重鉻酸鹽劑量測量系統測量不確定度評定

郭權 何亮 孔林（中金輻照股份有限公司，廣東深圳518019）

重鉻酸鹽劑量測量系統測量不確定度評定

郭權 何亮 孔林（中金輻照股份有限公司，廣東深圳518019）

本文介紹依據依照JJF1018-1990和JJF1028-1991使用重鉻酸鹽液體劑量計檢測γ輻照劑量時，其檢測結果的不確定度評定方法。

不確定度；重鉻酸鉀（銀）液體劑量計

80年代以來，重鉻酸鹽體系劑量計的研究受到了足夠的重視，通過Matthews[1]和Sharpe[2]的研究，在體系中加入一定量Ag+離子和改用高氯酸介質，改善了輻射響應的線性及測量精密度，體系的穩定性也得到了顯著加強[3]。

測量不確定度是測試結果質量的衡量尺度；測量不確定度是測量結果可比性和可靠性的判定指標；測量不確定度可說明計量標準、檢定測試的水平；給出測量不確定度減小了測試結果的判定風險；通過評定測量不確定度可以分析影響測量結果的主要因素、評價分析測試方法,從而提高分析測試結果的質量[4]。

本文以重鉻酸鉀（銀）及重鉻酸銀液體劑量計為研究對象，分析重鉻酸鹽液體劑量計測量中的不確定度。

1 儀器、材料

材料：重鉻酸鉀（銀）液體劑量計：實驗室自制。

儀器：紫外可見分光光度計，JS-8900γ輻照裝置。

2 建立數學模型

D：吸收劑量，J/kg(或Gy)；Ao：劑量計溶液初始吸光度；At：輻照后劑量計溶液吸光度；a：國家劑量保證服務修正系數；t：輻照溫度，℃；G：20℃下離子還原為Cr3+的輻射化學產額，mol/J；ε6在350nm下的摩爾吸光系數，m2/mol；l：比色皿中溶液的光程長度，m；ρ：劑量計溶液的密度，kg/m3。

3 方法

選取6支重鉻酸鉀（銀）液體劑量計一起在JS-8900γ輻照裝置中進行輻照，輻照后分別測其440nm波長下吸光度；另選6支未輻照的重鉻酸鉀（銀）液體劑量計分別測440nm波長下吸光度。輻照溫度相同為40℃。依照JJF1059.1-2012進行不確定度評定[5]。

4 結果

根據劑量公式計算，輻照后吸收劑量平均值為：21.53kGy。

5 不確定度分析

5.1 A類標準不確定度（Ua）的評定

1）劑量計溶液初始吸光度重復測量引入的不確定

2）劑量計溶液輻照后吸光度重復測量引入的不確定

3）摩爾吸光系數ε6引入的不確定

主要是ε6計算過程中校正曲線引入的不確定度，根據CNAS-GL06-2006校正曲線引入的標準不確定計算公式為

因此ε6引入的標準不確定如下：0.000519%

5.2 B類不確定度

1）修正系數a引入的不確定度。

根據國家劑量保證服務校準證書(證書編號DYjl2014-1835），劑量不確定度U=4.0%（k=2)，因此根據校準證書修正測量結果引入的相對標準不確定為

2）測量輻照溫度t引入的不確定度。

根據檢定規程JJG 130-2011，使用的0-100℃水銀溫度計最大允許誤差為±1.5℃，按均勻分布計算，溫度測量引入的標準不確定為：u=1.5/3=0.867℃；

輻照溫度為40℃時引入的相對標準不確定為0.126%。

3）輻射化學產額G引入的不確定度。

根據JJF 1018-1990，20℃下Cr2O72-離子還原為Cr3+的輻射化學產額G=（0.0394±0.0006）μmol/J=（0.0394±0.0006）*10^(-6)mol/J。

按均勻分布計算，輻射化學產額G引入的相對標準不確定度為：0.879%。

4）比色皿中溶液的光程長度l引入的不確定度。

根據GB/T 26791-2011，比色皿光程誤差允許范圍為±0.008cm。

按均勻分布計算溶液的光程長度引入的相對標準不確定度為：

5）Cr3+摩爾吸光系數ε3引入的不確定度。

根據JJF1028-1991，ε3的取值為1.04±0.04m2/mol，按均勻分布計算，Cr3+摩爾吸光系數引入的標準不確定為：0.0231。

6）劑量計溶液的密度ρ引入的不確定度。

ρ的大小取值為1005kg/m3，對比JJF 1018-1990和JJF1028-1991的高量程劑量計和低量程劑量計的配方和密度推薦值，ρ的偏差不大于0.5kg/m3，由此按均勻分布計算，ρ引入的相對不確定為：

7）分光光度計讀數引入的不確定度。

儀器讀數變化的最小一個顯示值±0.001，按均勻分布計算。u=0.001/3=0.000577。

5.3 合成不確定度

相對合成標準不確定度為：

合成標準不確定度uC=urel(C)×21.53kGy≈0.49kGy。

相對擴展不確定度Urel=k×urel(C)≈4.6%；擴展不確定度為：U=k×uC≈0.98kGy（U由合成標準不確定度uc=0.49kGy和因子k=2而得）。

5.5 不確定度報告

含不確定度吸收劑量結果為：：D=(21.53±0.98)kGy，k=2。

6 結論

本文采用統計方法對重鉻酸鉀（銀）液體劑量計吸收劑量不確定度進行了分析，獲得了各分量不確定度，結果表明修正系數a對不確定度貢獻最大，其次是輻照化學產額。

[1]葉宏生，陳云東.重鉻酸銀劑量計的研制.CNIC-00855,IAE 0132,1-6.

[2]JJF1059.1-2012，測量不確定度評定與表示[S].