个人剂量监测是职业病危害监测工作的重要组成部分,也是放射工作人员职业健康监护的重要内容和职业病诊断的重要依据,也是评价放射性工作场所防护状况的主要手段[1-2]。因此,放射工作人员接受个人剂量监测,做好个人剂量监测工作,不仅可以优化放射防护管理工作,也是保障放射工作人员的健康和安全的重要措施。
中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所根据国家卫生健康委员会职业健康司的工作要求,组织开展 2019—2021年度全国放射卫生技术机构个人剂量监测考核工作,结合GBZ 207—2016《外照射个人剂量系统性能检验规范》[3],制定了考核方案[4-6]。本实验室依据GBZ 128—2016[7]和GBZ 128—2019[8]《职业性外照射个人监测规范》,采用热释光监测法开展放射工作人员个人剂量监测工作。通过连续3年参加全国个人剂量比对工作,检验了所使用的读出仪、探测器和剂量盒的稳定性和可靠性,同时也检验了相关工作人员的技术水平,提高了个人剂量监测结果的准确度,保证了出具的个人剂量报告的质量,为有序开展个人剂量监测工作打下基础。本文介绍3年的比对过程和注意事项,为全国放射卫生技术服务机构开展个人剂量监测和比对工作提供一定的参考依据。
1 材料与方法 1.1 实验设备与材料北京海阳博创科技股份有限公司生产的RGD-3D型热释光剂量读出仪,北京光润意通有限公司生产的分散性3% 的RA206型LiF(Mg,Cu,P)圆片(ϕ 4.5 mm × h 0.8 mm) 探测器,CTLD-J4000型能量鉴别式剂量盒,2000B 型热释光探测器退火炉等。
1.2 个人剂量筛选与刻度 1.2.1 筛选探测器采用2000B 型退火炉对RA206型LiF(Mg,Cu,P)探测器进行探测器退火(条件是240℃,10 min),然后在本实验室的241Am源室进行照射60 min(约1.0 mSv),放置24 h后,用RGD-3D型热释光测读仪器进行测量,选取测量结果一致性为2%的探测器备用。
1.2.2 能量和剂量刻度选择能量鉴别式剂量盒33个,分为11组(10组能量响应测试 + 1组本底),每个剂量盒内安装8片探测器(金属过滤4片 + 非过滤4片),放置在ISO水组织等效30 cm × 30 cm × 15 cm的板模中轴线上,在中国计量科学研究院的241Am、137Cs和X射线 N60(48 keV)、N80(65 keV)、N100(83 keV)、N120(100 keV)、N150(118 keV)、N200(164 keV)、N250(208 keV)和N300(250 keV)的参考辐射场垂直照射约1.0 mSv的辐照剂量,检测后得到不同射线质下的能量响应和刻度因子。选择能量鉴别式剂量盒27个,分为9组(7组剂量测试 + 2组本底),每个剂量盒内安装4片探测器,放置在ISO水组织等30 cm × 30 cm × 15 cm的板模中轴线上,在中国计量科学研究院的137Cs、N80和N100参考辐射场垂直照射,参考照射剂量约0.30 mSv~5.10 mSv,实验室对剂量刻度的探测器测读后,将数据发予计量院,从而得到个人剂量监测系统的137Cs、N80和N100的刻度因子。
1.3 个人剂量比对 1.3.1 比对安排依据《外照射个人剂量系统性能检验规范》(GBZ 207—2016)[3]和考核方案[4-6],考核类型为Ⅱ类(X 和γ射线)。选择考核的目标量为个人剂量当量Hp(10)。方案要求比对单位准备21个剂量计,分为7组(5组参加比对 + 1组备用 + 1组本底),并在剂量计上清楚标明单位名称和样品组号。样品组号统一按照“X-Y”标记,X代表组号,用1~7标记,Y代表组内剂量计编号,用A、B、C标记。将准备好的21个能量鉴别式剂量计每个里面安装8片探测器,快递给组织机构。组织机构将比对剂量计在参考辐射场(未知,需要比对单位甄别)中照射未知剂量,然后将照射后的剂量计快递给比对单位。
1.3.2 比对结果判定[4-6]组织机构在收到所有参加比对单位在规定的时间内提交的结果报告后,对考核报告进行判定,具体判定方法如下:
(1)单组性能检验
单组判定指标通过(1)式计算得到,即:
$ {P_i} = \frac{{{H_{\text{R}}}{{(d)}_i} - {H_{\text{P}}}{{(d)}_i}}}{{{H_{\text{P}}}{{(d)}_i}}} $ | (1) |
式中,HR(d)i为参加考核机构提交的第i组剂量计的个人剂量当量值,mSv;Hp(d)i为第i组剂量计的个人剂量当量参考值,mSv。
当
(2)综合性能检验
综合判定指标通过(2)式计算得到,即:
$ B = \bar P = (1/5)\sum\limits_{i = 1}^5 {{P_i}} $ | (2) |
综合标准偏差S通过(3)式计算得到,即:
$ S = \sqrt {\frac{{\displaystyle\sum\limits_{i = {\text{1}}}^{\text{5}} {{{({P_i} - \bar P)}^{\text{2}}}} }}{{\text{4}}}} $ | (3) |
如满足下式(4)时,则判定个人剂量系统对该类型的综合性能检为合格。
$ {B^{\text{2}}} + {S^{\text{2}}} \leqslant {L^{\text{2}}} $ | (4) |
式中,允许水平L的取值为0.30。
单组性能检验和综合性能检验同时合格的个人剂量监测系统性能判定为合格。
(3)不合格判定
单组性能和综合性能判定中,只要有一种不合格则该个人剂量系统性能不合格。参加考核的机构收到已照射的盲样剂量计后,未按考核进度要求提交结果报告且未提供相关证明文件,视为不合格。
(4)优秀判定
合格得60分,同时满足
根据5组比对剂量计的测读结果,分别减去本底剂量计读值后,得到过滤与非过滤对应的比值,从而判别出对应的射线辐射质。然后采用式(5)中的计算方式,得到每组个人剂量当量。
$D=Xi\times C_f $ | (5) |
式中,D为实测剂量值,mSv;Xi为测读值(仪器测量平均值-本底测量平均值);Cf为对应辐射质的X或γ校准因子。
1.4.2 A类不确定度评定个人剂量监测比对过程中每组的探测器的测量随机误差即为A类不确定度,主要是数据的统计分析,采用(6)和(7)式进行计算,包含本底组和测量组的结果。
$ {u_{\text{A}}}({x_i}) = s({x_i}) = \sqrt {\frac{{\displaystyle\sum\limits_{i = 1}^n {{{\left( {{x_i} - \bar x} \right)}^2}} }}{{n - 1}}} $ | (6) |
$ {u_{\text{A}}}(\bar x) = s(\bar x) = \frac{{s({x_i})}}{{\sqrt n }} $ | (7) |
式中,xi为第i次测量的数值;n为测量数量。
1.4.3 B类不确定度评定B类不确定度未能按照统计方法来确定,通过(8)式计算,该值不会因测量平行样品数量多些而减少,其受探测器的能量响应、角度响应、非线性、刻度因子和一致性等因素的影响。
$ {u_{\text{B}}}{\text{ = }}\sqrt {u_{\text{B}}^2(E) + u_{\text{B}}^2(A) + u_{\text{B}}^2(L) + u_{\text{B}}^2(C) + u_{\text{B}}^2({C_f})} $ | (8) |
式中,E为能量响应;A为角度响应;L为线性;C为一致性;Cf为对应辐射质的X或γ校准因子。
1.4.4 合成不确定度扩展不确定度评定通过(9)和(10)式计算得到,即:
$ {u_{\text{c}}} = \sqrt {u_{\text{A}}^2 + u_{\text{B}}^2} $ | (9) |
$ U = k{u_{\text{c}}}(k = 2) $ | (10) |
式中,U为扩展不确定度;uc为合成不确定度;k为包含因子。
1.5 质量控制措施依据全国个人剂量监测能力考核方案制定比对方案和步骤,调试热释光读出仪,做好日常质量控制工作;筛选个人剂量计,送计量院检定或校准,确保刻度因子在有效期范围内;筛选比对剂量计及质量控制剂量计,保证设备和剂量计稳定可靠;具有资质的检测人员进行测试、校核原始记录,规范记录测试数据并分析结果。
2 结 果 2.1 能量鉴别经中国计量科学研究院的241Am、N60、N80、N100、N120、N150、N200、N250、N300和137Cs参考辐射场垂直照后,通过能量鉴别剂量计下区域探测器(金属过滤)与右上区域探测器(非过滤)平均读出值的比值来确定参考辐射类型。不同射线质的射线对应的比值结果见下表1。
经过比对测试结果验证:2019年的1、2和4组的比值分别为0.976、0.972和0.949,即判定这3组均为 γ射线(137Cs)照射;3和5组的比值分别为0.352和0.350,即判定这2组均为 X 射线(N100)照射。2020年的1、2和3组的比值分别为0.966、0.976和0.955,即判定这3组均为 γ射线(137Cs)照射;4和5组的比值分别为0.348和0.354,即判定这2组均为 X 射线(N100)照射。2021年的1、2和3组的比值分别为0.968、0.980和0.950,即判定这3组均为 γ射线(137Cs)照射;4和5组的比值分别为0.342和0.357,即判定这2组均为 X 射线(N100)照射。
2.2 比对结果2019年个人剂量监测系统的比对5 组样品的检测结果范围为 0.80~8.1 mSv,参考辐射剂量范围为 0.80~8.00 mSv,扩展不确定度范围为 0.22~2.20 mSv,单组性能偏差Pi在−0.02~0.02,综合性能计算结果为 0.02,具体的结果见表2。2020年个人剂量监测系统的比对5 组样品的检测结果范围为 0.94~4.1 mSv,参考辐射剂量范围为 0.90~4.00 mSv,扩展不确定度范围为 0.30~1.3 mSv,单组性能偏差Pi在0.02~0.10,综合性能计算结果为 0.05,具体的结果见表3。2021年个人剂量监测系统的比对5 组样品的检测结果范围为 0.61~3.28 mSv,参考辐射剂量范围为 0.60~3.30 mSv,扩展不确定度范围为 0.18~0.99 mSv,单组性能偏差Pi在−0.02~0.02,综合性能计算结果为 0.01,具体的结果见表4。
外照射个人剂量监测是放射工作人员职业健康监护的重要组成部分,也是诊断职业放射性疾病、切实保障放射工作人员健康的重要技术手段。参加放射工作人员职业性外照射个人剂量监测比对工作,一方面提升对标准、专业知识的理解能力,一方面能及时发现实验室的检测系统及质量管理体系的问题,便于对数据表中内容进行分析和总结。如果比对机构发现可疑结果或剂量偏差较大时,建议认真分析过程中的问题,提出改进措施,从而提升个人剂量监测工作的能力[9]。
连续3年参加全国个人剂量监测比对,结果显示本实验室的个人剂量监测系统稳定、可靠,数据处理过程规范,说明了个人剂量监测系统的校准和测试结果的处理是可信的。笔者使用的个人剂量监测系统均送到中国计量科学研究院的基准剂量实验室进行校准。因此,比对结果在一定程度上也反映出基准剂量学实验室的可靠性。
比对工作均采用了能量鉴别式个人剂量计,很容易分析出了5组剂量计所受照射射线种类,进而选择个人剂量系统对应的校准因子进行数据计算,从而减少与参考值的差异。结合连续3年的个人剂量测量系统的刻度因子发现,每年因子均有所差异。因此,开展个人剂量监测的结构也应该重视每年的刻度工作,同时建议参加比对工作的时间段与刻度工作的时间段尽量一致。当然,开展个人剂量监测的技术服务机构在配置读出仪和探测器时,也可以参考出厂的探测器能量响应的比值数据。
检测数据的结果是否准确,重点是探测器的分散性(一致性)和读出仪器的稳定性。因此,使用探测器之前应进行筛选,使用分散性较小的探测器。同时定期对读出仪进行维护保养,依据GBZ 128的方法对个人剂量监测系统开展内部质量控制工作,进而保障数据的可靠性。结合经验,建议同一批片子、同一批剂量盒和同一台读出仪每年可以进行至少2次的检定或校准工作。个人剂量监测水平的高低与操作人员的技能水平和经验密切相关。首先操作人员应持证上岗、参加相关专业技术培训,规范监测技术人员操作,尽最大可能减少人为操作引起的误差。同时,开展比对工作前应做好准备工作,研读考核方案和说明文件[10-11]。参加比对考核工作并取得合格的成绩,对资质评审工作也有一定的帮助[12]。因此,参与比对工作并重视考核结果也是非常必要的。
GB/T 27025—2019《检测和校准实验室能力的通用要求》[13]指出,实验室的每个证书或报告应该有关评定或测试结果不确定度的说明。同时,GBZ 207—2016《外照射个人剂量系统性能检验规范》[3]也给出了测量不确定评定方法,当然,也有其他不确定评定方法[14-15]。比对过程中的数据处理是否正确和不确定度评定是否准确等要素是Q 值评分的重要依据。
通过参加2019—2021年的比对工作,不但检验了个人剂量实验室的剂量测量准确度,而且也加深了对个人剂量相关标准的认识与理解,虽然比对过程影响因素很多,特别是不可控的因素(如照射角度)更是增加了比对的难度。但是,重视个人剂量比对工作、提升人员知识水平、培养认真工作态度、加强设备维护保养和优化分析数据过程,可为以后更加规范开展个人剂量监测工作起到积极的推动作用。
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