反恐及辐射源安全是21世纪辐射防护的几个关键研究领域之一，门式辐射检测仪是反恐、防止放射性物质非法或无意识转运、预防放射源安全事故发生及保护军用核材料的主要仪器，在重要核设施(如核电站、后处理厂)、边境口岸、机场、港口、高速公路、铸造厂、炼钢厂、废料场、废渣填埋场和焚化厂、大型集会场所等出入口大量安装使用。国际标准(IEC、ISO、IAEA、IEEE/ANSI) [1-3]对门式辐射检测仪提出了一系列技术要求和相应的校准/测试方法，包括辐射特性、环境(温度、湿度)特性、电气特性、电磁兼容性、机械特性等。辐射特性包括静态灵敏度(n、γ)、误报警率、动态响应、响应均匀性、本底、过载、NORM抑制能力等，其中一些参数的测试可通过一组规定活度的标准源(²⁴¹Am、⁵⁷Co、¹³⁷Cs、⁶⁰Co、¹³³Ba、²⁵²Cf)完成，而另一些参数(如误报警率、动态响应)的确定，则需要大量的精确控制条件下的统计试验数据，缺少专用校准/测试设备，实际上无法对仪器运行状态和技术参数进行有效、客观、科学的评定。

1 系统组成

门式辐射检测仪校准/测试系统由误报警率校准/测试装置、动态灵敏度校准/测试装置、中央控制台及控制软件、系列标准源组成^{[4, 5]}。

1.1 误报警率校准/测试装置

误报警率是评价门式辐射检测仪的重要指标，是IAEA ITRAP^[6]中门式辐射检测仪性能测试出现较多问题的一项指标。由于检测仪的探测灵敏度与受照射的时间密切相关，且误报警率是大量试验的统计结果，因此误报警率校准/测试的关键是实现1s照射时间的精确控制和误报警率(误报、漏报)的自动测试。校准/测试装置由铝合金机架、铅室、放射源、变频器、直线减速电机、PLC控制器、数显计时器等组成，通过调整参数，照射时间可在1s ~ 10s范围内任意设置。

控制软件的控制时序如图 1。上半部分表示门式辐射检测仪的工作时序，每一个测试周期为70s，其中控制信号使检测仪在前10 s处于目标监测状态，其余60s为本底监测状态，本底监测数据用于报警阈值的动态更新; 下半部分表示测试放射源的工作时序，它应与检测仪的工作时序相配合。在一个测试周期内，首先启动检测仪转入目标测量状态，5s时提出放射源(持续时间1s)，10s时将检测仪由目标测量状态转入本底测量状态，直至70s后下一个测试周期开始。通常测试中选择1s的持续照射时间，它大致相当于被检测目标以规定的最快速度通过门式辐射检测仪灵敏区域的时间。有源出现的测试周期对应于漏报率测试，无源出现的测试周期对应于误报率的测试。

1.2 动态灵敏度校准/测试装置

动态灵敏度测试装置由三部分组成:高速直线定位系统(轨道、同步带、滑块、电机)、控制柜(PLC控制器、驱动器、电源变压器、空气开关)和计算机控制系统(计算机、运动控制卡、控制程序)。动态灵敏度测试装置(见图 2)采用的同步驱动直线定位系统，是一种大负载高速运动的直线运动装置，它采用了模块化设计，直线滚柱滑道，外嵌式滑块，动态性能良好。系统的运动速度连续可调，最高可达到10m/s，不考虑限位时，放射源以10m/s速度匀速运动的行程可达4 m ~ 5m。

控制程序源代码使用VB语言编写，主程序主要有:运动控制卡的设置、窗体大小和位置设置、控件位置和尺寸设置、定义图形控件坐标系、读取用户设置的运动参数、手动运行、自动运行、返回原点。子程序主要有:画速度轨迹子程序、画位移轨迹子程序、限位监视子程序、按键锁定子程序等。

1.3 系列标准源

根据国际标准的要求，选择了规定活度范围内的一组标准源，包括常用的γ源²⁴¹Am、⁵⁷Co(等效HEU)、¹³⁷ Cs、⁶⁰Co、¹³³ Ba(等效²³⁹ Pu) (见表 1)和中子源²⁵² Cf，其活度可溯源至国家标准。可用于门式辐射检测仪对常见放射性物质及核材料监测能力的评价。

2 测试结果 2.1 误报警率校准/测试装置定时照射时间

通过调节变频器的频率，可使照射时间达到设定值，并显示在计时器面板上。利用位置检测开关及示波器，验证1s定时设置的准确性。测试结果见表 2。从验证数据可以看出，定时照射时间在(1 ± 0.02) s之内，可与设置时间很好地符合。

2.2 动态灵敏度校准/测试装置的运动速度

对于动态灵敏度校准/测试装置，在(1 ~ 36) km /h的速度范围，采用两种不同的方法进行验证测试，在小于5km /h速度区域内，采用运动距离和计时方法对速度进行确认，测试结果见表 3。从测试数据可以看出，动态灵敏度校准/测试装置的运动速度在低速段可精确调整设置。在(5 ~ 36) km /h的高速段范围内，如果仍采用距离和计时方法，需要采用专用的电子计时装置，为此使用DS-2002 /C型低速雷达测速仪对装置的设定运动速度进行了验证。虽然该测速仪的标称测量范围为(1.5 ~ 50) km /h，但实际使用发现该测速仪用于速度测量的数据涨落比较大(特别在低速段)，在(5 ~ 36) km /h速度范围内，相对偏差可控制在8%以内。

3 结论

门式辐射检测仪是出入口多层辐射安全防护系统中最重要的一环，对防护系统的有效性起关键作用。为此其校准/测试问题近年来引起国际上普遍重视。自1998年以来，国外一些实验室针对单台RPM的性能评价、校准/测试开展了一些研究工作，重点测试项目集中在误报警率、动态灵敏度等，这方面的代表如IAEA的Seibersdorf研究中心。美国的国土安全部(DHS)授权由国家标准技术研究院(NIST)牵头的四个国家实验室(LANL、ORNL、PNNL、LLNL)分别开展各种类型反恐相关仪器的校准/测试工作，其中NIST、LANL、ORNL、LLNL特别针对门式辐射检测仪，校准检测结果由NIST汇总负责上报DHS。为使动态灵敏度测试的结果更为客观、可靠，准确评价运动源速度对门式辐射检测仪性能的影响，他们都建立了误报警率和动态灵敏度校准/测试装置。IAEA的Seibersdorf研究中心的误报警率校准/测试装置用于1998年IAEA的ITRAP项目中，近年又建立了动态灵敏度校准/测试装置，其速度的精确控制范围为(0 ~ 7.2) km /h，在7.2km /h以上则采用了气动控制方案，速度控制的准确性大大降低。随着工作的进一步深入，近年美国的几个国家实验室(如PNNL、LANL、SNL)又相继建立了室外的大型评价、校准/测试系统，针对不同类型(人员、车辆、大型车辆及火车) RPM，模拟和评价各种实际场景下，不同环境因素(如车辆大小、类型、源的位置、车速、本底等)对RPM辐射探测能力和车辆识别能力的影响。与此同时，也针对大型多通道RPM辐射监测系统的校准/测试问题开展了一些研究工作。

随着我国反恐及环境保护力度的加强，门式辐射检测仪的研制生产单位和安装数量也越来越多，对我国相应的校准/测试能力的要求也越来越迫切。为此我院建立了门式辐射检测仪校准/测试系统。测试结果表明，该系统完全可以满足国际标准对门式辐射检测仪的全部辐射特性的校准/测试要求，可用于门式辐射检测仪的研发、定型、验收和运行期间的校准/测试，为各类门式辐射检测仪的性能评价和科学运行提供技术手段，对于规范市场、保障检测仪的可靠运行具有重要意义，该系统还可用于各类辐射探测器的运动源响应特性研究。