核電廠防護水平γ射線空氣比釋動能標準裝置的建立

鄭文君海南核電有限公司，海南海口　572700

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核電廠防護水平γ射線空氣比釋動能標準裝置的建立

鄭文君
海南核電有限公司，海南海口572700

摘要光子外照射輻射劑量監測儀表在核電站穩定運行中發揮著重要作用。根據我國相關規定，輻射劑量監測儀表均為強制檢定計量器具，其常規檢定需在γ射線空氣比釋動能標準裝置中進行。經實驗確定，海南核電有限公司所建立的防護水平γ射線空氣比釋動能標準裝置，在距離放射源有效中心1m～5m的范圍內，空氣比釋動能率為10μGy/h～118mGy/h，Urel=7.8%（k=2）；輻射場徑向分布在3%以內滿足平方反比定律；在距離放射源1m處，20cm范圍內輻射場均勻性＜5%。結果表明，該標準裝置各項技術指標均滿足相關國家標準及檢定規程的要求，可開展外照射輻射劑量監測儀表的檢定工作。

關鍵詞海南核電；γ射線；空氣比釋動能；標準裝置

防護水平γ射線空氣比釋動能參考輻射是國際標準ISO4037-1和國家標準GB/T12162.1［1］所要求的參考輻射場的一部分，同時JJG393-2003［2］、JJG1009-2006［3］等計量檢定規程也分別提出了對于γ射線參考輻射計量性能的要求，因此，防護水平γ射線空氣比釋動能標準裝置的建立將為海南核電有限公司輻射監測儀表計量特性的確定，提供不可替代的計量保障手段和平臺。本項目的目的是建立防護水平γ射線空氣比釋動能計量標準裝置，為海南核電有限公司輻射監測儀器儀表提供檢定服務。保障對象主要為輻射防護用X、γ輻射劑量當量（率）儀和監測儀以及直讀式X.γ輻射個人劑量當量（率）監測儀。

1　裝置與實驗

1.1γ射線空氣比釋動能計量標準裝置的建立

γ射線空氣比釋動能計量標準裝置的建立依據GB/ T 12162.1-2000《用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應的X和γ參考輻射第1部分：輻射特性及產生方法》進行。主要包括2部分內容：1）照射系統、實驗平臺系統以及控制系統的建立；2）輻射場特征參數的確定。

1.2照射系統、實驗平臺系統以及控制系統的建立

1.2.1照射系統的建立

本項目所建立的γ射線照射系統包括：同位素放射源60Co（2枚）和137Cs（3枚），各放射源活度如表1所示；包括兩套源屏蔽準直裝置以及配套的快門系統。該照射系統最大表面泄漏劑量率小于2.5μSv/h。

1.2.2實驗平臺系統的建立

本項目所建立的實驗平臺系統可為輻射監測儀表的檢定和校準提供穩定支撐及精確定位，該系統在射束方向上行程為6m，定位精度好于±2mm；與射束垂直面的水平方向上行程為1.2m，定位精度好于±1mm；與射束垂直面的豎直方向上行程為0.3m，定位精度好于±1mm。

表1　各放射源活度

1.2.3控制系統的建立

本項目所設計的控制系統可實現如下功能：照射裝置控制、實驗平臺控制；安全、故障狀態以及各源、各檢定點劑量率等信息顯示等；同時具備檢定數據及證書管理功能，可根據實驗數據實時打印并存儲檢定證書或檢定結果通知書。

1.3輻射場特征參數的確定

1.3.1空氣比釋動能率的測量

本項目測量空氣比釋動能率所使用的標準器具為PTW-UNIDOS主機配接TW32002型電離室（靈敏體積為1000cm3），該標準器具由國防科技工業電離輻射一級計量站檢定合并，其量值可溯源至國家基準。利用該標準器分別測量距離各源有效中心1m處的空氣比釋動能率值以及1m～5m處空氣比釋動能率的分布，測量結果及討論見2.1節。

1.3.2輻射場均勻性的測量

本項目利用PTW-UNIDOS主機配接TW32005型電離室（靈敏體積為30cm3）對1m處輻射場均勻性進行測量，測量結果及討論見2.2節。

2　結果與討論

2.1空氣比釋動能測量結果及不確定度分析

距離各放射源有效中心1m處，空氣比釋動能率的測量結果如表2所示；不確定度分析如表3所示；1個照射裝置1m～5m處的縱向分布分別如圖1所示。

表2　距各放射源有效中心1m處空氣比釋動能率測量結果

表3　空氣比釋動能測量結果不確定度分析

圖1　空氣比釋動能率縱向分布

由表2和表3可知，距離放射源1m處，空氣比釋動能率范圍為0.258mGy/h～118mGy/h，相對擴展不確定度Urel=7.8%（k=2）；由圖1可知，在距離放射源1m～5m范圍內，各源空氣比釋動能率在3%以內與距離平方倒數成正比。

2.2輻射場均勻性測量結果

距離放射源1m處，輻射場均勻性測量結果如圖6所示。

圖2　輻射場均勻性測量結果

由圖2可知，在距離放射源1m位置處，與射束中心相對距離為±8cm位置，輻射場均勻性好于5%，由于測量所使用的電離室半徑為2.2cm，因此在射束中心相對距離為±10cm位置，輻射場均勻性好于5%。

3　結論

本項目所建立的防護水平γ射線空氣比釋動能計量標準裝置，在距離放射源有效中心1m～5m的范圍內，空氣比釋動能率范圍為10μGy/h～118mGy/h，相對擴展不確定度為Urel=7.8%（k=2）.；輻射場徑向分布在3%以內滿足平方反比定律；在距離放射源1m處，5%均勻的輻射場尺寸為20cm；各項技術指標均滿足相關國家標準及檢定規程的要求，可開展場所監測儀表及個人劑量計的檢定工作，為海南核電有限公司輻射防護監測提供可靠的計量保障。

參考文獻

［1］用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應的X和γ參考輻射第1部分：輻射特性及產生方法［S］.GB/T 12162.1.

［2］輻射防護用X、γ輻射劑量當量（率）儀和監測儀檢定規程［S］.JJG393-2003.

［3］直讀式X、γ輻射個人劑量當量（率）監測儀檢定規程［S］. JJG1009-2006.

中圖分類號TL4

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）165-0228-02

作者簡介：鄭文君，海南核電有限公司。