球形电离室型周围剂量当量计的实验研究

本文报道了根据国际辐射单位与测量委员会（ＩＣＲＵ）３９号报告推荐的用于环境或工作场所监测的周围剂量当量Ｈ＾＊（ｄ）的定义以及ＩＣＲＵ对其能量响应的要求所研制的球形电离室型周围剂量当量计，并对其主要性能进行了实验研究，刻度了响应因子。     

一种新型中子周围剂量当量(率)测量装置的性能实验

本文介绍一种新型中子周围剂量当量（率）监测方法,搭接了一套单球多计数器的中子周围剂量当量（率）监测装置,利用蒙特卡罗MCNP4A程序模拟计算了中子注量的响应函数,借用“少道”解谱软件进行解谱并对一些辐射防护量进行了计算.通过对^252Cf和Am-Be两种中子参考辐射场的测试,表明对中子注量率、周围剂量当量率、单位注量平均周围剂量当量和剂量当量平均能量的计算结果与参考值相比,偏差均小于10%, 这种监测方法较好地解决了中子剂量仪表的能量响应问题.     

250～500 kV X射线窄谱辐射质空气比释动能测量及剂量当量转换系数研究

辐射剂量仪表的准确测量是开展辐射防护工作的重要保障,根据ICRU中规定的实用量要求,需要在特定的参考辐射场中对其进行检定或校准。参考ISO 4037-1:2019,建立250～500 kV X射线窄谱系列参考辐射质,对所建辐射场的均匀性以及相应辐射质下的能谱进行研究。将由EGSnrc模拟的X射线能谱得到所建辐射质下的平均能量、分辨率以及实验测量得到的半值层值与ISO标准推荐值进行比较,结果均满足规范要求,表明新建辐射质准确可靠。利用A5电离室对新建辐射场中的空气比释动能进行测量,再根据X射线能谱信息计算得到的空气比释动能到剂量当量的转换系数,实现空气比释动能到周围剂量当量和个人剂量当量的转换,从而为各类辐射剂量仪表在该高能段的能量响应评价提供了测量条件,保证了量值的准确与可靠。     

固定式周围剂量当量率仪原位校准技术研究

固定式周围剂量当量率仪广泛分布于核电厂内部,用于常规连续监测或核事故后应急监测。由于采用固定安装,不便于拆卸送往计量实验室进行校准。为了确保固定式周围剂量当量率仪的量值准确,结合蒙特卡罗方法研制了周围剂量当量次级标准电离室和便携式γ射线辐照装置,并开展原位校准实验。将原位校准因子与实验室得到的校准因子进行比较分析,结果证明利用便携式γ射线照射装置配合周围剂量当量次级标准电离室能够较好的解决固定式周围剂量当量率仪的原位校准难题。      

常用辐射防护剂量监测仪表能量特性研究

通过采用X参考辐射和防护水平(~(137)Cs源、~(60)Co源)γ参考辐射,对目前常用辐射防护监测剂量仪表的能量响应特性开展实验研究,其光子能量范围为33keV~250keV、662keV和1250keV。文章主要介绍实验用辐射源及参考辐射场测量方法、剂量仪表校准及能量响应测量方法。实验得出常用的GM计数管、电离室和闪烁体三类场所剂量仪表能量响应曲线,并对测量数据进行处理分析,从而得到这三类剂量仪表的能量响应剂量特性。     

一种用于Hp(3)测量的电离室性能评价

人眼晶体易受辐照损伤,为直接测量人眼晶体的个人剂量当量Hp(3),通过自研的一种人体头颅模型,在眼球部位嵌入球形电离室,开展辐射环境中Hp(3)的准确性评价。首先在GB/T 12162.1标准中规定的S-Cs辐射质条件下对该仪器进行校准,再利用该校准因子在不同能量和入射角条件下测量,获得相应的能量和入射角修正因子k(E,α),同时对其本底电流和极化效应进行测量,最后探讨该电离室测量值准确性的影响因素。结果表明,Hp(3)电离室的校准因子NH=1.19 μSv/pC;在未进行能量和入射角修正情况下,测得其在33 keV~1.25 MeV能量范围内响应相对误差为-0.9%~12.6%,-60°~60°入射角范围内的响应相对误差为-7.9%~0%。通过不确定度评定,得到其校准因子的相对扩展不确定度为5.6%（k=2）;能量和入射角已知、未知时,Hp(3)测量值的相对扩展不确定度分别为9.4%（k=2）和18%（k=2）。对于能量和入射角未知情况下的辐射场,在不确定度范围内可直接利用该电离室测量得到辐射场的Hp(3)。本研究可为眼晶体个人剂量当量的准确测量提供参考。     

固定式周围剂量当量率仪原位校准技术研究

正固定式周围剂量当量仪广泛分布于核设施内部,包括核反应堆大厅、燃料元件操作区域、蒸发器室及人员经常经过的环廊区域和固体废物处理车间等,用于常规连续监测或核事故后应急监测。这类仪表具有灵敏度高、稳定性好、操作简便等优点,监测结果可用于人员防护及有效剂量E的评估。由于采用固定安装,通常不便于拆卸送往计量实验室进行校准。为了确保固定式周围剂量当量仪的量值准确,本工作结合蒙特卡罗方法研制了周围剂量当量次级标准电离室和便携式γ射线     

β剂量仪和个人剂量计校准

介绍了国际标准化组织核能标准化委员会辐射防护分委员会(ISO／TC 85／SC 2)专门针对β剂量仪和个人剂量计校准编制的标准ISO 6980，主要包括三个方面内容：β粒子参考辐射的产生方法，即建立满足要求的β粒子参考辐射；有关表征辐射场基本量(称为参考吸收剂量)的准确测定；场所和个人剂量仪表校准和它们能量响应与角响应的确定。着重介绍表征辐射场基本量即定义在组织板型模体中深度为0．07mm处的组织吸收剂量的准确测定，以及用校准量即定向剂量当量H′(0．07，Ω)和个人剂量当量Hp(0．07，Ω)对β剂量仪和个人剂量计的校准程序。文中同时给出了用外推电离室测量吸收剂量的不确定度估计举例，以及剂量仪校准的合成标准不确定度的组成成分。     

K荧光X参考辐射及其照射量测量

按国际标准ＩＳＯ４０３７研制的Ｋ荧光Ｘ参考辐射，性能基本符合该标准的要求，其能量范围为８．６４－９８．４ｋｅＶ。用校准过的薄窗电离室测量了参考辐射的量率。该参考辐射已用于校准Ｘ，γ剂量仪并剂量率仪并测定其能量响应。     

压水堆工作场所模拟中子参考辐射场的建立

利用串列加速器T(d,n)⁴He反应产生的14.8 MeV中子,以及适当的中子慢化散射装置建立了目前国内唯一的压水堆典型工作场所模拟中子参考辐射场。对不同中子慢化散射材料组合下的中子能谱及中子周围剂量当量进行了测量,并校准了2台典型结构的中子周围剂量当量率仪。将模拟中子参考辐射场下的校准因子和放射性核素中子源参考辐射场下的校准因子进行比较,发现放射性核素中子源参考辐射场下的校准因子明显偏高,且仪表类型不同,偏高的程度也有所区别,这主要是由于不同类型仪表的能量响应不同。相比之下,模拟中子参考辐射场更适合用于反应堆工作场所的中子剂量仪表的校准。     

基于ISO 4037-1：2019对60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质的研建

以ISO 4037 1：2019为依托,使用大体积自由空气电离室作为测量器具,采用半值层法建立60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质,实验得出的各辐射质的第1半值层和第2半值层的值均在标准规定的误差范围内。使用高纯锗谱仪对建立的X射线参考辐射质进行测量,得到不同辐射质下的脉冲幅度谱。数据处理和分析结果表明,建立的60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质的谱分辨率、平均光子能量和有效能量与ISO 4037 1：2019的推荐值有较好的一致性。本次实验建立的60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质满足ISO 4037 1：2019要求。     

Design and Research of Calibration Laboratory Equipment for Gamma Radiation Dosimeter in Nuclear Power Plant

A large number of radiation dosimeter are needed in nuclear power plant to ensure the safety of personnel and environment. Reference radiation is a necessary condition for the calibration of radiation dosimeter. Due to the large number of radiation dosimeters used in nuclear power plant, gamma calibration laboratory is usually built for the calibration of radiation dosimeter in nuclear power plant. The optimal design of ⁶⁰Co single source irradiation facility and ¹³⁷Cs multi-source irradiation facility was completed by Monte Carlo method. The scattering ratio and uniformity of radiation field were measured by PTW cavity ionization chamber. The results show that the technical parameters of gamma calibration laboratory meet the requirements of ISO4037 standard, and the equipment can be used to carry out the calibration and verification of radiation dosimetes in nuclear power plant after the standard evaluation.     

核电站γ辐射剂量仪校准实验室设备设计与研究

核电站在运行过程中需大量的辐射剂量仪,以确保人员和环境的安全。参考辐射是辐射剂量仪校准工作必备的条件,由于核电站运行过程中辐射剂量仪使用数量巨大,因此核电站通常建设γ校准实验室用于辐射剂量仪的校准检定工作。结合蒙特卡罗方法完成了⁶⁰Co单源照射装置和¹³⁷Cs多源照射装置的优化设计,并利用PTW空腔电离室对辐射场的散射比例和均匀性进行测量,结果表明,γ校准实验室的技术参数满足ISO4037标准要求,该设备经建标考核后可用于开展核电站γ辐射剂量仪的校准检定工作。     

15 keV~1.5 MeV单能光子及窄谱系列H*(10)/Kα转换系数的蒙特卡罗模拟

为克服由于不同标准实验室内X、γ射线照射装置所用X射线管型号及整体结构不相同,导致转换系数产生一定偏差的问题,本研究采用MCNP5程序建立照射装置模型,计算15 keV~1.5 MeV单能光子及N-40~N-200窄谱系列对应的H*(10)/Kα转换系数;利用自主研制的H*(10)次级标准电离室测量辐射场参考点处周围剂量当量率并作为参考值,与转换系数法进行对比以验证转换系数法计算结果的正确性。结果表明,蒙特卡罗模拟转换系数与ISO 4037-3推荐值的相对偏差在±4%以内,转换系数法与次级标准电离室法测量结果的相对偏差在3%以内,证明利用蒙特卡罗方法计算H*(10)/Kα转换系数可行,对于“非匹配参考辐射场”,可使用此方法进行周围剂量当量定值。     

Feasibility study on determining the conventional true value of gamma-ray air kerma in a minitype reference radiation

A minitype reference radiation(MRR) with dimensions of only 1 m × 1 m × 1 m has been developed for the in situ calibration of photon dosimeters.The present work conducts a feasibility study on determining the conventional true value of gamma-ray air kerma at the point of test in the MRR.Owing to its smaller dimensions,the scattered gamma-rays in the MRR are expected to induce a non-negligible interference with the radiation field compared with conditions in the standard reference radiation stipulated by ISO4037-1 or GB/T12162.1.A gamma-ray spectrometer was employed to obtain the spectra of scattered gamma-rays within the MRR,and the feature components of the spectra were extracted by principal component analysis to characterize the interference of a dosimeter probe in the radiation field.A prediction model of the CAK at the point of test was built by least squares support vector machine based on the feature component data obtained from nine sample dosimeters under five different dose rates.The mean prediction error of the CAK prediction model was within ±4.5%,and the maximum prediction error was about ±10%.     

脉冲X射线次级标准电离室研制及量传技术研究

为解决脉冲X射线参考辐射场剂量准确定值及校准的技术难题,本文结合理论计算、蒙特卡罗模拟和实验的方法研制了脉冲X射线次级标准电离室并建立了ms级脉冲X射线参考辐射场,开展了主动式电离辐射剂量仪的脉冲X射线响应测试工作。实验结果表明,目前在售主流主动式剂量计的脉冲剂量响应偏低甚至给出错误读数,不适用于短脉冲、高剂量率辐射场的剂量测量和预警,会对人员安全造成较大隐患,因此应研发适用于脉冲X射线的主动式电离辐射剂量仪并推广脉冲X射线计量校准工作。     

过滤 X-射线参考辐射

本文主要介绍复制 ISO4037中用于剂量仪表校准的四个过滤 X-射线参考辐射(宽谱,窄谱,低照射量率和高照射量率)的装置及检测结果。测试结果表明,除宽谱的110kV 能量点的分辨率超过标准规定的要求外,各个规范的参考辐射的射束质、场的均匀性和散射特性均符合了 ISO4037的要求。     

X射线参考辐射装置固有过滤层厚度的测量

固有过滤层厚度是X射线参考辐射装置的重要性能参数之一,需要进行定量测量。本研究以新版本ISO 4037-1标准规范为依据,以N系列辐射质（N-20~N-350）的X射线参考辐射装置为例,通过PTW30013电离室测量不同尺寸次级光阑下的辐射野,建立符合要求的实验环境。结果表明,采用半值层法测量得到该参考辐射装置的固有过滤层厚度为0.122 mm Al;通过增加铝过滤片厚度得出N-40~N-350辐射质下4 mm Al等效固有过滤层厚度;利用单质铝金属和铍金属在不同能量下质能衰减系数的转化关系,得出N-20~N-30辐射质下1 mm铍的等效固有过滤层厚度。本研究结果可为X射线参考辐射装置固有过滤的测量提供一定的参考。     

可作为校准检定用标准剂量计的能量补偿型高气压电离室改进

在电离辐射计量检定工作中,标准剂量计的测量结果通过检定逐级传递到工作计量器具,以实现单位统一和量值准确可靠。由于环境水平γ射线剂量率较低,国际上常用的PTW-UNIDOS系列标准剂量计无法满足需要。针对这一特点,结合蒙特卡罗方法对高气压电离室的X射线、γ射线和宇宙射线响应特性进行模拟计算,进行了能量补偿型高气压电离室改进。测试结果表明:剂量率约30 μGy/h时,能量补偿型高气压电离室在87 keV～1.25 MeV能量范围内相对于¹³⁷Cs γ射线的响应偏差不大于6%,宇宙射线和¹³⁷Cs γ射线的响应偏差不大于10%,在0.5 μGy/h～1 mGy/h范围内相对固有误差为-3%,0.5 μGy/h时的重复性为0.7%,校准因子的不确定度为4%(k=2),可作为环境水平标准剂量计在校准检定工作中使用。