个人剂量监测是放射工作人员职业健康管理的重要内容, 目前我国放射工作人员外照射个人剂量监测绝大部分采取热释光个人剂量监测技术^[1]。热释光材料测量凭借其灵敏度高、可靠、精确且经济实用的优点已经成为全球个人剂量监测的最主要手段之一^[2]。为进一步规范监测方法和程序, 提高检测技术水平, 同时也对我中心的个人剂量监测质量进行客观评估, 我中心参加了由中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全所组织的2011年全国放射工作人员个人剂量监测系统比对。

1 仪器与方法 1.1 仪器

使用我中心新购置的RGD-3B型热释光剂量仪、V型热释光退火炉、GR-200A型LiF (Mg, Cu, P)探测器。

1.2 方法

具体实施按照《2011年全国放射工作人员个人剂量监测系统比对方案》(以下简称"方案")进行。共设7组, 每组3个剂量计。1~5号组为盲样组, 其中1~3号组为X射线组, 4、5号组为γ射线组, 6号组为跟随本底组, 7号组为备用组, 每个剂量计内放置2个探测器。检测项目为个人剂量当量H_p (10)。检测程序依据《职业性外照射个人监测规范》(GBZ 128- 2002)进行, 结果的不确定度参照《外照射个人剂量系统性能检验规范》(GBZ 207-2008)进行评定。

1.3 质量控制 1.3.1 探测器选择

购买已经过筛选(变异系数 < 5%)的GR-200A型LiF (Mg, Cu, P)探测器, 在V型热释光退火炉中240℃退火10 min, 快速冷却。

1.3.2 设备检定

由中国计量科学研究院进行检定。该单位将探测器放置在65 kV X射线辐射场中, 用替代法进行检定。

1.3.3 预热

检测前, 先开机预热40 min, 设备稳定后再进行检测。

2 结果 2.1 检测结果

此次比对的检测数据, 组内数据的一致性除1组较好外, 其他组均不好, 有的偏差达到7.6%。见表 1。

2.2 比对结果判定 2.2.1 比对结果的判定标准

根据"方案", 此次比对结果有两项判定指标, 分别为单组性能判定(P_i)和综合性能判定(|B|+S)。当|P_i|≤0.4时, 则判定该类型的第i照射组的单组性能合格; 如同一类型单组性能不合格的组数≥2时, 则判定个人剂量系统对该类型的单组性能检验不合格。如满足|B|+S≤ 0.4, 则判定个人剂量系统对该类型的综合性能检验合格。单组性能或综合性能判定中, 只要有一种不合格的则该个人剂量系统性能不合格。单组性能指标P_i可用式(1)计算, 综合性能指标B可用式(2)计算, 综合标准偏差S可用式(3)计算。

1)

2)

3)

2.2.2 比对结果判定

本次比对, 我中心仅有一组单组性能P_i > 0.4, 个人剂量系统对该类型的单组性能检验合格; 但由于综合性能|B|+S > 0.4, 不合格; 所以个人剂量系统性能不合格, 即本次比对不合格。比对结果见表 2。

3 分析与讨论 3.1 2011年比对不合格原因分析

2011年全国放射工作人员个人剂量监测系统比对, 我中心的成绩不理想。事后, 我们通过开会、讨论、咨询等方式, 分析总结出造成本次比对不合格的原因主要有以下几个方面:

3.1.1 热释光剂量元件的筛选问题

从测量不确定度来源看, 热释光剂量元件的分散度对测量不确定度影响最大; 因此, 采用热释光的方法开展个人剂量监测工作, 首要任务是选择质量好的剂量元件, 并通过筛选使同批应用于检测的剂量元件的分散度 < 5%, 最好能 < 3%, 这样就使得由于剂量元件分散性带来的测量不确定度降到容许范围^[4]。而在本次比对中, 我们购买的剂量元件未进行再次筛选, 虽然厂家承诺其分散度 < 5%, 但实际上是否能达到, 我们也不能确定。

3.1.2 设备检定和刻度因子的使用问题

实际工作中, 由于从事具体的放射工作不同, 监测的射线类型有X射线或γ射线或二者混合射线。这就要求设备检定时, 不仅要给出γ射线的刻度因子, 还要给出X射线的刻度因子, 甚至同一类型不同能量射线的刻度因子, 因为不同能量的射线给予同一批剂量元件以同一照射量, 其信号是有明显差别的, 尤其是能量差别大的射线, 比如我中心2012年的检定数据:能量为65 keV的X射线的刻度因子为1.32, 而能量为83 keV的达到1.51, 高能与低能相比, 相差近15%;2013年的检定数据:能量为65 keV的X射线的刻度因子为1.03, 而能量为83 keV的达到1.21, 高能与低能相比, 相差近18%。因此, 理想的方法是采用能量鉴别式剂量计, 即根据不同能量的射线选用不同的刻度因子, 可以保证检测结果的可靠性, 但这种方法在大规模人群剂量检测的实际应用中是不现实的。常见的方法是采用不同能量刻度因子的平均值^[5], 使之兼顾各种能量射线的检测, 但这就不可避免地给检测结果带来一定误差。此次比对的参考辐射既有X射线又有γ射线, 而我们的设备检定证书中仅有一个能量为65 keV的窄谱过滤X射线照射的刻度因子, 而没有γ射线的刻度因子, 相应刻度因子的缺失也将导致检测结果发生很大的偏差。这提醒我们在以后的检定工作中, 一定要明确而详细地向检定机构说明要检定的具体项目。

3.1.3 操作技术的问题

本次参加比对使用的设备是刚购置的RGD-3B型热释光剂量仪。由于对新设备相关检测参数把握的不够好, 比如:设备的灵敏度、高压、升温速度等参数的设定不合适, 使设备未达到最佳的检测状态。

3.2 讨论

针对2011年比对不合格的上述分析原因, 2012年我中心再次参加全国放射工作人员个人剂量监测系统比对, 并做了相应的改进。

3.2.1 热释光剂量元件的筛选

将新购置的剂量元件统一退火, 并送至中国计量科学研究院进行照射(1 mSv), 照射后立即进行筛选, 最终用于比对的剂量元件的分散度 < 3%。

3.2.2 设备检定和刻度因子的使用

在比对即将开始前对设备进行检定, 以尽可能保证检定时的刻度因子与比对时的一致, 并且对γ射线和高能、低能的X射线分别进行了检定。由于2012年的比对只告知有X和γ射线, 未告知哪一组为何种射线, 无法判断每组射线的类型, 所以无法将刻度因子用于相对应的射线类型进行计算。针对这种情况, 我们将检定证书中的三个刻度因子取平均值, 作为本次比对的刻度因子。

3.2.3 操作技术

经过不断的咨询、探索、研究, 对设备的性能特点比较熟悉, 操作技术也有很大的提高。正是由于以上几个方面的努力, 2012年的比对, 我们取得了很好成绩:单组性能P_i最大值仅为0.081, 综合性能|B|+S=0.073, 比对质量控制分值Q=17.3, 达到了"优秀"的指标。

热释光个人剂量监测是一个系统过程, 其测量的准确性与剂量计的种类、测量过程、读出器、退火等多个环节息息相关。任何一个环节出现问题都会导致测量结果出现偏差。为了保证热释光个人剂量监测数据的准确性, 应对剂量计的选择和定期筛选、退火、刻度以及测量等过程进行质量控制措施的同时, 还应每年对仪器进行检定和盲样比对等质量控制^[6]。2011年比对, 测量数据的准确性虽然差强人意, 但我们收获也很多, 如剂量元件必须严格筛选、设备计量检定应尽可能检定多种类型及不同能量的射线等, 更重要的是让我们认识到个人剂量监测工作中质量控制的重要性, 这对提高我们监测水平, 确保监测数据的准确性和可靠性有着深远而重要的意义。在以后的工作中, 我们还会继续积极地参加各种相关的能力验证活动, 不断提高我们的检测技术水平, 进一步完善质量控制体系。