γ射线照射量标准装置的建立
作者：王贵林 柳敏华 王成国 阿拉坦 于凌 乌兰 王清芝
单位：010031 呼和浩特,内蒙古自治区放射卫生防护所
关键词：
对γ射线辐射量的监测是放射卫生防护的内容之一 对γ射线辐射量的监测是放射卫生防护的内容之一，特别是对放射性工作场所的监测，直接关系到从事放射性工作人员和居民的身体健康。为保证监测数据的准确可靠和量值的统一，对γ辐射防护仪器的定期检定是非常必要的。本γ射线照射量标准装置是为检定我区用于安全防护、医疗卫生等方面的γ辐射防护仪器而建立的。标准装置的构成及工作原理见图1所示。
1 γ射线准直照射器
, 百拇医药
图1 γ射线照射量标准装置的构成及原理 准直装置是北京华清公司参照ISO4037标准研制生产的，可装入7个放射源。根据实际工作需要，我们仅装入2个60Co源和2个137Cs源，活度分别为2.89×1010Bq、4.8×109Bq和6.7×108Bq、1.6×108Bq。照射器外壳为0.7mm厚钢，源的保护壳由厚13cm的铅制成，使透过外壳的外来射线束的注量减少到有用射线束的0.7‰。准直器由顺序排列的6个钨合金光阑组成，在四、五光阑中间设置了铅活塞式防护“快门”，开关时间约0.1秒。照射器通过电缆与测量室内的控制台连接，在控制台上可任选一个所需的放射源。为使射线束方向的空间尽可能大；我们将照射器安装在面积为36m2的辐照室一角高1.5米的混凝土平台上。
2 导轨与测量车
两条导轨的长均为7.5m，水平误差均≤1mm，导轨中一条为平面，另一条呈三角形面，这种结构可保证测量车前后移动时，其滚动轮行走的轨迹为二条平行线，从而使测量车沿导轨移动造成的位移偏差小于0.1%。两轨间距为85cm，在导轨的一侧镶有刻度钢尺，供选择照射距离用。测量车底部安装有三个滚动轴承轮，其中一侧为一个V型轮，凹面与三角形面轨镶嵌。另一侧为两个平面轴承轮。测量车的一侧有手动定位杆，用来固定测量位置。测量车高80cm，测量车上装有两块有刻度标尺、可左右滑动的金属板，用作调整被检仪器在射线束中的位置。
, 百拇医药
3 辐射安全防护系统
为保证工作人员的安全，我们在辐射场入口处设置了放射性标志，安装了自动控制联锁门，同时在迷路内安装了光继电控制装置，确保工作人员免受意外照射。
4 γ辐射场射线束照射野及其均匀度测量
辐射防护领域中使用的γ辐射防护监测仪多为电离室型，也有其他型式的，检定这类仪器时，要求准直射线束的截面必须大于被照射的探测器，在通过被检仪器探测中心并与射线束轴相垂直的平面上，探测器线度范围内各点照射量率的变化不得超过±3%,因此测量不同距离处射线束的照射野及其均匀度是一个重要的指标。我们用外径为12.5cm的电离室，在距源2.6米和3.0米处进行了测量，测量时电离室由射线束中心点逐点上、下、左、右移动，测量结果见图2。从图中可以看出，在2.6米和3.0米处，射线束截面为16cm和18cm的范围内曲线平直，变化微小，均匀度变化分别为1.5%和2.0%，满足JJG393-85检定规程的要求。为检验测量结果，我们用反平方定律，=AT/R2(其中A=3.045×1010Bq,T=1.32)，求得2.6米和3.0米处照射量率值分别为2.68和2.01，与测量值相比，误差<5%。
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图2 γ射线束照射野及其均匀度测量结果
5 散射辐射的测量
散射辐射是影响检定结果的主要因素之一，辐射场内的散射主要来自室壁反散射光子对总照射量率的贡献，这种影响对能量响应较差的仪器尤为显著，为此，我们用阴影屏蔽法分别在5个检定点进行了测量，屏蔽体由铅砖组成，面积为60cm×40cm，总厚度为15cm。测量时屏蔽体位于电离室与放射源之间。屏蔽体顶端距射线束轴7.5cm，电离室探测面与射线束同向放置在屏蔽体前，中心点距屏蔽体30cm，距射线束轴约20cm，测量结果见表1。结果表明，在2.3～3.5m之内，由环境的散射产生的照射量率为直接辐射的1.6%～2.2%，小于5%的规定，符合检定规程要求。
表1 散射辐射的测量
屏蔽体离 源距离(m)
测量值(2.58×10-7C*kg-1*h-1)
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无屏蔽(A)
有屏蔽(B)
(B/A)×%
2.3
32.04
0.50
1.56
2.6
25.72
0.42
1.63
3.0
19.22
, 百拇医药
0.38
1.98
3.2
16.50
0.36
2.18
3.5
13.60
0.30
2.21
6 重复性测量
标准装置的重复性是表征整套装置性能的一个带有综合性的指标，涉及标准剂量仪性能等多方面的因素，这个指标的好坏对检定结果的一致性起着重要作用。测量方法是将电离室放在射线束中，使探测器的几何中心点在射线束轴上，探测表面与射线束垂直、放射源共旋转10次，每调出一次测量5个数据，取5次读数的平均值为一次重复性测量值，用单次测量的相对标准偏差表示重复性，测量结果见表2。由表中的测量值计算得10次的平均值为13.67mR，标准差为 0.02，重复性<±2%。表2 60Co源重复性测量结果
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测量 序号
测量时间
(min)
离源距离
(m)
测量值
2.58×10-7C*kg-1*h-1
1
4
2.3
13.68
2
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4
2.3
13.68
3
4
2.3
13.65
4
4
2.3
13.65
5
4
2.3
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13.68
6
4
2.3
13.68
7
4
2.3
13.68
8
4
2.3
13.62
, 百拇医药 9
4
2.3
13.65
10
4
2.3
13.68
7 标准剂量仪
与标准装置配套的标准仪器是英国核子公司生产的FARMER剂量仪，探测器为600ml圆柱形空气电离室，配有三个附加窗，测量高能射线时安上附加窗，测量能量范围在10kV～250kV，照射量测量范围为0～2.641×10-4C*kg-1(1023.7mR)，仪器经国家计量院刻度，总不确定度为3%。仪器的长期稳定性监督是通过定期测量活度为1.11×106Bq的90Sr检验源来实现的，长期测量的相对偏差≤±1%。
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8 标准装置的误差分析和总不确定度
标准装置的误差主要来源于标准仪器校准因子的不确定度和检定装置的传递误差。其中校准因子及其不确定度的改变是仪器在使用过程中由于其电器性能的变化等因素带来的，为消除或减少这种误差，用作标准的剂量仪器必须定期经高一级标准刻度，这样即能保证量质的准确传递，同时又能使所传递和量质追溯到国家基准。检定装置的传递误差是由标准仪器的测量误差，环境温度、气压，环境散射及探测器定位时位移带来的误差造成的。由于我们采用替代法进行检定，所以可将各项误差单独估计如下：①标准剂量仪的总不确定度3%(k=3)。②温度读数误差±0.2%。③气压读数误差±0.1%。④散射误差±0.1%。⑤探测器定位误差±0.3%。用平方和根法将上述5项合成后，求得标准装置的总不确定度为3.2%。参考文献
1 中华人民共和国国家计量检定规程，JJG393-85.
2 赵士庵，欧向明，崔广志，等.X射线照射量(治疗水平)标准装置的研究和建立.中华放射医学与防护杂志，1995，15：29-32.
(收稿：1996\|04\|07 修回：1996\|07\|15), http://www.100md.com
单位：010031 呼和浩特,内蒙古自治区放射卫生防护所
关键词：
对γ射线辐射量的监测是放射卫生防护的内容之一 对γ射线辐射量的监测是放射卫生防护的内容之一，特别是对放射性工作场所的监测，直接关系到从事放射性工作人员和居民的身体健康。为保证监测数据的准确可靠和量值的统一，对γ辐射防护仪器的定期检定是非常必要的。本γ射线照射量标准装置是为检定我区用于安全防护、医疗卫生等方面的γ辐射防护仪器而建立的。标准装置的构成及工作原理见图1所示。
1 γ射线准直照射器
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图1 γ射线照射量标准装置的构成及原理 准直装置是北京华清公司参照ISO4037标准研制生产的，可装入7个放射源。根据实际工作需要，我们仅装入2个60Co源和2个137Cs源，活度分别为2.89×1010Bq、4.8×109Bq和6.7×108Bq、1.6×108Bq。照射器外壳为0.7mm厚钢，源的保护壳由厚13cm的铅制成，使透过外壳的外来射线束的注量减少到有用射线束的0.7‰。准直器由顺序排列的6个钨合金光阑组成，在四、五光阑中间设置了铅活塞式防护“快门”，开关时间约0.1秒。照射器通过电缆与测量室内的控制台连接，在控制台上可任选一个所需的放射源。为使射线束方向的空间尽可能大；我们将照射器安装在面积为36m2的辐照室一角高1.5米的混凝土平台上。
2 导轨与测量车
两条导轨的长均为7.5m，水平误差均≤1mm，导轨中一条为平面，另一条呈三角形面，这种结构可保证测量车前后移动时，其滚动轮行走的轨迹为二条平行线，从而使测量车沿导轨移动造成的位移偏差小于0.1%。两轨间距为85cm，在导轨的一侧镶有刻度钢尺，供选择照射距离用。测量车底部安装有三个滚动轴承轮，其中一侧为一个V型轮，凹面与三角形面轨镶嵌。另一侧为两个平面轴承轮。测量车的一侧有手动定位杆，用来固定测量位置。测量车高80cm，测量车上装有两块有刻度标尺、可左右滑动的金属板，用作调整被检仪器在射线束中的位置。
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3 辐射安全防护系统
为保证工作人员的安全，我们在辐射场入口处设置了放射性标志，安装了自动控制联锁门，同时在迷路内安装了光继电控制装置，确保工作人员免受意外照射。
4 γ辐射场射线束照射野及其均匀度测量
辐射防护领域中使用的γ辐射防护监测仪多为电离室型，也有其他型式的，检定这类仪器时，要求准直射线束的截面必须大于被照射的探测器，在通过被检仪器探测中心并与射线束轴相垂直的平面上，探测器线度范围内各点照射量率的变化不得超过±3%,因此测量不同距离处射线束的照射野及其均匀度是一个重要的指标。我们用外径为12.5cm的电离室，在距源2.6米和3.0米处进行了测量，测量时电离室由射线束中心点逐点上、下、左、右移动，测量结果见图2。从图中可以看出，在2.6米和3.0米处，射线束截面为16cm和18cm的范围内曲线平直，变化微小，均匀度变化分别为1.5%和2.0%，满足JJG393-85检定规程的要求。为检验测量结果，我们用反平方定律，=AT/R2(其中A=3.045×1010Bq,T=1.32)，求得2.6米和3.0米处照射量率值分别为2.68和2.01，与测量值相比，误差<5%。
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图2 γ射线束照射野及其均匀度测量结果
5 散射辐射的测量
散射辐射是影响检定结果的主要因素之一，辐射场内的散射主要来自室壁反散射光子对总照射量率的贡献，这种影响对能量响应较差的仪器尤为显著，为此，我们用阴影屏蔽法分别在5个检定点进行了测量，屏蔽体由铅砖组成，面积为60cm×40cm，总厚度为15cm。测量时屏蔽体位于电离室与放射源之间。屏蔽体顶端距射线束轴7.5cm，电离室探测面与射线束同向放置在屏蔽体前，中心点距屏蔽体30cm，距射线束轴约20cm，测量结果见表1。结果表明，在2.3～3.5m之内，由环境的散射产生的照射量率为直接辐射的1.6%～2.2%，小于5%的规定，符合检定规程要求。
表1 散射辐射的测量
屏蔽体离 源距离(m)
测量值(2.58×10-7C*kg-1*h-1)
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无屏蔽(A)
有屏蔽(B)
(B/A)×%
2.3
32.04
0.50
1.56
2.6
25.72
0.42
1.63
3.0
19.22
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0.38
1.98
3.2
16.50
0.36
2.18
3.5
13.60
0.30
2.21
6 重复性测量
标准装置的重复性是表征整套装置性能的一个带有综合性的指标，涉及标准剂量仪性能等多方面的因素，这个指标的好坏对检定结果的一致性起着重要作用。测量方法是将电离室放在射线束中，使探测器的几何中心点在射线束轴上，探测表面与射线束垂直、放射源共旋转10次，每调出一次测量5个数据，取5次读数的平均值为一次重复性测量值，用单次测量的相对标准偏差表示重复性，测量结果见表2。由表中的测量值计算得10次的平均值为13.67mR，标准差为 0.02，重复性<±2%。表2 60Co源重复性测量结果
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测量 序号
测量时间
(min)
离源距离
(m)
测量值
2.58×10-7C*kg-1*h-1
1
4
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13.68
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13.62
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2.3
13.65
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13.68
7 标准剂量仪
与标准装置配套的标准仪器是英国核子公司生产的FARMER剂量仪，探测器为600ml圆柱形空气电离室，配有三个附加窗，测量高能射线时安上附加窗，测量能量范围在10kV～250kV，照射量测量范围为0～2.641×10-4C*kg-1(1023.7mR)，仪器经国家计量院刻度，总不确定度为3%。仪器的长期稳定性监督是通过定期测量活度为1.11×106Bq的90Sr检验源来实现的，长期测量的相对偏差≤±1%。
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8 标准装置的误差分析和总不确定度
标准装置的误差主要来源于标准仪器校准因子的不确定度和检定装置的传递误差。其中校准因子及其不确定度的改变是仪器在使用过程中由于其电器性能的变化等因素带来的，为消除或减少这种误差，用作标准的剂量仪器必须定期经高一级标准刻度，这样即能保证量质的准确传递，同时又能使所传递和量质追溯到国家基准。检定装置的传递误差是由标准仪器的测量误差，环境温度、气压，环境散射及探测器定位时位移带来的误差造成的。由于我们采用替代法进行检定，所以可将各项误差单独估计如下：①标准剂量仪的总不确定度3%(k=3)。②温度读数误差±0.2%。③气压读数误差±0.1%。④散射误差±0.1%。⑤探测器定位误差±0.3%。用平方和根法将上述5项合成后，求得标准装置的总不确定度为3.2%。参考文献
1 中华人民共和国国家计量检定规程，JJG393-85.
2 赵士庵，欧向明，崔广志，等.X射线照射量(治疗水平)标准装置的研究和建立.中华放射医学与防护杂志，1995，15：29-32.
(收稿：1996\|04\|07 修回：1996\|07\|15), http://www.100md.com