EJT1155-2002洗衣房用固定式放射性污染监测仪.pdf 15页

'ICS13.280F48备案号：11079－2003EJ/T1155－2002洗衣房用固定式放射性污染监测仪Installedmonitorsforthedetectionofradioactivecontaminationoflaundry(IEC1256：1996,MOD)2002－11－20发布2003－02－01实施国防科学技术工业委员会发布前言本标准修改采用IEC1256（1996）《辐射防护仪表——洗衣房用固定式放射性污染监测仪》。本标准与IEC1256的差异：将IEC1256中“引用标准”列出的在标准正文中没出现的IEC标准作为“参考文献”列在标准的最后；在标准的“规范性引用文件”中列出了我国的相关标准：GB/T8993《核仪器环境条件与试验方法》、GB/T10257《核仪器与核辐射探测器质量检验规则》和EJ528《核仪器安全通用要求》；在“设计特性”中增加了“电气安全”的内容；在温度和相对湿度的试验方法中，采用GB/T8993的方法；增加了“检验规则”的内容。本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口本标准起草单位：秦山核电公司。本标准主要起草人：徐宏明、顾凤岭。1范围本标准规定了洗衣房用放射性污染监测仪的最低性能要求和试验方法。本标准适用于工作服放射性污染监测仪。该监测仪用于工作服清洗后，决定复用前其放射性污染水平在可接受水平。本标准不适用于厂区外使用的工作服监测。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T8993—1998核仪器环境条件与试验方法GB/T10257核仪器与核辐射探测器质量检验规则EJ528核仪器安全通用要求IEC801工业—工艺测量和控制设备电磁兼容性3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1报警装置warningassembly当放射性污染超过预定值时给出声或光、或兼有声光警告信号的装置。3.2活度activityA在给定时刻，处在特定能态的一定量的某种放射性核素的活度A是dN除以dt而得的商：dNA=dt……………………………………………………（1）式中：dN——在该时间间隔dt内、该核素从该能态发生自发核跃迁数的期望值。3.3表面发射率surfaceemissionrate单位时间内从源表面或源窗射出的某种类型和能量的粒子数。3.4响应responseR通常是指示值I与被测量约定真值Q的比值。R=IQ…………………………………………………………（2）3.5源效率sourceefficiency源的表面发射率与单位时间内在源内或其他饱和层厚度内产生或释放的同一类型的光子数或粒子数的比值（在此定义下，源效率预期不超过0.5，但由于反散射粒子的贡献会明显提高此值）。注：该定义不考虑任何粒子的发射边界。3.6高效源highefficiencysource考虑到反散射粒子，能量大于5keV粒子、效率大于0.25的源。注：该定义适用于E>150keV的β发射体。βmax3.7小面积源smallareasource活性面积的最大线性尺寸不超过2cm的源（就α和β辐射来说的高效源）。3.8变异系数coefficientofvariationVX一组n个测量值i的标准偏差S与其算术平均值X的比值，由下式给出：S11n−2V==(X−X)−−n−1∑iXXi=1………………………………（3）3.9量的约定真值conventionallytruevalueofaquantity一个量的最佳估计值。此值与其不确定度由基准或次级标准确定，或者由一台经基准或次级标准校准过的参考仪器确定。 3.10指示值误差errorofindication在测量点上，表面发射率指示值与表面发射率约定真值之差。3.11环境本底ambientbackground监测仪工作地的γ辐射场，包括天然本底和监测仪附近放射源产生的辐射。3.12参考本底referencebackground人工产生的本底，用于模拟监测仪的设计最大环境本底。它包括天然本底和置于距试验监测仪探测器至少3m的137Cs源产生的附加辐射，也可用60Co源替代。4监测仪分类监测仪分类如下：4.1根据监测仪探测射线种类可分为：——α射线监测仪；——β射线监测仪；——X或γ射线监测仪；——上述各类混合式监测仪。4.2根据监测仪运行方式可分为：——静态监测仪：在监测过程中，被监测衣物和探测器相对静止；——动态监测仪：在监测过程中，探测器以恒定速度通过被监测衣物或被监测衣物以恒定速度通过探测器。测量可通过固定的时间周期或利用率表进行。4.3根据装置有无本底补偿可分为：——有环境本底补偿监测仪；——无环境本底补偿监测仪。5设计特性对于设计用于β和α污染的监测仪，应监测工作服的两面。5.1工作服定位监测仪的设计应使工作服所有部位均能根据本标准的要求予以监测。5.2易去污监测仪的设计和结构应使其在使用过程中被污染的危险性最小，并便于去污。5.3使用流气式探测器当使用流气式探测器时，所有试验均应在制造商给定的或略高于给定的连续供气流量下进行。当气体流量不连续时，制造商应保证监测仪能在平均或略低于给定值下正常运行。5.4微处理器驱动系统主电源中断当供电中断后达到14d，监测仪应在恢复供电10min内恢复正常运行。监测仪安装后初次使用应在48h内达到正常运行状态。5.5应急制动装置操作者无论处在任何操作位置，应能启动应急开关以停止工作服传送带或移动的探测器。这个应急开关应是自动开关以防止人员受伤。5.6显示5.6.1用户界面监测仪应至少显示以下信息：——合理的、每一步的用户操作指令；——当所测到的污染足以触发某个探测器报警时，该探测器的指示；——监测仪运行；——监测仪故障。 5.6.2故障查找以下信息用户不必可见：——能显示从任何测量通道来的信号；——供气流量正常的指示（如果使用）；——每个通道的报警整定值；——低值报警阈值；——本底太高而不能正常工作；——探测器供电电压正常的指示。5.7音响指示器5.7.1当测到污染时，应给出音响报警。5.7.2当显示可见故障指示时，监测仪或停止运行，或给出音响指示，或两者都有。这种音响指示应与5.7.1中的音响报警有所区别。5.8电气安全监测仪的防触电分类、电源（电源线、插头和连接器、开关和断路器、熔断器）、端子、介电强度、漏电流和绝缘电阻等的电气安全要求和试验方法应满足EJ528的规定。6性能要求和试验程序6.1性能监测仪最低性能要求应能探测下列辐射水平，并具有50%的置信度及可接受的误报率：——对于α探测系统：平均100cm2α表面发射率0.2s-1cm2；——对于β探测系统：平均100cm2β表面发射率2s-1cm2；——对于γ探测系统：平均100cm2γ活度40Bqcm-2。6.2一般试验程序6.2.1试验种类除非另有规定，这些试验认为是型式检验，尽管任一或所有试验可认为是经制造商和买方协商同意的验收检验。所述的要求为最低要求，可针对任何特定装置或功能加以延伸。参考条件和标准试验条件见表1。表1参考条件和标准试验条件参考条件标准试验条件影响量(除非制造商另有说明)(除非制造商另有说明)预热时间(气体供气)见9.1见9.1环境温度20℃18℃～22℃相对湿度65%50%～75%大气压强101.3kPa86kPa～106kPa交流供电电压标称电压UN（1±1%）UN交流供电频率50Hz（1±1%）50Hz环境γ辐射小于0.2µGy/h小于0.25µGy/h（空气吸收剂量率）外界电磁场可忽略小于引起干扰的最低值外界磁感应可忽略小于地磁场引起干扰的两倍装置控制器的位置置于正常工作状态置于正常工作状态放射性污染可忽略小于装置可探测的最低值 6.2.2标准试验条件下的试验在标准试验条件下进行的试验见表2。表2在标准试验条件下进行的试验影响量影响量参考值指示值的变化限值试验方法（条）响应随源不同位置的变化a)静态监测仪每5cm大于平均值的50%7.1.2.1b)动态监测仪每5cm大于平均值的75%7.1.2.2由制造商规定，但应小于6.1探测限—7.3中的给定值辐射能量α监测仪不作规定7.4.1.1β监测仪≥150keV由制造商规定7.4.1.2γ监测仪≥100keV(设计上可测到由制造商规定7.4.1.330keV)对其他辐射的响应a)α监测仪36Cl<0.1%7.5.2.1<0.01%7.5.1.1137β辐射Csγ辐射7.5.3.1b)β监测仪无特殊要求由制造商规定7.5.1.2137α辐射Csγ辐射7.5.3.1c)γ监测仪无特殊要求由制造商规定7.5.2.236α辐射Clβ辐射过载保护α辐射>104Bq241Am报警和满量程指示8.2β辐射>105Bq90Sr/90Y报警和满量程指示8.2γ辐射>105Bq137Cs报警和满量程指示8.26.2.3改变影响量的试验这些试验旨在确定影响量的变化所带来的影响，表3给出每个影响量的变化范围及随之发生的在有效报警点的变化限值。表3所示的影响量变化范围限定在标称的工作范围内，在此范围内指示值变化应保持在由制造商规定的限值内。这些限值应在任何情况下都不能超出表3规定的值。为了确定表3所列的任何一种影响量变化带来的影响，除非在试验程序中特别说明，所有其他影响量应保持在表1所列的标准试验条件限值内。为了简化每个影响量单独变化的试验，只需进行有效报警点变化的常规检验。如果认为给定的常规检验不能给出有代表性的指示值，则应进行监测仪其他方面性能的影响量变化试验。表3改变影响量进行的试验 影响量影响量数值变化范围指示值的变化限值相关条款温度+5℃～+45℃±30%10.1.2相对湿度20%～85%（35℃）±10%10.2.2电源电压（88%～110%）Un±10%10.4.2电源频率47Hz～51Hz±10%10.4.2外界电磁场____________________10.5.2外界磁感应____________________10.6.26.3统计涨落对于任何使用辐射的试验，由于辐射的随机性引起指示值的统计涨落占试验中允许的指示值变化的显著份额时，应取足够多的读数，以保证能够用足够的精度来估计这些读数的平均值。为了保证这些读数在统计上是独立的，相邻两次读数之间的时间间隔至少应为响应时间的三倍。6.4参考核素用于辐射测量有关试验的参考核素应是：36Cl（β测量）、241Am（α测量）和137Cs（用于探测γ和X辐射的装置）。也可使用其他β或γ放射性核素，但使用时测量结果应与用36Cl或137Cs的测量结果进行校正。6.5使用流气式探测器当探测器依靠连续供气或半连续供气进行放射性测量时，制造商应给出使用气体的成份和气体成份的容许百分比变化范围。监测仪应装有气体流量指示器。6.6使用密封气体探测器制造商应说明密封气体探测器的预期寿命。7辐射特性7.1响应随源不同位置的变化7.1.1要求应进行试验确定响应随源不同位置的变化。7.1.2试验方法7.1.2.1静态监测仪探测器的灵敏区都是呈矩形或矩形的组合。假设一个矩形网格刚好包括探测器的整个灵敏区，网格间x距应较大但尽可能接近5cm。即：探测器长度为xcm，则用于该方向网格间距应为ncm（n为x轴上的网格数），则：5（n+1）500keV。几种合适的放射性核素如下：——14C（E0.156MeV）；βmax——147Pm（E0.225MeV），应保证146Pm的含量低至不影响监测仪的校准；βmax——60Co（E0.31MeV），注意在使用这种核素时，应使监测仪对γ发射体的响应最小；βmax——185W（E0.43MeV）；βmax——36C1（E0.71MeV）；βmax——204T1（E0.77MeV）；βmax——210Bi（E1.17MeV），来自210Pb；βmax——89Sr（E1.46MeV），应注意这种物质的短半衰期。βmax7.4.1.3γ射线监测仪一般应能监测能量大于100keV的γ发射体，响应的测量应至少用下列三种能量的γ发射体进行：——<300keV；——300keV～1MeV；——>1MeV。当需要测量能量低于30keV的γ射线时，则需用能量低于30keV的γ或X射线发射体进一步测量响应。几种合适的放射性核素如下：——129I主要发射30keV半衰期1.6×107a；——241Am主要发射60keV半衰期433a，带足够厚的窗以吸收α粒子；——57Co主要发射122keV半衰期271d；——137Cs主要发射662keV半衰期30a；——60Co主要发射1173keV+1332keV半衰期5.27a。7.4.2试验方法用小面积源试验。7.4.2.1静态监测仪根据7.1.2.1的试验情况，找出一个位置，使得监测仪的响应尽可能接近但不超过由7.1.3.1所得的平均响应值，在该点放置选定核素的一个小面源，重新进行响应的测量。在这一点上，该响应与对参考核素的响应之比是7.4.1中所要求的比率。7.4.2.2动态监测仪开启监测仪，用指定核素的一个小面积源置于监测仪扫描范围内某一位置，使其峰值读数接近但不超过7.1.3.2给出的峰值平均值。在同样扫描范围内，峰值读数与对参考核素的峰值读数之比是7.4.1中所要求的比率。7.5其他电离辐射的响应设计用以测量某一种辐射的监测仪，应使其他辐射对它的影响尽可能小。7.5.1γ辐射7.5.1.1对α监测仪的要求 如7.4.2所述，当监测仪测量137Cs源时，对该核素的计数效率应小于0.01%。7.5.1.2对β监测仪的要求如7.4.2所述，当监测仪测量137Cs源时，对该核素的计数效率由制造商规定。7.5.2β辐射7.5.2.1对α监测仪的要求如7.4.2所述，当监测仪测量36Cl源时，对该核素的计数效率应小于0.1%。7.5.2.2对γ监测仪的要求如7.4.2所述，当监测仪测量36Cl源时，对该核素的计数效率由制造商规定。7.5.3α辐射7.5.3.1对β或γ监测仪的要求监测仪对参考α辐射的响应由制造商规定。7.5.3.2对同时测量α、β的监测仪的要求对于同时测量α/β表面污染并分别显示α、β污染的监测仪，β测量通道对α辐射的响应低于α测量通道的响应。这里涉及的是未经任何信号处理以前测得的计数或电流，尚未把危害的差异考虑在内。7.5.4试验方法放入如7.4中所描述的相应干扰辐射参考源，利用一定标器或相似设备，将所测响应按监测仪设计的相应参考源的响应予以确定。7.6型式检验和出厂检验的要求为确保监测仪的正常运行，应进行下列试验。7.6.1探测器每个探测器应在由制造商规定的电压下工作。制造商应说明使用的放射源的位置和种类。在这样条件下得到的计数效率应满足由制造商规定的最低可探测活度（MDA）或最低可探测表面发射率(MDSER)的指标要求。应检验探测器在其坪区内工作。7.6.2报警阈值制造商应通过输入一系列合适的脉冲检查每个测量通道的报警阈值是正确的。8过载保护8.1要求当辐射强度超过任何显示装置的相应满量程范围或高于监测仪报警整定值时，监测仪应显示超过最大值并一直保持报警。8.2试验方法将105Bq的137Cs源置于γ探测器最灵敏的位置，将105Bq的90Sr/90Y源置于β探测器最灵敏的位置，将104Bq的241Am源置于α探测器最灵敏的位置。对应的报警应触发，指出受到照射的探测器的报警信息。注：对于这项试验，传输装置或探测器可以是静止的。9可用性9.1预热时间当监测仪使用特殊气体供气时，要求其在安装就位后运行前供气一段时间（几个小时），此间供气不允许中断。这种情况不进行预热时间试验。制造商应明确告知买主从开始供气至运行之间的最短时间间隔，并给出满足本标准要求的从开始供电至运行之间的最短时间间隔。当监测仪不使用特殊气体供气时，则应在接通电源后预热30min投入运行。9.2断电当监测仪断电少于1h时，监测仪应能在供电恢复后的10min内正常运行，除了对报警状态进行复位外，无需其他干预。当监测仪恢复运行状态后应给出指示。10环境条件10.1温度10.1.1要求 温度在5℃～45℃范围内变化，监测仪指示值变化应小于在标准试验条件下指示值的30%。超出以上范围的试验可由制造商与买主商定。10.1.2试验方法由于符合本标准的大多数监测仪为整体或部分的报警组件，且是比环境试验室还大的整体装置，按要求可对监测仪的各个部分进行试验。试验方法按GB/T8993－1998附录A和附录B进行。a）探测器通道探测器通道包括探测器、相关放大器、甄别器、脉冲整形电路、高压电源，它们共同产生规则形状的脉冲，脉冲频率取决于测量的辐射强度。使用流气式计数器应确认所用气体处于试验温度下。探测器应置于一相关参考辐射中，使得在标准试验条件下从探测器得到的脉冲率在100s-1～1000s-1之间。在100s内记录计数率。温度降至5℃，4h后重新计数。然后温度升至45℃，4h后再计数。每次测计数前，监测仪应至少运行30min。记录计数率并且其变化不应超过标准试验条件下计数率的30%。使用相同的多个探测通道时，只需对其中一个通道进行试验，但探测器形状和大小应相同。b）信号处理单元必要时通过脉冲发生器输入脉冲，证实除以上试验的探测器通道以外电气回路不受温度在5℃～45℃范围内变化的影响。若测到其变化或率表上显示出由信号转换成的模拟量，则这些变化或模拟量读数的等效回路中的计数加上由探测器通道带来的任何误差仍应小于30%。10.2相对湿度10.2.1要求温度保持在35℃，相对湿度在20%～85%范围内变化，监测仪指示值变化应小于在标准试验条件下指示值的10%。10.2.2试验方法试验方法按GB/T8993－1998附录D进行。应保持相对湿度限值4h。10.3气压大多数监测仪不受气压正常变化的影响，故不需要进行此项影响的试验。当监测仪使用与空气连通的探测器时，则气压变化影响试验应由制造商和买主协商。10.4供电安装监测仪并通电运行。应急供电装置的必要性应由制造商和买主商定，本标准中不作规定。监测仪应采用由市电（220V、50Hz）供电的方式。三相供电可用于工作服传输机构或探测器阵列的驱动电机。10.4.1要求监测仪应能在电源电压标称值的88%~110%范围内及频率在47Hz~51Hz的范围内运行，监测仪指示值变化不应超过在标准试验条件下指示值的10%。10.4.2试验方法由于这种监测仪难于确定其性能的变化，故该试验方法分成两部分。a）探测器通道与温度试验相同，探测器应置于相似水平的辐射中，并配置附属装置，在下述情况下进行计数率测量：——在标称频率下，电压低于标称值12%；——在标称频率下，电压高于标称值10%；——在标称电压下，频率低于标称值3Hz；——在标称电压下，频率高于标称值1Hz。计数率差异不应超过正常电压和频率下的10%。b）信号处理单元应证实监测仪的所有其他部分不受上述电压和频率变化的影响，必要时借助于脉冲发生器或其他模拟器输入脉冲，使其水平正好高于和正好低于报警触发水平。 10.4.3电源瞬变10.4.3.1要求监测仪应能承受持续时间小于10ms的短暂供电中断而不影响正常工作，也不引起报警。如有更长时间的供电中断要求，由制造商和买主商定。经制造商和买主商定，监测仪应能承受任一随机相的瞬时过电压，而不会损坏或性能指标不超出规定值。10.4.3.2试验方法试验时，监测仪的输入电源应被中断10ms，对所有的工作方式应至少随机重复10次。监测仪的功能及显示应正确且不中断，也不需操作者重新复位。电压尖峰应迭加在电源上，峰值能量为0.1J，尖峰电压幅度应为电源电压的100%、200%和500%（相对于额定电源电压的百分率）。尖峰可由电容器放电产生或由任何可产生相同波形的方法产生。电源线应使用合适的抑制滤波器保护，包括至少一个500µH的扼流线圈以承受相应的线电流。应使用幅度各不相同的而相位处于电源电压峰位上的2个脉冲，或使用相对于电源相位随机分布的至少10个脉冲。任何出现在仪器输出端的瞬态变化或直流输出变化都应予以记录。监测仪的功能和显示应正确且不中断，也不需操作者重新复位。10.5外界电磁场当外界电磁场特别是射频场存在的情况下，除非在监测仪设计过程中采用了特别的预防措施，否则监测仪可能不工作或给出不正确指示值。10.5.1要求如果外界电磁场影响监测仪的指示值，制造商应对这种影响给出警告。如制造商声明某一装置对电磁场不敏感，制造商应说明监测仪进行试验的电磁辐射的频率范围和类型以及所用的最大场强。10.5.2试验方法由于频率变化范围很大，电磁辐射种类很多，故本标准没有给出试验方法。监测仪作为一台完整装置进行试验的方法由制造商和买主共同商定给出。IEC801给出了合适的试验方法。10.6外界磁场10.6.1要求如果外界磁场影响监测仪的指示值，制造商应对这种影响给出警告，并且在操作手册中说明。10.6.2试验方法制造商和买主协商确定。11检验规则11.1型式检验型式检验应按本标准规定的性能要求进行全检。检验项目及分组见表4，并应符合GB/T10257的规定。11.2出厂检验生产的每台监测仪应对本标准规定的过载保护、电源变化、环境温度和相对湿度等项目进行检验。检验项目及分组见表4，并应符合GB/T10257的规定。表4检验项目及分组表分组序号名称型式检验出厂检验要求试验方法1电气安全●●5.85.82响应随源不同位置的变化●●7.1.17.1.2A组3能量响应变化●○7.4.17.4.24其他电离辐射的响应●○7.5.1～7.5.37.5.45过载保护●●8.18.26温度●●10.1.110.1.2B组7相对湿度●●10.2.110.2.2 8供电电源变化●●10.4.110.4.29电源瞬变●●10.4.3.110.4.3.2D组9外界电磁场○○10.5.110.5.210外界磁场○○10.6.110.6.211气压○-10.310.3注：“●”—必检项目；“○”—选检项目；“-”—不要求项目。12标志、合格证书、操作及维修手册12.1标志监测仪外部的适当位置应有铭牌，铭牌内容包括装置名称、型号、编号、出厂日期、制造厂名等。运输箱上应有监测仪型号、小心轻放和防雨、防倒置等标记。12.2合格证书每台监测仪随带一份合格证书，至少应包括如下内容：——制造商或注册商标；——静态监测仪或动态监测仪；——使用的探测器类型；——监测仪类型和系列号；——指示值范围；——探测限；——探测限规定的运行速度；——总的探测灵敏区；——每个类型探头的单位面积有效质量及防护窗大小；——源不同位置的响应变化；——本底补偿方法及限值；——供电要求；——气体种类及要求最低流量（使用时）；——监测仪的尺寸及重量；——检验合格证明；——检验数据；——检验员标志。12.3操作及维修手册操作及维修手册应至少包括以下内容：——电路图，包括备件清单；——详细操作说明、维修及校准程序。13包装、运输、贮存13.1包装检验合格出厂的监测仪应有专门的包装。运输包装的减震设计应保证监测仪在规定的运输方式下，不致因长途运输而损坏，并还应考虑包装的防潮。13.2运输监测仪在外包装条件下，允许以汽车、火车、飞机、轮船等任意方式运输。有特殊要求的监测仪应该在说明书中说明专门的运输要求。13.3贮存温带地区使用的监测仪（－25℃～50℃），在制造商包装条件下，存放至少三个月后，其技术性能仍能符合本标准规定。 参考文献[1]IEC181：1964与电离辐射有关的电测仪器索引[2]IEC181A：1965与电离辐射有关的电测仪器索引—第一增订版[3]IEC50(151)：1978国际电工词典(IEV)—第151章：电气和磁力设备[4]IEC359电气和电子测量设备性能描述[5]ISO8769：1988表面污染监测仪标定用参考源—β发射体(E>0.15MeV)和α发射体βmax[6]IEC50(393)：1996国际电工词典(IEV)—第393章：核仪器—物理现象和基本概念[7]IEC50(394)：1996国际电工词典(IEV)—第394章：核仪器—仪表'