻射體源法?，F(xiàn)如今絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)劑量率儀的采用點(diǎn)源標(biāo)準(zhǔn)（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的對(duì)象是采用體源法校準(zhǔn)環(huán)境X、γ劑量率儀校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析評(píng)定。

1 校準(zhǔn)方法

標(biāo)準(zhǔn)裝置：環(huán)境電離輻射體源幾何形狀為圓柱體，直徑2.2 m，高0.6 m，表面積3.8 m2。采用鈾礦粉、釷礦粉、鉀礦粉及其混合物與石英砂、硅酸鹽等筑造的混凝土結(jié)構(gòu)，重約5 t。有純鈾、純釷、純鉀、本底、鈾釷鉀混合五類共12個(gè)，其中之一的鈾模型體源實(shí)物見圖1，體源技術(shù)性能指標(biāo)見表1。

測(cè)量對(duì)象：環(huán)境監(jiān)測(cè)用X、γ劑量率儀，其輸出量值為空氣比釋動(dòng)能率，探測(cè)器晶體多為碘化鈉（NaI）、鍺酸鉍（BGO）、塑料閃爍體等，能量閾下限一般為為0.4 MeV，上限為3.0 MeV左右。本次實(shí)驗(yàn)采用的儀器為加拿大Explore公司生產(chǎn)的GR130型環(huán)境劑量率儀，探測(cè)器晶體為鍺酸鉍類型。

測(cè)量方法：在規(guī)定的環(huán)境條件下[1]，將待校準(zhǔn)的劑量率儀的探測(cè)器置于體源表面中心點(diǎn)，記錄儀器在各個(gè)體源上的響應(yīng)（空氣比釋動(dòng)能率）值，連續(xù)測(cè)量10次，取平均值作為測(cè)量結(jié)果。以體源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空氣比釋動(dòng)能率的標(biāo)稱值為縱坐標(biāo)，測(cè)量結(jié)果為橫坐標(biāo)，采用最小二乘法擬合，計(jì)算出儀器的校準(zhǔn)因子，最后在驗(yàn)證體源（YM1）上計(jì)算儀器的空氣比釋動(dòng)能率示值誤差。

2 數(shù)學(xué)模型

5 結(jié)語

根據(jù)JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》規(guī)范的要求，在最優(yōu)化的校準(zhǔn)環(huán)境條件下使用技術(shù)性能最優(yōu)的劑量率儀，計(jì)算出采用體源校準(zhǔn)X、γ劑量率儀的結(jié)果不確定度為10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

參考文獻(xiàn)

[1] JJG（核工）020-1998，輕便γ總量閃爍輻射儀檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)核工業(yè)總公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].北京：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2011.

[3] 張積運(yùn).建立環(huán)境電離輻射體源標(biāo)準(zhǔn)[M].石家莊：核工業(yè)航測(cè)遙感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.電離輻射計(jì)量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint

摘 要：基于環(huán)境X、γ劑量率儀（簡(jiǎn)稱劑量率儀）在環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的重要性，結(jié)合采用環(huán)境電離輻射體源（簡(jiǎn)稱體源）法校準(zhǔn)劑量率儀的原理和在實(shí)際測(cè)量工作中使用情況，對(duì)劑量率儀的校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性的影響因素進(jìn)行了深入的分析，結(jié)果表明影響因素主要有幾何修正、散射影響、體源標(biāo)準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)量值、能量響應(yīng)及統(tǒng)計(jì)漲落等，最后根據(jù)數(shù)學(xué)模型與影響因素評(píng)定了劑量率儀校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度。

關(guān)鍵詞：體源法 劑量率儀 不確定度

中圖分類號(hào)：T1L8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

環(huán)境X、γ劑量率儀普遍用于環(huán)境輻射本底監(jiān)測(cè)（包括建材與居室放射性水平測(cè)量）、核技術(shù)利用場(chǎng)所監(jiān)測(cè)、放射性物質(zhì)丟失的尋測(cè)、核與輻射應(yīng)急響應(yīng)監(jiān)測(cè)等，由此可見劑量率儀其校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的發(fā)展、關(guān)系到人們身體健康及生命安全等至關(guān)重要的問題，因此有必要對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響因素進(jìn)行深入的分析。

在我國(guó)環(huán)境X、γ劑量率儀的校準(zhǔn)可分為點(diǎn)源法和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)推薦使用的環(huán)境電離輻射體源法?，F(xiàn)如今絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)劑量率儀的采用點(diǎn)源標(biāo)準(zhǔn)（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的對(duì)象是采用體源法校準(zhǔn)環(huán)境X、γ劑量率儀校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析評(píng)定。

1 校準(zhǔn)方法

標(biāo)準(zhǔn)裝置：環(huán)境電離輻射體源幾何形狀為圓柱體，直徑2.2 m，高0.6 m，表面積3.8 m2。采用鈾礦粉、釷礦粉、鉀礦粉及其混合物與石英砂、硅酸鹽等筑造的混凝土結(jié)構(gòu)，重約5 t。有純鈾、純釷、純鉀、本底、鈾釷鉀混合五類共12個(gè)，其中之一的鈾模型體源實(shí)物見圖1，體源技術(shù)性能指標(biāo)見表1。

測(cè)量對(duì)象：環(huán)境監(jiān)測(cè)用X、γ劑量率儀，其輸出量值為空氣比釋動(dòng)能率，探測(cè)器晶體多為碘化鈉（NaI）、鍺酸鉍（BGO）、塑料閃爍體等，能量閾下限一般為為0.4 MeV，上限為3.0 MeV左右。本次實(shí)驗(yàn)采用的儀器為加拿大Explore公司生產(chǎn)的GR130型環(huán)境劑量率儀，探測(cè)器晶體為鍺酸鉍類型。

測(cè)量方法：在規(guī)定的環(huán)境條件下[1]，將待校準(zhǔn)的劑量率儀的探測(cè)器置于體源表面中心點(diǎn)，記錄儀器在各個(gè)體源上的響應(yīng)（空氣比釋動(dòng)能率）值，連續(xù)測(cè)量10次，取平均值作為測(cè)量結(jié)果。以體源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空氣比釋動(dòng)能率的標(biāo)稱值為縱坐標(biāo)，測(cè)量結(jié)果為橫坐標(biāo)，采用最小二乘法擬合，計(jì)算出儀器的校準(zhǔn)因子，最后在驗(yàn)證體源（YM1）上計(jì)算儀器的空氣比釋動(dòng)能率示值誤差。

2 數(shù)學(xué)模型

5 結(jié)語

根據(jù)JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》規(guī)范的要求，在最優(yōu)化的校準(zhǔn)環(huán)境條件下使用技術(shù)性能最優(yōu)的劑量率儀，計(jì)算出采用體源校準(zhǔn)X、γ劑量率儀的結(jié)果不確定度為10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

參考文獻(xiàn)

[1] JJG（核工）020-1998，輕便γ總量閃爍輻射儀檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)核工業(yè)總公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].北京：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2011.

[3] 張積運(yùn).建立環(huán)境電離輻射體源標(biāo)準(zhǔn)[M].石家莊：核工業(yè)航測(cè)遙感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.電離輻射計(jì)量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint

摘 要：基于環(huán)境X、γ劑量率儀（簡(jiǎn)稱劑量率儀）在環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的重要性，結(jié)合采用環(huán)境電離輻射體源（簡(jiǎn)稱體源）法校準(zhǔn)劑量率儀的原理和在實(shí)際測(cè)量工作中使用情況，對(duì)劑量率儀的校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性的影響因素進(jìn)行了深入的分析，結(jié)果表明影響因素主要有幾何修正、散射影響、體源標(biāo)準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)量值、能量響應(yīng)及統(tǒng)計(jì)漲落等，最后根據(jù)數(shù)學(xué)模型與影響因素評(píng)定了劑量率儀校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度。

關(guān)鍵詞：體源法 劑量率儀 不確定度

中圖分類號(hào)：T1L8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

環(huán)境X、γ劑量率儀普遍用于環(huán)境輻射本底監(jiān)測(cè)（包括建材與居室放射性水平測(cè)量）、核技術(shù)利用場(chǎng)所監(jiān)測(cè)、放射性物質(zhì)丟失的尋測(cè)、核與輻射應(yīng)急響應(yīng)監(jiān)測(cè)等，由此可見劑量率儀其校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的發(fā)展、關(guān)系到人們身體健康及生命安全等至關(guān)重要的問題，因此有必要對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響因素進(jìn)行深入的分析。

在我國(guó)環(huán)境X、γ劑量率儀的校準(zhǔn)可分為點(diǎn)源法和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)推薦使用的環(huán)境電離輻射體源法。現(xiàn)如今絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)劑量率儀的采用點(diǎn)源標(biāo)準(zhǔn)（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的對(duì)象是采用體源法校準(zhǔn)環(huán)境X、γ劑量率儀校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析評(píng)定。

1 校準(zhǔn)方法

標(biāo)準(zhǔn)裝置：環(huán)境電離輻射體源幾何形狀為圓柱體，直徑2.2 m，高0.6 m，表面積3.8 m2。采用鈾礦粉、釷礦粉、鉀礦粉及其混合物與石英砂、硅酸鹽等筑造的混凝土結(jié)構(gòu)，重約5 t。有純鈾、純釷、純鉀、本底、鈾釷鉀混合五類共12個(gè)，其中之一的鈾模型體源實(shí)物見圖1，體源技術(shù)性能指標(biāo)見表1。

測(cè)量對(duì)象：環(huán)境監(jiān)測(cè)用X、γ劑量率儀，其輸出量值為空氣比釋動(dòng)能率，探測(cè)器晶體多為碘化鈉（NaI）、鍺酸鉍（BGO）、塑料閃爍體等，能量閾下限一般為為0.4 MeV，上限為3.0 MeV左右。本次實(shí)驗(yàn)采用的儀器為加拿大Explore公司生產(chǎn)的GR130型環(huán)境劑量率儀，探測(cè)器晶體為鍺酸鉍類型。

測(cè)量方法：在規(guī)定的環(huán)境條件下[1]，將待校準(zhǔn)的劑量率儀的探測(cè)器置于體源表面中心點(diǎn)，記錄儀器在各個(gè)體源上的響應(yīng)（空氣比釋動(dòng)能率）值，連續(xù)測(cè)量10次，取平均值作為測(cè)量結(jié)果。以體源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空氣比釋動(dòng)能率的標(biāo)稱值為縱坐標(biāo)，測(cè)量結(jié)果為橫坐標(biāo)，采用最小二乘法擬合，計(jì)算出儀器的校準(zhǔn)因子，最后在驗(yàn)證體源（YM1）上計(jì)算儀器的空氣比釋動(dòng)能率示值誤差。

2 數(shù)學(xué)模型

5 結(jié)語

根據(jù)JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》規(guī)范的要求，在最優(yōu)化的校準(zhǔn)環(huán)境條件下使用技術(shù)性能最優(yōu)的劑量率儀，計(jì)算出采用體源校準(zhǔn)X、γ劑量率儀的結(jié)果不確定度為10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

參考文獻(xiàn)

[1] JJG（核工）020-1998，輕便γ總量閃爍輻射儀檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)核工業(yè)總公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].北京：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2011.

[3] 張積運(yùn).建立環(huán)境電離輻射體源標(biāo)準(zhǔn)[M].石家莊：核工業(yè)航測(cè)遙感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.電離輻射計(jì)量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint