利用实验室已经检定的热释光剂量测量系统和自备辐照器,对便携式热释光剂量测量系统进行校准,可解决现场个人剂量监测,且快速、简单、易行。
1 实验设备Harshaw3500TLD读出仪(美国),BR2000D-Ⅱ便携式热释光剂量读出器(北京博创特公司),GR-200A(LiF: Mg,Cu,P)探测器(防化研究院),BR2000A热释光退火炉(北京博创特公司),FJ-417 137Cs辐照器(北京核仪器厂)
2 方法 2.1 量值传递在精密筛选探测器和保持剂量读出系统稳定的基础上,取探测器100片随机分为5组,每组20个探测器,用自备FJ-417 137Cs辐照器,分别照射14.7 × 10-6、29.4 × 10-6、58.8 × 10-6、88.2 × 10-6和147 × 10-6 C.kg-1,每组随机抽出10个探测器,在实验室测量系统Harshaw3500TLD读出仪读数,根据标准剂量学实验室给出的刻度因子,为上述受照的探测器赋予剂量当量mSv值。每组剩余的10个探测器,在BR2000D-Ⅱ便携式热释光剂量读出器上读数,由上述标准测量系统得出的个人剂量当量值(mSv)除以便携式热释光剂量读出仪计数,计算出便携式读出器的刻度因子即N’。
2.2 验证用FJ-417 137Cs辐照器照射三组探测器,照射量分别为29.4 × 10-6 C.kg-1、58.8 × 10-6 C·kg-1、88.2 × 10-6 C·kg-1,每组20个探测器。每组探测器又随机等分成两部分,分别用经过检定的标准测量系统和自校准的便携式热释光剂量读出仪读数,用各自的刻度因子计算mSv,得出两组数据,然后用t检验的方法检验两组数据有无显著性差异。
3 结果 3.1 量值传递将标准剂量学实验室的量值,通过自备辐照器传递给便携式热释光剂量测量系统,获得便携式热释光剂量测量系统的校准因子平均值为1.22 × 10-5mSv/计数。
Ei为每组评定值的平均值,Ii为第i组的平均值的置信区间半宽度,Ci为剂量当量约定真值(在此为实验室标准测量系统所得检测值)。测量结果如满足
本检验自由度为: V = 10 + 10-2 = 18,通过查表得t0.05 = 2.101,通过对三组样本的均数进行比较,其t值分别为1.51、0.06和0.095,均符合t<0.05标准,因此P>0.05,即两组检测结果差异无统计学意义。说明自校准的便携式热释光剂量测量系统的结果是可信的。结果见表 2。
个人剂量监测是核事件应急时进行辐射源强度或污染程度估算、人员急性损伤情况和开展事件后果评估的重要手段,是核突发事件现场救援的重要组成部分。BR2000D-Ⅱ热释光剂量读出器就是为核应急研制的一种便携式设备,它是一种车载式剂量读出装置,具有体积小、重量轻,便于携带的特点,适用于应急时野外现场操作。象其他剂量检测读出系统一样,BR2000D-Ⅱ热释光剂量读出器与热释光探测器组成的剂量测量系统,需要事先校准,否则其TLD读数是没有任何实际意义的[2]。在标准剂量学实验室检定或校准个人剂量测量系统,从送检到出具报告的时间一般不短于2周,这显然不能满足核突发事件应急的要求。同时,将便携式热释光剂量测量系统周期性送到标准剂量学实验室进行检定或校准,以时刻保持其检定或校准的有效性,又因为突发事件的偶发性而不免造成浪费。因此,对这种现场应急用便携式热释光剂量测量系统,建立一种简便和快捷的自我校准方法是非常必要的。
本实验室用于日常个人剂量测量的读出仪为Harshaw3500TLD,它与GR-200A (LiF: Mg,Cu,P)探测器以及BR2000A热释光退火炉组成个人剂量测量系统,该系统周期性在标准剂量学实验室进行检定,因此其检测所得到的个人剂量当量值是可溯源的。本实验室所用的FJ-417 137Cs辐照器,是一种可以对热释光剂量探测器给予一定量照射的标准照射器具,其给定照射的量可以是照射量也可以是空气比释动能,由于其照射条件的设置与检定时标准剂量学实验室的条件不同,所以不能利用已有的转换因子直接将物理量空气比释动能值转换为实用量个人剂量当量值Hp (10),即经其照射后的探测器,在热释光读出仪中只能读出照射量值或空气比释动能值。本工作的价值在于采用自备FJ-417 137Cs辐照器作为桥梁或途径,将已经检定的实验室个人剂量测量系统所测得的个人剂量值,与待校准的便携式热释光剂量读出仪的读数联系起来。方法是将热释光探测器作为媒介,经自备FJ-417 137Cs辐照器照射一定量后,经实验室个人剂量测量系统检测获得个人剂量当量值Hp(10)作为约定真值,然后相同的受照探测器用便携式热释光剂量读出仪读数,计算其个人剂量当量的刻度因子,从而使其读数赋予特定的个人剂量当量值Hp (10)。这样,采用本实验室个人剂量测量系统和自备辐照仪就实现了对便携式热释光剂量测量系统的自校,方法简单而快捷,可随时对其实施实验室自校,完全满足核突发事件现场个人剂量应急检测的需要,因此具有重要的现实意义和应用价值。
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JJG593-2006, 个人与环境监测用X、γ辐射热释光剂量测量(装置)系统检定规程[S].
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赵士庵, 欧向明. 个人与环境监测用热释光剂量计的校准[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2005, 25(5): 482-484. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2005.05.028 |