环境与防护级的剂量测量
出处:按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第538页(3001字)
如前所述,国际放射防护委员会(ICRP)推荐的辐射防护剂量限值体系及我国的辐射防护规定都是以有效剂量(有效剂量当量)作为限值量的,但有效剂量是不能直接测量的,必须根据其他可以测量的量来代替或转换成基本限值量。ICRP把辐射场条件分为三种剂量当量水平:在低剂量当量水平监测时(相当于乙种工作条件,即一年内很少超过年限值的3/10),可以用剂量学测量的量、如照射量、空气比释动能和空气吸收剂量,直接视为相应的某个基本限值量;在中等剂量当量水平监测时(相当于甲种工作条件,可能超过年限值的3/10,或可能稍超过年限值量),应当使用转换系数把剂量学测量的量换算成辐射防护的量;受到不正常的较大剂量照射时,应使用人体中实际受到的吸收剂量。按照上面的建议,目前使用的环境监测或辐射防护仪表是以照射量或空气比释动能、空气吸收剂量的单位刻度的。
由于构成探测器(电离室、计数管、闪烁体等)的材料的原子组成与空气不同,使得大多数仪器每单位照射量的灵敏度在很大程度上随光子能量而改变(即有“能量响应”)。特别是在光电效应占优势的低能区,光子与物质相互作用的截面随光子能量和物质原子序数的不同而迅速变化,尤其是对原子序数较高的探测器,如闪烁探测器,和60C。γ射线相比,在低能区的灵敏可高20多倍。虽然从原则上说,适当选择探测器和包围探测器的材料,以及采取其他措施。能够使仪器的灵敏度大体保持不变,仪器的设计应当针对所关心的具体条件努力减少这种变化。但实际上远非所有的仪器在设计时都对此作了仔细的考虑。一些仪器在低能区(100keV以下)往往有成倍甚至十几倍的差别。所以,校准仪器的一个重要内容是确定仪器的能量响应特性。
国际标准IEC395和532及相应的国标G134835-84对辐射度护用携带式X、γ辐射剂量率仪和监测仪的能响特性作了如下规定:
在辐射能量50keV~1.5MeV区间,灵敏度相对60Co(或137Cs)的灵敏度,其变化的限值为±25%。对环境仪表,当辐射能量在上述区间时,要求灵敏度的变化限值为±30%。
用于仪器校准和确定能量响应的理想辐射场应具有分立的能量和准确已知的照射量率。ISO4037和相应的国家标准GB12162-90规定了用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X、γ参考辐射。这些辐射是:
1.30~250keV能量范围的过滤X辐射和241Am的γ辐射;
2.8~100keV能量的荧光X辐射;
3.600~1.3MeV能量范围的放射性核素发出的γ辐射;
4.根据核反应产生的4~9MeV窄谱光子辐射。
可根据特定的情况选择上述适当的参考辐射来校准仪器及确定其能量响应特性。
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