CN117872455A - 一种标准β-γ混合辐射场构建装置及校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种标准β‑γ混合辐射场构建装置和校准方法，涉及电离辐射计量技术领域，该装置包括β参考辐射装置和γ参考辐射装置，两者之间的距离和角度可随意调节，组成不同角度、不同剂量率的β‑γ混合辐射场；β参考辐射装置包括β参考源和β源支架，β源支架包括水平平行布置的两根支架，两者通过轨道连接；其中一根支架上设置有竖向布置的第三支架；β参考源安装在第三支架上；轨道上设置有可沿轨道滑动的底托，底托内设有支撑杆，支撑杆末端设有校准仪器放置台；γ参考辐射装置包括γ参考源，出射光阑及衰减器设置在γ参考源前端；γ参考源设在定位升降支架上端面。本发明提供的装置和方法能够更准确估算β‑γ混合场下的人员受照剂量。
Description
技术领域
本发明属于电离辐射计量技术领域，具体涉及一种标准β-γ混合辐射场构建装置及校准方法。
背景技术
β射线是电离辐射防护的重点监测对象，其穿透能力介于α射线和γ射线之间。β射线照射会对人体造成损伤，受照剂量1Gy以上就存在皮肤癌的致病风险，3Gy以上将直接导致红斑、眼晶体浑浊、皮肤坏死等疾病的发生。为了保护放射性工作人员，ICRP 118号报告和IAEA新BSS标准将眼晶体剂量限值从原限值150mSv/a降为5年内平均不得超过20mSv/a，且任一年不得超过50mSv。由此针对β辐射监测已引起国际重视。
β弱贯穿辐射危害广泛存在于核工业、放射医学、核技术应用等诸多领域。核燃料加工、反应堆核岛检修过程中会接触到大量β射线，工作人员的肢端、皮肤及眼晶体可能受到较大的弱贯穿辐射剂量，引起组织的辐射损伤，所以在操作β放射性物质的场所，需要使用性能优良的β剂量仪表进行现场监测。另外，核衰变产生β射线时，通常同时会伴有γ射线，其会对β射线的测量造成一定的干扰，因此β-γ混合辐射场成为主要的关注场所，但当前没有专门的探测器可以在β-γ混合场中直接测量给出β射线的剂量贡献，往往需要在不同的辐射场中分别进行校准，难以给出混合辐射场下的校准因子。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种标准β-γ混合辐射场构建装置及校准方法，使用该装置和校准方法能够更准确估算β-γ混合场下的人员受照剂量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种标准β-γ混合辐射场构建装置，包括β参考辐射装置和γ参考辐射装置，其中：
所述β参考辐射装置主要包括β参考源和β源支架，所述β源支架包括水平平行布置的第一支架和第二支架，以及一根竖向布置的第三支架，所述第一支架和第二支架之间通过轨道连接；所述第三支架的一端与所述第一支架连接；所述β参考源前端配置有快门，用于控制β射线的出射，所述β参考源固定安装在所述第三支架上；所述轨道上设置有可沿轨道滑动的底托，所述底托内竖向插入有支撑杆，所述支撑杆末端设置有校准仪器放置台，用于放置待校准仪器；通过所述底托沿所述轨道滑动实现所述β参考源与被校准仪器之间距离的调节；
所述γ参考辐射装置主要包括γ参考源和出射光阑及衰减器，所述出射光阑及衰减器固定设置在所述γ参考源前端；所述γ参考源放置在定位升降支架上端面，通过所述定位升降支架的升降实现不同的定位高度；
所述β参考辐射装置和所述γ参考辐射装置之间的距离和角度可随意调节，从而组成不同角度、不同剂量率的β-γ混合辐射场。
进一步，如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，所述第三支架的顶端安装有报警灯，具有报警功能。
进一步，如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，所述第一支架的一端安装有温湿度传感器，用于记录实验室当前情况下的环境条件。
进一步，如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，所述底托可自转，旋转度数分别为15°、30°、45°和60°。
进一步，如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，所述校准仪器放置台可实现360度旋转，以便进行角响应测试。
进一步，如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，根据需要，选用不同能量的所述γ参考源；所述出射光阑及衰减器通过使用不同的衰减片达到出射不同的空气比释动能率。
进一步，如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，所述γ参考源上配置有γ源开关，通过专用钥匙旋转所述γ源开关实现所述γ参考源的出射，同时对所述γ参考源进行保护。
进一步，如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，所述定位升降支架底部配置有滑轮，通过所述滑轮实现所述γ参考辐射装置的整体移动，从而实现所述γ参考辐射装置与被校准仪器的距离和角度调节。
使用如上所述的标准β-γ混合辐射场构建装置进行辐射监测仪器的校准方法，包括以下步骤：
S1、将β参考辐射装置和γ参考辐射装置组合，形成β-γ混合辐射场；
S2、使用经量值溯源的外推电离室标准器，测量当前环境条件下的不同距离处的H′(0.07)约定值；
S3、将需校准的辐射监测仪器，配备相应的体模，放置于校准仪器放置台上，记录本底计数率后，调节某一特定的距离，同时开启γ参考辐射装置快门和β参考辐射装置的快门，记录所述辐射监测仪器在不同测量距离的H′(0.07)值；
S4、最后进行数据处理，根据检定规程或校准规范完成辐射监测设备的校准。
进一步，如上所述的辐射监测仪器的校准方法，步骤S3中至少停留三倍仪器响应时间，以保证测量的准确性。
与现有技术相比，本发明提供的标准β-γ混合辐射场构建装置及校准方法，具有以下有益效果：
该标准β-γ混合辐射场构建装置主要用于核电现场及其它放射性场所β-γ混合辐射场情况下的β辐射监测。在对现场源项清楚的情况下，可在该标准辐射场中完成皮肤个人剂量计、眼晶体剂量计、定向剂量当量率仪等设备的校准和测试，给出准确的校准因子，能更准确估算β-γ混合场下的人员受照剂量，系统性解决场所和人员的弱贯穿辐射监测问题。
附图说明
图1为本发明实施方式中提供的一种标准β-γ混合辐射场构建装置的结构示意图；
图2为使用图1所述装置进行辐射监测仪器的校准方法流程图；
图中：1-参考源、2-报警灯、3-β源支架、4-温湿度传感器、5-校准仪器放置台、6-底托、7-轨道、31-第一支架、32-第二支架、33-第三支架；
8-γ源开关、9-γ参考源、10-定位升降支架、11-滑轮、12-出射光阑及衰减器。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1示出了本发明实施方式中提供的一种标准β-γ混合辐射场构建装置的结构示意图，该装置包括β参考辐射装置和γ参考辐射装置，β参考辐射装置和γ参考辐射装置为便携式装置，通过γ参考辐射装置配备的滑轮，两者之间的距离和角度可随意调节，可组成不同角度、不同剂量率的β-γ混合辐射场，各部分的结构和功能说明如下：
β参考辐射装置主要包括β参考源1、报警灯2、β源支架3、温湿度传感器4、校准仪器放置台5、底托6和轨道7，其中：
β源支架3包括水平平行布置的第一支架31和第二支架32，以及一根竖向布置的第三支架33，第一支架31和第二支架32之间通过轨道7连接；第三支架33的一端与第一支架31连接，另一端上设置报警灯2，具有报警功能；β参考源1具有快门，β参考源1固定在第三支架33上；温湿度传感器4设置在第一支架31的一端，用于记录实验室当前情况下的环境条件；轨道7上设置有可沿轨道7滑动的底托6，底托6可进行自转，旋转度数分别为15°、30°、45°和60°；底托6内竖向插入一根支撑杆，支撑杆末端设置有校准仪器放置台5，用于放置待校准仪器，校准仪器放置台5可实现360度旋转，以便进行角响应测试；通过底托6沿轨道7滑动实现β参考源与被校准仪器之间距离的调节。
γ参考辐射装置主要包括γ源开关8、γ参考源9、定位升降支架10、滑轮11和出射光阑及衰减器12，其中：
γ参考源9放置在定位升降支架10上端面，根据需要可选用不同能量的γ参考源9，通过定位升降支架10的升降实现不同的定位高度；γ参考源9上配置有γ源开关8，通过专用钥匙旋转γ源开关8可实现γ参考源9的出射，同时对γ参考源9进行保护；γ参考源9前端设置有出射光阑及衰减器12，可通过使用不同的衰减片达到出射不同的空气比释动能率；定位升降支架10底部配置有滑轮11，通过滑轮11实现γ参考辐射装置的整体移动，从而实现γ参考辐射装置与被校准仪器的距离调节。
针对某一距离、某一角度β-γ混合辐射场H′(0.07)约定真值的定值有三种测量方法：
(1)使用经量值溯源的外推电离室标准器测量某一距离、某一角度的β参考辐射装置定向剂量当量H′(0.07)值；
(2)使用经量值溯源的外推电离室标准器测量某一距离、某一角度的γ参考辐射装置的H′(0.07)值；
(3)使用经量值溯源的外推电离室标准器测量某一距离、某一角度的γ参考辐射装置和β参考辐射装置混合情况下的H′(0.07)值。
经测试发现第(3)种测量结果与前两种条件下测量H′(0.07)值之和的比为1.009。因此可将第(3)种测量方法下的H′(0.07)测量值作为约定真值。
基于上述结论和上述标准β-γ混合辐射场构建装置进行辐射监测仪器的校准方法，参考图2所示的流程图，该方法包括以下步骤：
S1、实验室校准时，将β参考辐射装置和γ参考辐射装置组合，形成β-γ混合辐射场；
S2、使用经量值溯源的外推电离室标准器，测量当前环境条件下的不同距离处的H′(0.07)约定值；
S3、将需校准的皮肤个人剂量计、眼晶体剂量计或定向剂量当量率仪等设备，配备相应的体模，放置于校准仪器放置台，记录本底计数率后，调节某一特定的距离，同时开启γ参考辐射装置快门和β参考辐射装置的快门，记录仪器在不同测量距离的H′(0.07)值。至少停留3倍仪器响应时间，以保证测量的准确性；
S4、最后进行数据处理，根据检定规程或校准规范完成辐射监测设备的校准。
本发明提供的标准β-γ混合辐射场构建装置及校准方法，主要用于核电现场及其它放射性场所β-γ混合辐射场情况下的β辐射监测。在对现场源项清楚的情况下，可在该标准辐射场中完成皮肤个人剂量计、眼晶体剂量计、定向剂量当量率仪等设备的校准和测试，给出准确的校准因子，能更准确估算β-γ混合场下的人员受照剂量，系统性解决场所和人员的弱贯穿辐射监测问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，所述装置包括β参考辐射装置和γ参考辐射装置，其中：
所述β参考辐射装置主要包括β参考源(1)和β源支架(3)，所述β源支架(3)包括水平平行布置的第一支架(31)和第二支架(32)，以及一根竖向布置的第三支架(33)，所述第一支架(31)和第二支架(32)之间通过轨道(7)连接；所述第三支架(33)的一端与所述第一支架(31)连接；所述β参考源(1)前端配置有快门，用于控制β射线的出射，所述β参考源(1)固定安装在所述第三支架(33)上；所述轨道(7)上设置有可沿轨道(7)滑动的底托(6)，所述底托(6)内竖向插入有支撑杆，所述支撑杆末端设置有校准仪器放置台(5)，用于放置待校准仪器；通过所述底托(6)沿所述轨道(7)滑动实现所述β参考源(1)与被校准仪器之间距离的调节；
所述γ参考辐射装置主要包括γ参考源(9)和出射光阑及衰减器(12)，所述出射光阑及衰减器(12)固定设置在所述γ参考源(9)前端；所述γ参考源(9)放置在定位升降支架(10)上端面，通过所述定位升降支架(10)的升降实现不同的定位高度；
所述β参考辐射装置和所述γ参考辐射装置之间的距离和角度可随意调节，从而组成不同角度、不同剂量率的β-γ混合辐射场。
2.根据权利要求1所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，所述第三支架(33)的顶端安装有报警灯(2)，具有报警功能。
3.根据权利要求2所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，所述第一支架(31)的一端安装有温湿度传感器(4)，用于记录实验室当前情况下的环境条件。
4.根据权利要求3所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，所述底托(6)可自转，旋转度数分别为15°、30°、45°和60°。
5.根据权利要求4所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，所述校准仪器放置台(5)可实现360度旋转，以便进行角响应测试。
6.根据权利要求1-5任一项所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，根据需要，选用不同能量的所述γ参考源(9)；所述出射光阑及衰减器(12)通过使用不同的衰减片达到出射不同的空气比释动能率。
7.根据权利要求6所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，所述γ参考源(9)上配置有γ源开关(8)，通过专用钥匙旋转所述γ源开关(8)实现所述γ参考源(9)的出射，同时对所述γ参考源(9)进行保护。
8.根据权利要求7所述的标准β-γ混合辐射场构建装置，其特征在于，所述定位升降支架(10)底部配置有滑轮(11)，通过所述滑轮(11)实现所述γ参考辐射装置的整体移动，从而实现所述γ参考辐射装置与被校准仪器的距离和角度调节。
9.使用权利要求1-8任一项所述的标准β-γ混合辐射场构建装置进行辐射监测仪器的校准方法，包括以下步骤：
S1、将β参考辐射装置和γ参考辐射装置组合，形成β-γ混合辐射场；
S2、使用经量值溯源的外推电离室标准器，测量当前环境条件下的不同距离处的H′(0.07)约定值；
S3、将需校准的辐射监测仪器，配备相应的体模，放置于校准仪器放置台上，记录本底计数率后，调节某一特定的距离，同时开启γ参考辐射装置快门和β参考辐射装置的快门，记录所述辐射监测仪器在不同测量距离的H′(0.07)值；
S4、最后进行数据处理，根据检定规程或校准规范完成辐射监测设备的校准。
10.根据权利要求9所述的辐射监测仪器的校准方法，其特征在于，步骤S3中至少停留三倍仪器响应时间，以保证测量的准确性。
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