中国辐射卫生  2012, Vol. 21 Issue (3): 338-339  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.03.022

引用本文 

赵同强, 吴家兵, 卢锐, 祁成, 吴琨. 几种常用的X、γ射线辐射防护监测仪器的适用性比较与分析[J]. 中国辐射卫生, 2012, 21(3): 338-339. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.03.022.

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收稿日期:2012-01-24
几种常用的X、γ射线辐射防护监测仪器的适用性比较与分析
赵同强 1, 吴家兵 1,2, 卢锐 1, 祁成 1, 吴琨 1     
1. 十堰市职业病防治院, 湖北十堰 442000;
2. 华中科技大学公共卫生学院
摘要目的 了解并分析几种常用的X、γ射线辐射防护监测仪器对X、γ射线监测的适用性。方法 根据国家标准规定的X、γ射线辐射防护监测仪器应具备的性能和条件, 对几种常用的X、γ射线辐射防护监测仪器所采用辐射探测器的物理特性, 能量响应等特点进行逐一比较。结果 电离室类、NaI(TI)闪烁体类和LIF(Mg, Cu, P)类X、γ射线辐射防护监测仪器均可对X、γ射线进行测量, 对于医用X射线的测量, 电离室类和GR-200A LIF(Mg, Cu, P)热释光类仪器都是比较好的选择, NaI(TI)闪烁体类仪器次之。结论 几种常用的X、γ射线辐射防护监测仪器经定期剂量校正后, 均可应用于辐射防护实践中, 可以比较准确的监测X、γ射线工作场所和环境的辐射剂量。
关键词辐射防护    仪器    适用性    比较    分析    

为了确保X、γ射线辐射场所工作人员和公众的健康与安全,掌握和控制放射工作人员及公众所受辐射剂量,检查屏蔽设施有无缺陷或变动情况。X、γ射线辐射防护监测仪器在辐射防护领域充当着重要角色,广泛应用于辐射防护实践中。多年来,它既是评价电离辐射场是否安全的定量基础,也是评价辐射危险的依据。然而用于X、γ射线防护监测的仪器种类繁多,且由于其采用的辐射探测器各不相同,导致其相应仪器性能指标也大相径庭,为此,笔者就自己所采用的几种常用X、γ射线辐射防护仪器进行了比较和分析。

1 仪器应具备的主要性能和条件

理想的X、γ射线辐射防护监测仪器是其测量数值与射线的能量无关或成正比,应具备:探测效率高; 稳定性、能量响应和角响应好; 受温度、湿度等外界干扰不敏感; 有适当的测量范围; 时间响应到秒级,最好到毫秒级; 体积小,便于携带; 正常工作寿命长,价格低廉,不易损坏且易维修等。但目前尚无这样理想化的仪器,各种仪器都有各自的能量适用范围。不同厂家的仪器因采用的辐射探测器不同而各有其特点,因此选择仪器时,应首先了解仪器的能量响应,再根据待测射线的能量进行选择。为此国家标准根据其防护监测对象的不同制定了相应防护监测仪器应具备的性能和条件[1-7],详见表 1所示。

表 1 我国标准规定的X、γ射线辐射防护监测仪器应具备的性能和条件
2 仪器常采用的辐射探测器及其性能

放射性辐射不能直接被感知,然而辐射与适当选择的置于辐射路径上并在其有效范围内的介质相互作用会引起一些效应,借助电学和电子学技术使用适当仪器可以利用这些效应来测定辐射强度,在某些条件下并可测定辐射能量。测量系统中感知辐射并把它转换为电信号的部件是辐射探测器。处理和记录由探测器来的信号的单元是测量设备即仪器。在辐射监测中,由于各仪器采用的不同探测器探测原理不同,所适用的范围也各有差别。目前X、γ射线辐射监测仪器常用的探测器有电离室探测器、闪烁体探测器和热释光探测器等。

2.1 电离室探测器

是利用射线在气体中的电离效用形成电离电流而工作的,是最基本的探测器。它具有测量的能量范围宽,能量响应好,工作稳定可靠,成本低廉,使用方便等优点。在国际和国家X、γ辐射照射量的基准就是一种精心设计与制作的“自由空气电离室”。

2.2 闪烁体探测器

是利用某些闪烁物质在辐射的相互作用下,使其电离、激发而发射荧光的特性来工作的,是应用较广泛的一种探测器。常用的闪烁探测器主要为NaI(TI)闪烁体,它具有密度大,原子序数高,对于γ射线探测效率高,能量分辨率也较高等特点,可以用于X、γ射线强度的测量。

2.3 热释光探测器

是基于对掺杂无机晶体被电离辐射照射时发生电子捕获过程,当加热时其能量以光形式发出,测得的光输出就正比于探测器接受的辐射剂量。常用的GR - 200A LIF(Mg,Cu,P)热释光探测器,它的原子序数低,能量响应好,测量范围大并具有较好的线性、稳定性和测量精度。主要用于个人剂量、X、γ射线强度的测量[8]

3 常用X、γ射线辐射防护监测仪器的性能特点

X、γ射线辐射防护监测仪器种类繁多,用途各异,产地又有国内和国外之分。X、γ射线辐射防护监测仪不论是由电离室和闪烁体等探测器组成的,都要注意适应的能量范围。在X、γ射线辐射防护监测中,应根据不同的监测目的选择不同的监测仪器,现将我单位所采用的几种常用仪器作一比较,详见表 2所示。

表 2 几种常用X、γ射线辐射防护监测仪器性能的比较
4 分析与讨论

在X、γ射线的实践活动中,医用诊断X射线的常用能量范围主要在20kV ~ 150kV,工业用X射线的常用能量范围主要在80kV ~ 450kV,常用的放射性核素如60Co和137Cs等γ射线的能量范围主要在0.02 ~ 1.53MeV[9]。因此,据表 2所示,电离室类451P、FJ - 347A X、γ射线巡测仪; NaI (TI)闪烁体类JB4000、REN500、FD - 3013A、XH - 2020环境级X、γ剂量率仪和LIF(Mg,Cu,P)类GR - 200A LIF(Mg,Cu,P)热释光剂量仪均可对X、γ射线进行测量,并且在其各自的测量范围和能量范围内,其相对误差均在≤ ± 10%以内。但从测量范围、能量范围以及响应时间分析,对于医用X射线的测量,电离室类451P、FJ - 347A X、γ射线巡测仪和GR - 200A LIF(Mg,Cu,P)热释光类剂量仪都是较好的选择,NaI(TI)闪烁体类JB4000、REN500、FD - 3013A、XH - 2020环境级X、γ剂量率仪次之。但由于FJ - 347A X、γ射线巡测仪所采用的22.5V电源已很难购得,且该仪器易受自身稳定性和外界条件干扰而造成瞬间“读数”而逐步被取代; GR - 200A LIF(Mg,Cu,P)热释光类剂量仪只能在实验室内测量,而无法在现场实时显示测量结果,主要应用于个人剂量的监测和不需要快速出具监测值的情况。对于除医用X射线之外的X、γ射线的测量,上述所有仪器则均可满足我国标准规定的X、γ射线辐射防护监测仪器应具备的性能和条件。几种常用的X、γ射线辐射防护监测仪器经定期剂量校正后,可以应用于辐射防护实践活动中。然而仍然认为:凡电离室类仪器一般适合测量X、γ射线场所,但由于测量灵敏度的限值,很难测量环境辐射水平的场所; NaI(TI)闪烁体类仪器一般适合测量环境辐射水平的场所,但由于存在较大的能量响应,不适合测量X射线场所[10],尤其是医用X射线场所。

参考文献
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