濟南市環(huán)境中X-γ 輻射累積劑量測定和瞬時劑量值比對研究

夏 冰，葛 婷，田 坤

（山東省核與輻射安全監(jiān)測中心，山東 濟南 250117）

熱釋光探測器受射線照射時能儲存部分輻射能。它被加熱時，這部分能量以發(fā)光的形式放出。物質的這種特性稱為輻射熱釋光或熱釋光。熱釋光強度隨加熱條件而變化，兩者之間的函數(shù)關系稱發(fā)光曲線。某段區(qū)間內(nèi)發(fā)光曲線下的面積，即該段區(qū)間內(nèi)總熱釋光量子數(shù)，與被測熱釋光元件在輻射場中的吸收劑量成線性關系。利用該特性來測定在環(huán)境中布放期間的累積劑量，評價該點的輻射水平。

1 材料與方法

1.1 儀器設備

γ 輻射累積劑量監(jiān)測和γ 射線劑量值的監(jiān)測用儀器設備見表1。其中，由美國熱電生產(chǎn)的RSS131型高氣壓電離室傳感器位于百葉箱中，安裝在距地面1 m。

表1 測量系統(tǒng)組成及性能指標

1.2 累積劑量材料

熱釋光劑量計[thermoluminescence dosimeter，簡稱TLD，材料為LiF（Mg、Cu、P），Φ4.5×0.8 mm]。

1.3 累積劑量布點原則

熱釋光劑量計的現(xiàn)場放置地點要選擇得盡量能代表總的被測環(huán)境，合格的地點應是物理上是均勻的、空曠的地區(qū)，不受鄰近建筑物的屏蔽，放置時，盡可能把熱釋光劑量計掛在離地面1.0～1.8 m 的高度，應較多地考慮有利于合理提高回收率。熱釋光劑量計盡可能遠離可引起輻射入射方向反?；蚋蓴_輻射場的高大密集的物體；合適的懸掛方法是把熱釋光劑量計放在特制的收集箱內(nèi)，收集箱保持良好通風，所用材料應質量輕和含放射性雜質光，劑量計也可掛在鐵柵欄、小樹或輕質木柱上。

1.4 高氣壓電離室準備工作

使用前先通過配置的專用充電器對儀器充分充電，并檢查電纜線及三腳架是否完好正常。

1.5 高氣壓電離室儀器安裝

1）把RSS—131 牢固固定在三腳架，調節(jié)三腳架使探頭中間位置與地面約1.5 m 高度。若與固定放置的儀器比對，則需把三腳架調整到與比對儀器所處的幾何條件保持一致。

2）把專用電纜線圓插頭端（8 腳）插入RSS—131 COM2 端口并往右旋轉固定。

3）把專用電纜線雙排插頭端（9 腳）插入手提電腦端口。

2 標準依據(jù)

《個人和環(huán)境監(jiān)測用熱釋光劑量測量系統(tǒng)》（GB/T10264—2014）；

《環(huán)境地表γ 輻射劑量率測量規(guī)范》（GB/T 14583—1993）。

3 監(jiān)測比對方法

將預備好的劑量片進行退火處理，在每個劑量計內(nèi)裝入同數(shù)退火處理好的劑量片，并布放于自動站高壓電離室百葉箱內(nèi)的空氣探測器有效位置的水平角度上[4]，布放時間通常為一季度，在布放完成后再返回至實驗室進行分析計算，最后再按照實際的布放時間長計算出空氣吸收劑量數(shù)。實驗室儀器檢定合格并處于有效期內(nèi)，短期穩(wěn)定性及長期可靠性均滿足要求。濟南經(jīng)十路自動站的高壓電離室，設在山東城市建設職業(yè)學院（燕山校區(qū)）樓頂，安全性較好，能實時連續(xù)計算氣體吸收劑量值，以計算各季節(jié)劑量率的平均數(shù)為季度平均值。

選取濟南經(jīng)十路站同一季度時間內(nèi)的累積劑量和自動站瞬時劑量的結果（表2）進行比對，對于有不確定度的測量結果，按En值[式（1）]進行評定，如果En值評定結果小于1，則表示無顯著性差異，En值評定結果大于1，則表示存在顯著性差異。

表2 高壓電離室空氣吸收劑量率和x-γ 輻射累積劑量率測試結果

式中：X高是高壓電離室量測的空氣吸收劑量值；XTLD是按累計劑量所檢測到的空氣吸收劑量值；U高是高氣壓電離室量測的不確定度值（U高=10%）；UTLD是累計劑量的不確定度值（UTLD=15%）。經(jīng)計算，連續(xù)兩年內(nèi)濟南經(jīng)十路站的高壓電離室氣體吸收劑量值范圍為66.1～67.7 nGy/h，γ 高累積劑量值范圍為61.1～68.8 nGy/h，值范圍為0.11～0.45。

4 質量控制

按照《環(huán)境γ 輻射劑量率測量技術規(guī)范》（HJ 1157—2021)規(guī)定，高壓電離室定期在室內(nèi)外穩(wěn)定輻射場測量，每月至少1 次，繪制穩(wěn)定輻射場測量值質控圖，每臺儀器質控圖至少應累積正常工作條件下20 個以上測量值（以下質控圖的繪制與此規(guī)定同）。每年用校驗源（可釆用全國輻射環(huán)境監(jiān)測標準物質配置項目統(tǒng)一配置的放射源）至少進行1 次期間核查，期間核查方法見《輻射環(huán)境空氣自動監(jiān)測站空氣吸收劑量率儀期間核查實施細則（試行）（國環(huán)輻〔2019〕18 號）。對于熱釋光劑量儀，熱釋光探測器更換時，應按照《個人和環(huán)境監(jiān)測用熱釋光劑量測量系統(tǒng)》（GB/T 10264—2014）條款9.2 和9.3 的規(guī)定，進行變異系數(shù)和非線性響應實驗。按照《個人和環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射熱釋光劑量測量系統(tǒng)》（JJG593—2016）量值檢驗的規(guī)定，定期測定指定劑量（1～10 mGy 或H*（10）1～10 mSv）輻照的熱釋光探測器，每年至少1 次，與指定劑量的相對誤差應不大于10%。每個累積劑量監(jiān)測點至少采用4 個熱釋光探測器，為減少讀數(shù)的不確定度，可增加熱釋光探測器個數(shù)。并且按規(guī)定進行期間核查。

5 結論

同一年濟南經(jīng)十路站的自然γ 放射性累積劑量值和高壓電離室氣體吸收劑量值的測定結果一致，均位于《山東省環(huán)境天然放射性水平調查研究報告》（1989 年）中的濟南市環(huán)境天然γ 輻射劑量值范圍以內(nèi)；范圍和|En| 范圍均為0.11～0.45 之間，＜1，則表示沒有明確的差異，這也就在某種意義上說明了累積劑量監(jiān)測裝置和瞬時劑量監(jiān)測儀器，這二種不同原理的劑量監(jiān)測儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。