《中华人民共和国放射性污染防治法》的发布和中央编办《关于放射源安全监管部门职责分工的通知》的出台, 进一步确立了环保部门对放射性污染防治实行统一监督管理的体制, 江苏省对核与辐射安全监管工作实行二级审批四级管理的新模式。2005年起, 各省辖市及市县环保部门加大投入, 建立了专门的管理机构, 购置仪器设备并配备监测人员, 大部分省辖市均具备了环境γ辐射剂量率监测的能力。为加强江苏省辐射环境监测质量保证工作, 检验和提高辐射环境监测的能力和水平, 实施辐射环境监测质量保证计划, 江苏省辐射环境监测管理站于2006年3月15日~3月17日在连云港市组织了全省γ辐射剂量率测量比对。参加全省γ辐射剂量率测量比对的单位有:南京、苏州、无锡、南通、泰州、宿迁、淮安、盐城、连云港、徐州十个省辖市环保局、江苏省辐射站、江阴市环科所和田湾核电站辐射监测站。

1 比对方案

全省辐射环境监测网络γ辐射剂量率测量比对是辐射环境监测质量保证的重要措施, 通过比对, 可以反映各单位监测仪表的性能、人员的素质以及执行标准的规范程度, 使辐射环境监测结果的量值达到计量值可追溯的要求。

因此, 环境辐射剂量率测量比对, 必须选择好不同辐射水平和不同辐射能量组成的监测点位, 通过比对分析, 客观反映不同仪器类型的特性及比对仪器的全面性能, 同时, 也有助于充分提高仪器测量的准确性。本次比对事先制定了《江苏省环境γ剂量率测量比对实施细则》, 根据实施细则的要求, 对连云港市境内的不同辐射场进行了现场踏勘、筛选, 最终确定了5个比对测量点位。

1.1 宇宙射线测量点

连云港市石梁河水库水面, 距连云港市区50k m。该水库海拔高度38 m, 湖水深度10~20 m, 水面输运工具为玻璃钢船, 比对测量点的经纬度为N 34。40′ 24.6″ E 118。50′ 51.4″, 比对时天气为晴天, 环境温度23℃, 湿度33%, 风向西, 风速2.7m/s。

1.2 原野测量点

石梁河水库附近的麦田, 测量点周围空旷。原野测量点的海拔高度为29 m, 经纬度:N 34。45′ 5.1″ E 118。50′ 46.7″, 天气为晴天, 比对时环境温度21℃, 湿度26%, 风向西, 风速2.4m/s。

1.3 室内测量点

连云港市凯莱宾馆六楼会议室, 其地面为大理石。室内测量点的海拔高度为20 m, 经纬度: N34。35′ 28.4″, E 119。117′ 17.1″, 天气为晴天。测量点位选择在会议室的中央, 测点范围2 m×2m, 比对时环境温度22℃, 湿度30%。

1.4 高剂量率测量点

东海稀土厂废渣晾晒场。测量点的海拔高度为12m, 经纬度:N 34。40′ 1.9″ E 118。51′ 51.4″, 天气为晴天, 比对时环境温度26℃, 湿度17%, 风向西, 风速2.0m/s。

1.5 连云港连续监测哨测量点

连云港辐射环境监测管理站大楼楼顶设有田湾核电站新浦区γ剂量率连续监测哨点。该测量点的海拔高度为23 m, 经纬度:N34。35′ 17.2″ E 119。10′ 33.8″, 天气为晴天, 比对时环境温度17℃, 湿度32%, 风向南, 风速2.6m/s。

2 比对影响因素及数据分析 2.1 地磁纬度和海拔高度对宇宙射线的影响

(1) 地磁纬度(λ m)的修正sinλm=sinλcos11.7°+ cosλsin11.7°cos (ψ-291°)

式中:λ——地理纬度; ψ——地理经度。

因测量比对点位的地磁纬度差别小于1°N, 可忽略λm差别对测量结果的影响。

(2) 宇宙射线的修正参数计算公式如下:

式中:DC——测点处宇宙射线剂量率; DC.W——水面处宇宙射线剂量率; h——测点处的海拔高度; hw——水面处的海拔高度。

本次比对点位的最高海拔高度为石梁河水库38m, 最低为东海稀土厂12m, 根据公式计算, 宇宙射线若不进行海拔高度修正, 给测量结果带来的误差小于0.4%。因此, 本次测量比对不必进行海拔高度修正。

2.2 比对数据统计结果和评价

本次比对鉴于测量数据的分散性, 决定采用《能力验证结果的统计处理和能力评价指南(试用)》(CNA L/AG 03:2003)中推荐的稳健Z比分数法进行评价。简单的稳健Z比分数(用Z表示)为:

其中:X——参加比对单位的测量结果; M——中位值; 0.7413 ×IQR——标准IQR值

中位值是一组数据的中间值, 即有一半的结果高于它, 一半的结果低于它, 本次比对按照实际测量结果, 如果N是奇数, 那么中位值是一个单一的中心值, 即X[(N+1)/2];如果N是偶数, 那么中位值是两个中心值的平均, 即是(X[N/2]+ X[(N/2)+1])/2。

标准I QR是一个结果变异性的量度。它等同于四分位间距(I QR)乘以一个因子(0.7413), 使其与一个标准偏差相类似。四分位间距是低四分位数值和高四分位数值的差值。低四分位数值(Q 1)是低于结果的四分之一处的最近的值, 高四分位(Q3)是高于结果四分之三处的最近的值。在大多数情况下Q1和Q3是通过数据值之间的内插法获得的。IQR=Q3- Q1, 标准I QR=IQR×0.7413。

数值的统计判定:一般将Z比分数分为:

∣ Z∣ ≤ 2        满意结果

2＜∣ Z∣＜3        有问题

∣ Z∣ ≥ 3        不满意或离群的结果

3 比对结果

参加比对的13个实验室共31台仪器测量结果和Z值评价结果列于表 1。

本次比对的31台仪器, 根据探测器类型可分为:高气压电离室2台, 闪烁体23台, G-M计数管6台, 按照型号分类, 仪器评价结果列于表 2中。

比对结果总结如下:

(1) 闪烁仪表对于低剂量率高能宇宙射线(石梁河水库水面)响应比高压电离室低, GM管仪表响应值最高, 远高于闪烁仪表和高压电离室。

(2) 闪烁仪表、高压电离室对于室内、原野、高剂量率等测点响应值较好, 但GM管仪器数据出现离群情况较为普遍。GM管仪器多数用于巡测, 由于仪器用途不同, 在进行环境本底监测时响应很差, 应当慎用。

(3) 由各比对仪器的∣ Z∣值的平均值可看出, 高气压电离室所测数据最好, 性能稳定可靠; 闪烁型仪器所测数据较为满意, 仪器操作方便, 但国产和进口不同型号仪器对高剂量率点的响应有所差别, 尚需进一步观察。

4 存在问题及建议 4.1 存在问题

(1) 环境γ剂量率计算比较复杂, 本次比对过程中虽邀请专家进行仪器使用原理、计算方法的介绍, 但因有些单位刚刚开展监测, 初学者尚不能正确运用计算公式, 出现没乘校正因子、室内宇响扣除时没乘宇响因子0.8等错误。所有上报数据均经比对技术组一一校核汇总完成。

(2) 有些仪器未检定或未加源检查, 刻度因子和效率因子未作修正, 均取1.0, 其影响未能消除。

4.2 建议

(1) 在以后开展的比对中, 刻度因子和效率因子应做修正, 检验源的响应值偏差(绝对值)在0~15%之间, 其测量数据也需做修正。

(2) 各市站应加强宇宙射线的测量工作, 新购置的仪器设备应及时测量宇响, 上报监测数据时应扣除宇宙射线的贡献, 以便数据汇总分析。

(3) 比对工作应形成制度, 定期进行。这对于提高我省辐射监测人员技术水平, 检验仪器的可靠性, 加强各单位的测量和分析数据的能力, 具有显著的促进作用。