为改善世界范围内电离辐射剂量测量的—致性和准确度,促进电离辐射在医学领域的安全应用,1976年国际原子能机构(IAEA)和世界卫生组织(WHO)共同负责创建了IAEA/WHO二级标准剂量学实验室(简称SSDL)网,总部设在维也纳。SSDL的主要任务是作为所在国家或地区的辐射剂量学服务中心,开展辐射剂量仪表的校准和剂量测量的质量保证。目前这个国际SSDL网共有65个成员实验室,分葙在56个国家。
1982年在世界卫生组织建议下,经卫生部批准在卫生部工业卫生实验所开始筹建SSDL,1984年通过政府渠道申请加入国际SSDL网,同年被接受为该网成员实验室。在SSDL建设过程中,1985—1986年期间得到WHO的设备援助,1989—1991年期间在AEA废助项目《北京SSDL现代化》的支持下获得一批高技术仪器、设备。这个实验室所建立的各项计量标准装置于1991年12月底以前全部通过国家技术监督局的计量标准考核,取得了合格证书。本实验室现有专业技术人员10名,其中具有高级技术专业职务的4名。
SSDL的建筑面积约1000平方米,内设四个照射室、三个控制室、标准仪器存放室、机械维修问和办公室等。它在整体布局、仪器设备和人员业务水平诸方面居国内、外同类实验室的前列。它作为卫生部电离辐射最高计量标准实验室(国家二级)已1992年1月正式全面开展对本部门服务。
二 SSDL的主要任务按照卫生部门有关文件规定,这个实验室的主要任务是:(1)为卫生部门使用的电离辐射测量仪表提供二级标准校准和电离辐射测桑的质暈保证;(2)定期组织卫生系统使用的电离辐射测量仪表和无源累积剂量计的比对3)开展技术交流和人员培训,提高医用物理和放射防护监测专业人员的技术水平;(4)负责与IAEA/WHO SSDL网进行具体的业务联系,参加他们组织的电离辐射剂量计比对和技术交流;(5)承办卫生部委托的电离辐射检测任务。
三 SSDL建立的计量标准装置1.60CoY射线照射量(放疗水平)标准装置
标准仪器为NE2560二级标准照射量计,电离室NE0.325cm3 NPL2561,检验源NE2562。主要性能指标:照射量测量范围2.58× 10-4 ~2.58× 10-1C/ kg(1 ~ 1000R); 长期稳定性≤0.5%/年,示值重复性±0.2%;示值非线性±0.2%;在60~ 250kV(HVL0.046~3.00mmCu)范围内能量响应≤±2%,60CO (加平衡帽)校准因子与2.0mmCu HVLX射线校准因子相比不大于5%。
主要配套设备有:活度为50TBq(~1500居里)的60 COγ射线照射装置,它具有射朿准直器和照射野调节器,固定轨道,测量车和激光准直、定位系统;为避免标准照射量计因频繁使用可能引起的精度下降,设置了工作级标准照射量计NE2570A作为常规校准使用;NE全散射水箱、NE固体比对榫型和IAEA水平、垂直两用全散射水箱。
γ辐射场主要性能:照射量率范围1.3× 10-5~1.3× 10-4C/(kg.s) (3~30R/ min); 长期稳定性≤0.5%1年;在源到测量点距离1~3.5米内,散射辐射贡献小于2 %。
用替代法确定待检照射量计的校准因子,其总不确定度为±2.5% (置信因子K= 3)。
2.X射线(防护、治疗水平)标准装置
用于X射线防护剂量测量的标准仪器为NE2550,电离室NE3000cm3 2551,检验源241 Am。主要性能指标:照射量率测量范围8.2×l0-11C/(kg.s)~8.2×l0-7C/ (kg.s) (1mR~l0R/h);测量重复性土0.9% (照射量率lmR/h); 在X射线平均能量15keV~lMeV范围内能量响应为土± %; 长期稳定性± 1 %。工作级标准仪器为PTW DCI 8500型静电计和LSollOOOcm3球形电离室,检验源241Am。用于X射线治疗水平剂量测量的标准仪器为NE2560。工作级标准仪器为PTW DCI8500型静电计和TK01 0.4cm3电离室,检验源TA01型90Sr源。
主要配套设备有Philips MG324/164高稳定度恒压X射线发生器,管电压范围7~ 320kV,管电流范围0.01~22.5mA。它的附属设备包栝X:射线输出量监测仪PTW-IQ4读数仪和PTW-786平板监督电离室,半值层仪,远距离控制附加过滤转换器及快门,定时和安全连锁系统。另外,还有固定导轨,测量车和准直、定位系统。
辐射场主要性能:长期稳定性监测结果的相对标准差≤1%;距焦斑1米处垂直于束轴平面上直径为11cm的照射野内照射量均勻度 < 3%;在1~5米范围内散射辐射贡献 < 3 %。
用于X射线校准的标准线质列于表 1和表 2。这些是根据国家有关检定规程和国际推荐的线质规范设立的。
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表 1 治疗水平X线辐射线质 |
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表 2 防护水平x线辐射线质 |
用替代法确定待检仪器校准因子,其总不确定度对放疗剂量测量仪为±2.5%,对防护剂量测量仪为± 6 %(置信因子k=3)。
3.γ射线照射量(环境水平)标准装置
标准仪器由PTW DCI 8500型静电计和LS10型10000cm3球形电离室组成,检验源241 Am。主要性能指标:测量剂量率范围0.1μGy/h~40mGy/h; 长期稳定性 < ± 1 % 1年;在40keV~1.25MeV光子能量范围内能量响应≤±1.25%。主要配套设备包括德国Buchler公司生产的OB34型γ照射装置,固定导轨,测量车和准直、定位系统。用于环境仪表校准的核素源列于表 3。
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表 3 环境水平γ辐射源 |
辐射场主荽性能:源到测点距禽2~6米范围内本底测量值为0.13~0.12μGy/h; 在3米处直径为50cm的照射野内均匀 < 0.5%:采用阴影屏蔽法测得的137Cs和60Co两种γ源在2~6米距离范围内散射辖射的贡献均 < 3.5%;辐射场长期监测结果的相对标准差 < 1 %。
使用替代法确定待检环境剂量仪表的校准因子,其总不确定度为± 6 %(置信因子(k=3)。
4.4 πγ电离室活度标准装置
该装置由4:πγ井型高气压(1 MPa)电离室和弱电离电流测量系统即FHD-201活度测量仪与配套的137Cs监督源组成。此装置从1987年开始建立,1989年通过国家技术监督局的计量标准考核认证。各项性能指标不仅符合《标准级放射性活度测量仪检定规程》所规定的限值要求,而且有些指标(监督变动范围,重复性和稳定性)优于规定的限值。主要性能指标:监督值变动范围 < ± 0.1%; 1小时稳定性≤±0.1%; 7小时稳定性≤±0.1%;长期稳定性(两年以上) < ±2%;量程变换误差≤± 2 %; 相对基本误差 < ± 2 %。电离室内壁较薄,能量响应范围宽(25keV~3MeV),可对125I等发射γ射线和90Sr —90Y等发射β射线的放射性核素活度进行测量。现已直接刻度128I 131I、99mTe、ll3mIn、81Ga、51Ci 188AU、32p、201T1、137CS、60CO、152EU l33Ba、24lAm、228Ra、l34Cs和90Sr—90y等30余种放射性核素。这些核素不仅复盖了核医学中常用的放射性核素,也包括了环境监测、环境样品放射性分析测量以及放射卫生防护中常遇到的一些核素。本标准装置活度测量范围为3.7×102~ 1010Bq,总不确定度≤±5%(3σ)。主要配套设备包括标准源、微量天平(十万分之一)等。
为适应核医学工作的实际需要,1991年以来又建立了工作级标准活度测量装置,型号为FHD-301,用于医用活度计现场检定工作。
四 SSDL参加国内外测量比对结果SSDL的计量标准溯源到国家基准,同时多次参加国内外的测量比对以便独立地检验本实验室标准值的准确度和一致性。表 4给出自1989年以来参加IAEA组织的国际比对结果。表 5给出自1988年以来参加国内活度测量比对结果。
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表 4 国际比对结果 |
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表 5 国际比对结果 |
SSDL筹建以来先后与WHO和IAEA建立了技术合作关系。除获得经济援助外,他们多次派专家来本实验室技术咨询,对实验室的建设提出过不少有益的建议,起到很大的推动作用。同时,本实验室的技术骨干曾前往美国、德国等4个国家的6个辐射剂量学实验室进修学习。另外,2人次参加IAEA组织的关于别董仪表校准的国际培训斑,1人次前往澳大利亚短期访问和2人次出席IAEA召开的有关国际学术会议。通过上述学术交流,实验室研究和技术人员的业务水平得到很大的提高,成为本领域的专门人材。目前除了继续保持与IAEA/WHO经常性的学术交往外,还与德国、南非有关实验室建立了技术协作关系。随着我国改革开放的深入,这个实验室对外技术交流将会进一步发展。
六 SSDL对本系统开展服务的主要项目(1) 辐射剂量仪表的校准,包括各种型号的放疗、防护和环境三个剂量水平的测量仪表。
(2) 个人剂量仪表的校准,包括TLD剂量仪(计),胶片剂量仪(计)及个人拥量报警仪等。
(3) 活度计和α、β表面污染仪的校准。
(4) 对高、中、低比活度溶液进行直接测量,提供较准确的活度值。
(5) 提供不同剂量水平的标准剂量曲线照射和不同比活度的标准溶液。
(6) 对研制、生产中的各种剂量仪表提供性能检验测试。
(7) 为放射生物学实验研究提洪照射服务。
(8) 对辐射剂量和放射性活度的测量仪表性能和测量技术提供咨询服务。