GBT12164-1999用于校准剂量(率)仪及确定其能量响应的β参考辐射.pdf 12页

'ICS17.240免费标准网(www.freebz.net)标准最全面F74羁日中华人民共和国国家标准GB/T12164一1999eqvISO6980:1996用于校准剂量(率)仪及确定其能量响应的p参考辐射Referencebetaradiationsforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfordeterminingtheirresponseasafunctionofbetaradiationenergy1999一12一30发布2000一08一01实施国家质XEL技术监督局发布免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面CB/T12164-1999前台本标准等效采用国际标准ISO6980;1996《用于校准剂量(率)仪及确定其能量响应的乒参考辐射i)o本标准修订并代替GB/T12164-1990,GB/T12164-1990等效采用国际标准ISO6980;1984,与GB/T12164-199。相比，本标准引人了剂量当量(率)、个人剂量当量、定向剂量当量等概念，考虑了吸收剂量率随人射角的变化，增加了E、的另一种侧量方法;对于系列亚R参考辐射，本标准提出可使用大面积平面源，为剂量(率)仪表的校准提供了简便有效的方法;另外，本标准还对组织等效材料的数据作了一些修订。与ISO6980;1996相比，本标准略去了一些通用术语的定义和标准条文中的部分注释以及少数说明性内容。本标准从实施之日起，同时代替GB/T12工64-1990,本标准的附录A、附录B、附录C是标准的附录;附录D、附录E是提示的附录。本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由全国核能标准化技术委员会归口。本标准起草单位:中国辐射防护研究院。本标准主要起草人:陈慧莉、张庆利、张延生。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面cB/T12164-1999ISO前言ISO(国际标准化组织)是由各国标准化团体(ISO成员团体)组成的世界性的联合会。制定国际标准的工作通常由ISO的技术委员会完成，各成员团体若对某技术委员会已确立的标准项目感兴趣，均有权参加该委员会的工作。与IS(〕保持联系的各国际组织(官方的或非官方的)也可参加有关工作在电工技术标准化方面ISO与国际电工委员会(IEC)保持密切合作关系由技术委员会正式通过的国际标准草案提交各成员团体表决，国际标准需取得至少75%参加表决的成员团体的同意才能正式通过。国际标准ISO698。是由ISO/TC85核能技术委员会的辐射防护第二分技术委员会制定的本版本取代了第一版本(ISO6980:1984)本标准的附录A,附录B和附录C属于标准的一部分。本标准的附录D和附录E仅供参考。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面中华人民共和国国家标准用于校准剂量(率)仪及确定其能量Cs/T12164一1999响应的R参考辐射eqvISO6980:1996代替GB/T12164-1990Referencebetaradiationsforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfordeterminingtheirresponseasafunctionofbetaradiationenergy范围本标准对用于校准辐射防护水平剂量(率)仪，’并确定其能量响应的R参考辐射提出了具体要求它给出了用以产生R参考辐射的放射性核素的一些特性和参考源的结构形式以及适用源结构的实例，叙述了剩余最大R粒子能量和在ICRU球中7mg/cm"深度处剂量当量率的测量方法。参考辐射涉及的能量范围为66keV""-3.6MeV，剂量当量率范围约为10pSv/h-10Sv/h此外，对某些源，还给出了作为人射角函数的剂量当量率的变化本标准推荐了两个系列0参考辐射，适用于辐射防护水平的剂量(率)仪的校准及其能量响应的确定系列工由’0Sr+soY、zaTl和’"Pm三种参考源产生，分别配有束流展平过滤器，使得在距源一定距离上的垂直于辐射束中心轴的一个较大面积范围内剂量率具有一定的均匀性所产生的最大剂量当量率近似为5mSv/h,系列Q俘参考辐射由参考源’IC,u7Pm、z"Tl,"Sr+"0Y和，"Ru+m7Rh产生，未配有展平过滤器。该系列允许用大面积平面源并且源到校准位置要有一定的距离范围。在离参考源较近时，只在面积很小的范围内，剂量率才是均匀的。该系列参考源的能量范围和剂量率范围均超过系列工，最大剂量当量率可达10Sv/h,定义本标准采用下列定义。2.1剂量当量H,doseequivalent受辐照的介质的某一点上，吸收剂量D和该点上的品质因子Q之乘积H=DQ剂量当量的SI单位是焦尔每千克(J/kg)，专用名称希沃特(Sv):ISv=1J/kg注:对0.x和了外照射，取Q为11)包括个人剂量计2)能够达到皮肤敏感层的能量。按ICRP6。号出版物〔见附录E(提示的附录)参考文献C17]推荐‘皮肤敏感层位于皮下7mg/cm",国家质量技术监督局1999-12一30批准2000一08一01实施免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面Gs/"r12164-19992.2剂量当量率H,dose-equivalentratedH除以dt的商，这里dII是在时间间隔dt内剂量当量的增量。剂量当量率的SI单位是希沃特每秒(Sv/s)2.3扩展场expandedfield由实际的辐射场导出的一个假设的辐射场，在其中的整个有关体积内，注量及其角分布和能量分布与参考点上的实际辐射场相同。2.4个人剂量当量H=(0.07),personaldoseequivalent人体某一指定点下面深度。.07mm处的软组织的剂量当量。2.5定向剂量当量H"(0.07,M,directionaldoseequivalent辐射场中某点处的定向剂量当量是由相应的扩展场在ICRU球内、沿指定方向n的半径上深度0.07mm处产生的剂量当量。注1ICRU球是一个直径为30cm、密度为1g/em"的组织等效球。2对弱贯穿辐射来说，用来测定组织等效物质平板中推荐深度。.07mm的剂量当量的仪器将适用于H"(0.07,d2)的测定。此时平板表面应垂直于指定方向几，辐射场均匀照射仪器的人射面3对R辐射场，当其注量及其角分布和能量分布在相当大的体积内有相同值时，通常认为H=(0.07)和H"(0.07.。)实际上是相等的因为俘粒子射程比ICRU球直径小，ICRU球的曲率只是有边缘效应。在ICRU球和半无限大平板体模中的深度剂量曲线可认为是相同的[见附录E(提示的附录)参考文献[3112.6组织tissue组织是密度为1g/cmz的相当于软组织的物质，其主要成分所占质量百分数为:0:76.2%H:10.1%C:11.1环N:2-6写从剂量学来考虑，痕量元素可以忽略。2.7组织等效tissueequivalence组织等效是指当某种物质对给定辐射的吸收和散射特性与软组织的相同时.该物质所具有的性质组织等效物质的密度取1g/cm"。组织等效材料的特性见附录A(标准的附录)，ICRU44号报告「见附录E(提示的附录)参考文献[41」给出了更多种类的组织等救材料。注:实际上，除非所用材料与组织具有相同的原子组成，就特定的辐射和材料而言，组织等效仅在一定的能量范围内成立2.8R谱最大能量Em二，maximumenergyofabetaparticlespectrum放射性核素发射一种或若干种p粒子连续谱，能量范围为从。到E,-=i=1,2,...,p谱的最大能量E,是指E;.二、值的最大者。表1列出了一些核素的特性。2.9剩余最大R能量E,-residualmaximumbetaparticleenergy剩余最大R能量E,是由放射性核素发射的各分支R谱在校准位置上形成的R谱中最大的R能量由于在源本身、支架、源的外包壳以及源与校准位置之间其他介质的吸收和散射，源发射的R谱已改变，剩余最大能量E,小于相应R发射谱的最大能量Em二。2.10剩余最大P射程R,e,.residualmaximumbetaparticlerange剩余最大R射程Re,是R谱剩余最大能量Er在吸收介质中的射程3在校准的距离上对p参考辐射的要求参考辐射的能量参考辐射的能量是指剩余最大R能量免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/"r12164-19993.2R谱形状理想参考辐射的R谱是由一种核素的一个R衰变分支谱形成的。若有多个分支谱，则要求所有主分支谱具有相近的最大能量，即E=、的变化应在20写以内。此外，参考源的外壳或附加过滤，应把低能分支谱的日发射率减少到主分支谱俘发射率的10%以下13剂量率的均匀性在校准的位置上，探测面积处的剂量率应尽量均匀。目前，系列r参考辐射的放射源无法产生大照射野高剂量率的均匀辐射场(见5.2.1)，本标准引人了系列哪参考辐射(见5.2-2)。在某一实际照射场直径范围内的均匀性，对三,<300keV，应优于10%;对E-)300keV，应优于5%3.4光子污染在俘参考辐射中，由于Y,X射线和韧致辐射所产生的光子剂量率对私(0.07)的贡献.应小于被校准仪器的R剂量当量率读数的50003.5R发射率随时间的变化由于衰变，R发射率随时间减少。用于产生参考辐射的放射性核素的半衰期应尽可能的长，最好一年以上适用于产生p参考辐射的核素表1给出了一些适合于产生参考辐射的一些核素的数据。实际应用时，放射性核素通常作成带有包壳的密封源.包壳材料将产生韧致辐射和特征x射线表1一些R核素的数据5源的特性及其测量5.1参考源的基本特性5.1门参考源的结构参考源的结构应具有如下特性:a)在应用和贮存期间所遇到的温度、湿度范围内，其化学形态应当是稳定的;b)包壳及结构应足够牢固和稳定，在正常应用条件下不会损坏，也无放射性物质泄漏。包壳不能太厚，应使E,值超过表2所推荐的最小值。5.1.2参考辐射特性的测量在校准的位置上，E,e值不得小于表2列出的数值免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面cB/T12164-1999表2在校准距离上E,的最小值MeV源E=曰C0.091打Pm0.132囚TI0.53"S+s0Y1.80""Rut`0"Rh2.8仁)E,可以用下面公式计算「见附录E(提示的附录)参考文献「5]1:(0.0091R,},+1):一1E=,22.4式中:E,—剩余最大能量,MeV;R,—剩余最大射程，mg/cm,,尺r可以用适当的探测器，如薄窗G-M计数管、薄窗电离室或闪烁探测器等进行测量测量R,时应将探测器人射窗面向源置于校准的位置上将吸收体直接放在探测器窗前吸收体应该采用聚乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、聚酷薄膜或其等效材料测出不同厚度吸收体时探测器的读数，然后依此对吸收体厚度作图，绘出读数的对数与吸收体厚度的关系曲线。尺r即为外推上述关系曲线中直线部分与较低水平光子本底部分的交点。吸收体厚度应计人探测器窗的厚度另外也可以采用R粒子谱仪例如Si(Li)谱仪来确定E,。对于系列I(表3)、系列II("℃和‘o"Ru+"Rh的校准距离分别为3mm和18mm)R参考辐射，图1给出了无窗非致冷Si(IA)谱仪在校准距离上iA9量的R粒子谱。测量的通量密度。。按其最大值0Em归一，数据没有做仪器分辨率或探测器反散射损失修正[见附录E(提示的附录)参考文献〔6]〕。可以看出，由于源包壳材料较厚仁附录c(标准的附录)的表c1中类型1],"Sr+"Y谱中仅有soy俘粒子的贡献;"0"Ru十’0sRh谱中明显存在两种成分。附录E(提示的附录)参考文献[7〕中给出了一些R粒子理论谱5门，3R污染参考源的放射性核素应具有足够的放射化学纯度。检查是否有不纯的R辐射的存在是困难的，一般可采用高分辨率谱仪系统例如GeQ_i)谱仪等测量与不纯的日辐射伴随的光子辐射从而判断是否有俘污染如果测量剩余最大射程R,。的吸收曲线中具有直线部分，且计算的E,e值恰好在表2与表1所列能量范围之间，则可认为R源的纯度满足作参考源的要求。注:如果乙超过E=,.,，表示参考源有R污染，污染物发射的归谱最大能量比参考核素的还高，不符合本标准的要求凡和E,应每两年测量一次。一1}V/峡舫几0.s5esI1u"}7PmionRuuRh0r0一一a00`一1000一一lsoo一_ooo一一二-2t,50-0不00p粒子能量，keV图1系列1、IR参考辐射的R粒子谱免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面CB/"r12164-19995.1.4光子污染光子污染是由放射性核素本身发射的光子(如表1所示)，以及在源包壳内产生的韧致辐射和特征x射线所致，典型的包壳材料是银。参考辐射中光子成分对校准结果的影响取决于被校准的探测器对光子的灵敏度，即取决于探测器的类型。对每种类型的探测器和放射性核素源，应当通过比较有吸收体和无吸收体时探测器响应的方法来确定光子的贡献。吸收体可选用5.1.2中所列的任意一种材料，但厚度必须保证足以刚好吸收全部R辐射5.2两个系列R参考辐射的特性用以产生两个系列参考辐射的R源的结构，附录n(提示的附录)作了详细地说明。5.2.1系列Ip参考辐射表3推荐了用以产生这个系列参考辐射的校准距离以及相应的展平过滤器的材料和结构，推荐的源最大直径为16mm,表3系列IR参考辐射的校准距离和讨9th器校准距离源到过滤器距离过滤器材料和尺寸外半径5cm，内半径。.975cm,厚度IImg/cm"的聚乙烯对苯二酸醋圆环两个叠在一起的聚乙烯对苯二酸酷同心圆盘，一个圆盘半径为Ic."厚度为7mg/cm";另一个半径为2.75cm，厚度25mg/cm"三个叠在一起的聚乙烯对苯二酸醋同心圆盘，I"Sr+"Y厚度均为25mg/cm"，半径分别为2cm,3cm和5cm过滤器应放在与源平面垂直的主轴上。对于每种核素，可通过更换不同活度的源来改变在校准距离上的剂量率。在校准距离上直径15cm面积范围内的剂量率均匀性。对,"Sr+o0Y和204TI源，应优于50a;对’"Pm源，应优于100o。这可以用一个面积约为1cm,，响应与人射的俘粒子能量无关的探测器来检验对于给定的过滤器结构来说，只是在某一特定的距离上，剂量率的均匀性才是最佳的〔见附录E(提示的附录)参考文献[8口和仁9口」。表4列出了在表3规定的条件下应用的源的单位活度剂量当量率的近似值。表4系列IR参考辐射在校准距离上单位活度剂量当量率单位活度剂量当量率的近似值核素I,Sv/(I·MB,I)10P.62"T168,0Sr十sly655.2.2系列IQ参考辐射当需要高剂量率时，可以采用表s中的源。这些源可以包括高活度点源或大面积平面源，系列I不带束流展平过滤器，能量范围比系列I宽。原则上从源表面到表5所示距离范围内均可用来进行校准附录E(提示的附录)参考文献[10〕给出了使用大面积源测量的示例。免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T12164-1999表5系列nR参考辐射的参考源活度和剂量当量率源特性剂量当量率核素标称活度近似活性区面积源表面L)的估计值在指定距离上的典型值MBqcm-Sv/h距离，cm剂量率，Sv/h"C190.06西0.006曰7Pm102253?00.003"T110l1110500.003"Srt"Y10"0.7700500.03"`Ru+"Rh1021.56100(〕0011)表面剂fit率应当用面积等于或小于源面积的探测器测量。在更大的距离上，由于空气的吸收，检验Er的值等于或大于表2所给出的值是特别重要的距源较近可以得到较高的剂量率，但照射场已很不均匀，因此在校准的距离上，应测量均匀性。若超过3.3的规定，在校准仪器时应进行修正源的校准在2.4和2.5中叙述了校准防护仪器时推荐的校准量。校准个人剂量系统通常需要使用适当的体模，如校准板型剂量计用一个200mm边长和10mm厚的有机玻璃板校准指环剂量计用长200mm和适当直径的有机玻璃捧。而环境监测仪是在自由空气中照射。系列I参考辐射采用展平过滤器，对于给定的过滤器和参考源只是在指定距离的校准面上的剂量率的均匀性才是最佳的，只能在该指定的距离上校准。系列1参考辐射可以在距源某一距离范围内进行校准，但其剂量率均匀的面积较小，除非校准距离远或源的面积较大。应当检验探测器整个面积上剂量率的均匀性，必要时要进行修正参考源的剂量率值可用下述方法之一确定仁见附录E(提示的附录)参考文献仁11」和仁12〕〕:a)由国家标准实验室直接测量;b)用适当的传递仪器[例如附录B(标准的附录)所述外推电离室]与在国家标准实验室或就近初级或次级标准实验室校准过的类似的源进行比对免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/"e12164-1999附录A(标准的附录)组织等效材料表八1给出了软组织及其他可视为组织等效材料的密度、单位体积电子数和主要化学元素含量等数据。表八1组织等效材料特性附录B(标准的附录)用外推电离室确定组织吸收剂量率B1外推电离室日辐射场中某一点上组织吸收剂量率D可以用外推电离室或固定体积的电离室来测定〔见附录E(提示的附录)参考文献[13],[14〕和「15[]。建议外推电离室及其7mg/cm`厚的人射窗用石墨或塑料等低原子序数的组织等效材料制成。电离室的侧壁和后壁的厚度要足以吸收辐射场中最大能量的R粒子，即厚度应大于R,。这样，电离室就相当于一个半无限大的组织等效体模，而均匀辐射束的面积应等于或大于该体模(人射窗口)的面积。剂量率D:由式(BI)得到:Dr=D.,XSTA(BI)一W-一只一X{d7D，"(B2)P.+(a丁式中DT-7mg/cm"深度上组织的吸收剂量率，Gy/s;D—满足布喇格一戈瑞条件下深度为7mg/cm2组织中空气的吸收剂量率，Gy/s;STA—组织与空气的平均质量碰撞阻止本领比。对于表1中的放射性核素，其推荐值为1.12仁见附录E(提示的附录)参考文献「13口〕。丽/‘—干燥空气中形成一个离子对所消耗的平均能量与基本电荷。之商〔(33.97士。.05).J/G]仁见附录E(提示的附录)参考文献[16]];b—收集电极的有效面积，cm";〔见附录E(提示的附录)参考文献〔17口〕PA—标准状况下空气的密度，g/cm,;免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/"r12164-1999(d7/dx)_—当电离室深度二趋于。时，电离室中产生的(已被修正过的)电离电流1除以电离室深度二所得商的极限。可通过求函数I(x)的斜率而得;了—用系数M修正过的正负离子电流的平均值。101.325T,X二二~。··一‘。，····。·。···。，······。。·(B3)293.15厂A式中;7",—环境空气温度，K;P,—环境气压，kPaB2修正因素由于下列因素，公式(B2)必须修正:a)在收集体积内，离子收集不完全(复合损失)。极化电压应当足够高，以使得在所有极间距离和剂量率的情况下，该影响均可忽略;b)P粒子的直接收集(极化效应)。为了消除该效应，应分别测量加正和负极化电压下的电离电流.然后取平均值。建议公式(B2)中的I用此平均值;c)电离室人射窗箔的静电吸引。在收集极和极化电极之间存在的静电场可使薄电极(人射窗少发生畸变，从而引起收集体积的变化。这个效应可以用调节极化电压的办法来避免，也就是电场强度在不同极间距离时均保持不变;d)收集体积周围介质引起的R辐射场的改变。R粒子由于散射而进人或离开收集体积取决于俘粒子的能量以及电离室的形状和材料;。)日源本身的光子发射;f)本底辐射;9)当温度、气压与标准条件不同时.在源和电离室之间的空气对P辐射吸收的变化〔见附录E(提示的附录)参考文献[1811;h)在测量中人射窗位置固定不变时，平均电子通量密度随电离室深度的增加而减少;j)空气的湿度。在大气中水蒸气的存在使空气路径上的密度比同样温度和气压条件下干燥空气的情况下的密度有所下降。对较高能量的源(如"}Sr+""Y)影响可以忽略，但对低能源"7Pm来说.湿度增加25%,剂量率可下降1%。空气湿度对形成一对离子所消耗的平均能量也有轻微的影响;k)前述公式(BI)有效的先决条件布喇格一戈瑞条件有可能未被满足附录c(标准的附录)剂量率随入射角的变化通常源的校准证书仅包含体模表面上软组织的吸收剂量率D(0,0)和组织深度为d，入射角-0,时的穿透系数T(d,0),T(d,0)=D(d,0)/D(0,0)。在这种情况下，“人射角”系指辐射场的对称轴与体模表面垂线之间的夹角表cl列出了5个点源的特征数据(活性材料的直径为1cm)和测定的剂量率〔见附录E(提示的附录)参考文献〔6]和〔19]]。这些源符合本标准要求，并且要由国家标准实验室校准。为了更完整的表征源的特性，表cl还包括了组织深度为。.07mm,0.2mm和0.5mm处的T(d,0)的典型值。由于空气的散射和辐射源有限的大小.即使。二。Q仍有许多R粒子斜射到体模上剂量率随人射角的变化可以用外推室进行测量。采用下面公式。由D(0.0),T(d.0)以及表c2中D(0.07,a)/D(0.07,0)的商，可以非常近似的计免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面Cs/T12164-1999算出x"(0.07,a).制、ID(0.07,-)L势x"ro.o7,a>=D(0,0)‘T(0.07川1.JD(0.07.0)表C1用于确定剂量(率)仪角响应的辐射源和过滤器源的类型1240核素叭Sr+,uY"Sr+`0Y90Sr+,,Y"TI-p.银窗的质量厚度、mg/cm"50士550士550士520士35士1保护层材料和质量厚度，金沉积渡层金沉积镀层不锈钢(80)不锈钢(80)电镀镍(0.5)n,g份mZ(10)(5)表3的过滤器有有无有有辐照距离cm3030303020T(O.07,0)1.011.021.060.990.13了(0，2，0)1.091.01L.tZ0.79了(0.510)1.121.021.16表C2不同人射角的D(0.07.a)ID(0.07,0)Dc0.07,04)C0.07的人射角a源类型(见表CD(。)一2一3}勺011111151.011.011.010.990.98301.051.071.050.960.81751.12〕.101.130.900.69601.151.111.190.737弓0.89f)861(〕950.50附录U(提示的附录)放射源的结构特性表Dl列出了用以产生日参考辐射场的放射源结构特性及可接受的三测量值。活性材料的均匀性可采用放射成像法确定表D1放射源的结构窗材料和质量厚度保护层材料和质量厚度F.,.，下限值核素化学形式包装材料mg/cm"mg/cm"Mev“C聚甲基碳一川丙烯酸甲醋同化学形式无无0.09"Pm碳酸矩银银(5)镍(0.5)0.13`"TI铬酸锭银银(20)金(5)0.53"lsy+"0Y碳酸惚银银cso)金(10)1.80"Sy+""Y碳酸铭银银(50)不锈钢(80)1.80，」Ru十’川R卜金属钉银银(50)金(10)2.80免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载'