1995年应Richard V.教授和Hirayuki Murakami教授联合邀请, 我所参加了由国际原子能机构(IAEA)地区合作协定(RCA)组织的光子个人剂量监测第二次国际比对。并获得了比较满意的结果, 从中也得到了有用的数据资料和其他不少收益。本文报告这次比对的有关情况和我们的比对结果。

1 读出器和剂量计

参加本次国际比对, 用FJ-377型读出器进行测读, 由GR-200型Li F(Mg、Cu、P)园片探测器和自行开发研制的有补偿的佩戴盒组成鉴别式个人剂量计。剂量计包括三组探测器, 一组为无金属片过滤, 另一组为薄金属片轻过滤, 第三组为较厚金属片重过滤, 利用前两组探测器的照后读数判别较低能量的光子的平均能量。利用前一组和第三组探测器的照后读数判别较高能量的光子的平均能量。单用第一组读数或用三组探测器读数共同测定受照剂量。利用FJ-411型退火炉对热释光探测器进行退火。全套系统均为国内产品。按照比对方案的要求, 准备好30个剂量计, 于1995年9月上旬邮寄给日本原子能研究所(TAERI)。这30个剂量计中的18个用于比对照射, 6个作为对照, 6个作为备用。在准备上述30个剂量计的同时, 一起准备出与上述同批的14个剂量计作为定度剂量计(平时放于铅室内), 并与比对剂量计照射日期大致相同的时间, 对定度剂量计进行定度照射, 待比对剂量计寄回后(1995年12月下旬), 44个剂量计被交错读出。

2 剂量计的定度

由于比对方案规定所有比对照射均在ISO-4037标准推荐的平板充水体模上进行, 故我们的个人剂量计定度也在这样的体模上照射, 剂量计的参考点距参考源的中心点(照射距离)为1.5m。光子辐射场为22KeV (宽谱)~230keV (窄谱)的X线和¹³⁷Cs、⁶⁰Co γ射线。定度照射在本所次级标准剂量学实际室(SSDL)进行。图 1为参加本次比对使用的光子能量定度曲线, 图 2为剂量定度曲线。由比对剂量计的读数, 利用图 1可判定照射光子的平均能量, 利用图 2可给出空气比释动能(Ka)。再根据比对方案提供的Ka~Hp (d)的转换系数(Sv/Gy) (为光子能量的函数), 便可得到相应的Hp(0.07)和Hp(10)。

3 比对结果

表 1为比对照射的实验室、剂量当量约定真值及其辐射品质。对于γ射线的Hp(0.07)值, 是假定其转换系数(ISO-4037)与Hp (10)的转换系数相等而暂时得到的剂量当量值。括号中的能量值是每个辐射器质的平均能量值。

表 2为本实验室个人剂量计在比对中得到的评定值。由空气比释动能Ka到Hp(0.07)和Hp(10)的转换系数采用IAEA/RCA比对方案推荐的值(Grosswendt 1991; ICRU Report 47)。由表可知, 能量评定值与约定真值基本一致, 其偏差范围为0 ~5.97%。前4组的剂量偏差范围为0~7.47%, 第5组的Hp(0.07)偏差约为29%, 第6组的偏差约为15%。

由于比对组织者提供约定真值时最后采用了ISO-4037的转换系数, 故本文也用相应的转换系数进行了计算。由于其他各组的方案推荐转换系数与ISO-4037都很接近。故各组得到的Hp(0.07)和Hp(10)与表 2值也很接近(本表未列出), 唯有第5组的Hp(10)转换系数二者差别较大, 因此, 用ISO-4037转换系数得到的第5组的Hp(10)(表 2中括号内所列)与原值相差较大。这样, 第5组的Hp (0.07)和Hp(10)的评定值与其约定真值的偏差均约为-29%, 这种较大的偏差是由剂量的定度造成的。众所周知, 到目前为止, 国家并没有低能X线(如~20keV)的剂量基准。在20keV时SSDL的剂量定度因子是通过外推得到的, 这也是偏差较大的一个原因。从图 2中SSDL与IAEA/RCA的剂量定度曲线之差别也不难看出这个问题。

4 结束语 4.1

从本实验室的比对结果看, 我们的热释光个人剂量测量系统基本上是可靠的, 剂量计的补偿方法是可行的, 已初步具备利用ICRV实用量进行光子个人剂量监测的能力。

4.2

通过参加比对, 使我们有机会利用符合ISO-4037标准要求的6个光子辐射品质对我们的热释光个人剂量测量系统进行一次定度, 特别是低能X线的剂量定度, 这对我们今后开展光子个人剂量监测和比对都是非常有益的。

4.3

IAEA/RCA个人剂量比对方案提供出由Ka到Hp(d)的转换系数(IC RU第47号报告)是为了使参加者报告的比对数据有可比性, 以免由于各自采用的转换系数的不统一而造成数据之间的差异, 这是合理的, 也是必要的。问题是最后的约定真值又采用了ISD-4037标准中的有关转换系数是没预料到的。在今后的个人剂量比对中, 到底如何事先推荐转换系数, 又能使参加者正确应用这些系数, 是应进一步考虑的问题, 特别是对低能X线的剂量转换。例如对于20keV左右的低能X线, 即使参加者对能量判别基本正确, 但还判别不出是窄谱、宽谱、还是单能X线, 而不同系列的低能X线, 由其空气比释动能Ka到Hp(10)的转换系数是有明显差别的。在今后组织比对中, 为了使参加者的剂量当量评定值之间或与约定真值之间能够有效地比较, 可行的方法之一是预先明确照射光子所属的系列, 以确保参加者对其测量的数据进行有效地转换。即使如此, 也并不失比对的意义, 因为每一系列都有较宽的能量范围和较多的光子能量点, 而且剂量当量的约定真值参加者预先是全然未知的。

4.4

国际辐射单位和测量委员会(ICRU)在其第39号报告中, 对辐射防护推荐了新的实用量, 至今已有11个年头, 在此期间, 不仅对这些量的概念及其如何实施有了进一步的发展, 而且在世界范围内逐渐被采用。在我国国家技术监督局发有的关于“量和单位”的国家标准(1994年7月1日实施)中, 也已采用ICRU推荐的新的实用量。为了在个人剂量监测中加速实施和采用新的实用量, 专业技术人员、国家基准和次级标准机构、仪器生产厂家和用户等, 对新的实用量必须尽快理解和接受; 必须尽快作好技术准备, 包括理顺量值传递体系, 制订相应的技术规范、程序和检定规程, 建立、健全符合ISD-4037标准要求的国家基准和次级标准; 必须对现用的和新设计的仪器的量和单位的改制工作有一个符合国情的统筹安排。在这次国际比对中, 我们得到了不少的收益, 证明国产热释光个人剂量测量系统已基本满足要求, 我们新开发研制的热释光个人剂量计能够有效地判别光子能量和评定光子剂量当量, 而且在低能X线剂量定度方面得到了改进。用ICRU新的实用量进行个人剂量监测已势在必行。

比对中的有关问题曾与李开宝研究员和赵士安副研究员进行过有益的讨论; 所科技处对此项工作给予了大力支持和帮助; 张启欣、魏宗源副研究员参加了部分工作。谨此致谢