JJF 1687-2018 用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 6 8 72 0 1 8用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rH a n d-h e l dR a d i a t i o nM o n i t o r s f o rD e t e c t i o na n dI d e n t i f i c a t i o no fR a d i o n u c l i d e s 2 0 1 8-0 2-2 7发布2 0 1 8-0 5-2 7实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rH a n d-h e l dR a d i a t i o nM o n i t o r s f o rD e t e c t i o na n dI d e n t i f i c a t i o no fR a d i o n u c l i d e sJ J F1 6 8 72 0 1 8 归 口 单 位:全国电离辐射计量技术委员会 起 草 单 位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院新疆维吾尔自治区计量科学研究院 本规范委托全国电离辐射计量技术委员会负责解释J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局本规范起草人:何林锋(上海市计量测试技术研究院)唐方东(上海市计量测试技术研究院)梁珺成(中国计量科学研究院)亢 锐(新疆维吾尔自治区计量科学研究院)赵 超(上海市计量测试技术研究院)J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 术语(1)3.2 计量单位(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 核素识别率(2)5.2 相对固有误差(2)5.3 重复性(2)5.4 中子指示(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准(2)7 校准项目和校准方法(2)7.1 核素识别(2)7.2 响应(3)7.3 相对固有误差(3)7.4 重复性(4)7.5 中子指示(4)8 校准结果表达(4)9 复校时间间隔(4)附录A 用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准记录推荐格式(5)附录B 用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准证书内页内容(7)附录C 对1 3 7C s参考辐射的响应/校准因子测量结果的不确定度评定示例(8)J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局引 言本规范依照J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则起草。本规范的编制主要参考G B/T3 1 8 3 72 0 1 5 用于探测、报警与识别放射性材料的手持式辐射监测仪、J J G3 9 32 0 0 3 辐射防护用X、辐射剂量当量(率)仪和监测仪和I E C6 2 3 2 7:2 0 0 6 辐射防护仪器 用于探测与鉴定放射性核素和指示光子辐射的环境剂量当量率的手持测量仪器等技术法规、标准。本规范为首次发布。J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准规范1 范围本规范适用于具有识别放射性核素和指示辐射周围剂量当量率功能的手持式仪器的校准,也适用于具有中子探测功能的核素识别仪器的校准。本规范不适用于高纯锗谱仪的校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义G B/T4 9 6 0.62 0 0 8 核科学技术术语 第6部分:核仪器仪表G B/T3 1 8 3 72 0 1 5 用于探测、报警与识别放射性材料的手持式辐射监测仪I E C6 2 3 2 7:2 0 0 6 辐射防护仪器 用于探测与识别放射性核素和指示光子辐射周围剂量当量率的手持式仪器(R a d i a t i o np r o t e c t i o ni n s t r u m e n t a t i o n-H a n d-h e l di n s t r u m e n t sf o r t h e d e t e c t i o n a n d i d e n t i f i c a t i o no f r a d i o n u c l i d e s a n d f o r t h e i n d i c a t i o no f a m b i e n t d o s e e q u i v-a l e n t r a t e f r o mp h o t o nr a d i a t i o n)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位3.1 术语J J F1 0 0 12 0 1 1、G B/T4 9 6 0.62 0 0 8界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1.1 核素识别率 i d e n t i f i c a t i o nr a t eo f r a d i o n u c l i d e s仪器对放射性核素的辨别能力。3.1.2 相对固有误差 r e l a t i v e i n t r i n s i ce r r o r在标准试验条件下,受到1 3 7C s参考辐射照射时,设备或装置响应的相对误差。3.2 计量单位3.2.1 放射性活度:贝可 勒尔;符号:B q。3.2.2 周围剂量当量率:希沃特每小时;符号:S vh-14 概述用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪(以下简称核素识别仪)由探测器、多道分析器、识别软件、放射性核素库、数据处理与显示系统等组成。辐射探测器通常采用N a I、C s I、L a B r3等探测器。主要应用于海关、出入境检验检疫、环保、核电、医疗卫生、资源回收等场所中可能存在的放射性物质、放射性污染的探测与核素鉴别。1J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局5 计量特性5.1 核素识别率5.1.1 单一放射性核素的识别率标准试验条件下,核素识别仪能识别单一放射性核素,识别率P不低于9 0%。5.1.2 混合放射性核素的识别率标准试验条件下,核素识别仪对于混合放射性核素具有识别能力,识别率P不低于9 0%。5.2 相对固有误差标准试验条件下,周围剂量当量率在(21 0-611 0-4)S vh-1范围内,核素识别仪对来自1 3 7C s参考辐射响应的相对固有误差I不超过3 0%。5.3 重复性标准试验条件下,核素识别仪的剂量当量率测量重复性V不大于1 5%。5.4 中子指示带有中子探测器的核素识别仪受到中子照射时应指示中子的存在并触发报警。注:以上指标不用于合格性判别,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 环境温度:(1 52 5)。6.1.2 相对湿度:不大于8 5%。6.1.3 校准时实验室内不应有影响仪器正常工作的振动和电磁场干扰。6.2 测量标准6.2.1 放射性参考源用于核素识别测量的放射性参考源推荐核素:2 4 1Am、6 0C o、1 3 7C s、2 2 6R a、2 3 2T h、1 3 3B a等,活度范围:(1 041 07)B q。6.2.2 1 3 7C s参考辐射周围剂量当量率范围:(11 0-611 0-4)S vh-1,扩展不确定度不超过1 0%(k=2)。6.2.3 中子参考源用于中子指示的参考源推荐2 5 2C f或Am-B e中子源,中子强度不低于31 03s-1。7 校准项目和校准方法7.1 核素识别7.1.1 单一放射性核素的识别将2 4 1Am、6 0C o、1 3 7C s 放射性参考源按下列方式进行分类处理:3mm钢屏蔽:2 4 1Am;5mm钢屏蔽:6 0C o、1 3 7C s。2J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局用一个独立的辐射测量装置(例如:辐射周围剂量当量仪)测量每个未屏蔽或经屏蔽的放射性参考源在探测器位置处产生的周围剂量当量率,应高于本底0.5(3 0%)S vh-1。将核素识别仪开机自检达到稳定状态,然后分别对每个未屏蔽或经屏蔽的放射性核素进行能谱测量,测量时调节仪器与参考源之间的距离,使仪器能够正常采集能谱数据。完毕后,查看核素识别仪对每个确定核素的识别能力,对未屏蔽和经屏蔽的核素测量及识别时间分别控制在1m i n和2m i n以内,对每种放射性核素,进行2 0次试验,按核素识别仪能正确识别出该种放射性核素的次数与试验总次数之比计算其识别概率。7.1.2 混合放射性核素的识别将1 3 7C s、2 2 6R a放射性参考源按下列方式进行组合(未屏蔽):1 3 7C s+2 2 6R a;按7.1.1方式测量每种未屏蔽的放射性参考源在探测器位置处产生的周围剂量当量率,应高于本底0.5S vh-1(3 0%)。按7.1.1方式对未屏蔽混合核素采谱,查看核素识别仪对每组确定核素的识别能力,核素测量及识别时间控制在1m i n以内,对每组放射性核素进行3 0次试验,按核素识别仪能正确识别出该组放射性核素的次数与试验总次数之比计算其识别概率。7.2 响应开启被校核素识别仪预热至稳定,读取本底值,连续读数至少5次,取平均值。在1 3 7C s参考辐射场中,周围剂量当量率为(21 0-611 0-4)S vh-1的范围内均匀选择5个校准测量点,用被校仪器测量每个校准点周围剂量当量率,连续重复测量1 0次,取平均值。核素识别仪对1 3 7C s参考辐射的响应按式(1)计算。Ri=Hi-HbHit(1)式中:Hit 第i个校准点周围剂量当量率约定值,S vh-1;Hi 第i个校准点被校仪器示值平均值,S vh-1;Hb 被校仪器剂量当量率本底平均值,S vh-1;Ri 第i个校准点被校仪器对1 3 7C s参考辐射的响应,无量纲。本项校准结果也可以用校准因子Cf表示,按式(2)计算。Cf=HitHi-Hb(2)7.3 相对固有误差由7.2“响应”测量结果,按式(3)计算每个校准点的相对误差。Ii=(Ri-1)1 0 0%(3)式中:Ii 被校仪器在第i个校准点的相对误差,%。取各校准点中相对误差绝对值最大的那一点的相对误差作为核素识别仪的相对固有误差,用I表示。3J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局7.4 重复性进行本项测量时,应选用相当于仪器最灵敏量程满刻度的1/31/2之间的剂量当量(率),或者相当于第二个最小有效数位(数字显示)的最小指示值的剂量当量(率)。在相同条件下连续测量2 0次,相邻两次读数的时间间隔应不小于仪器时间常数的3倍。记下每次测量的指示值,并求出其算术平均值,按式(4)计算单次测量的相对标准偏差,即为该核素识别仪的测量重复性。V=1H11 92 0i=1Hi-H()2(4)式中:Hi 被校仪器的第i个示值,S vh-1;H 被校仪器示值平均值,S vh-1;V 重复性,%。7.5 中子指示将带有中子探测器的核素识别仪的中子报警水平调至约4倍于中子的本底水平值,后者可由核素识别仪的计数率指示值确定。对于未慢化的中子强度不低于3 1 03s-1的2 5 2C f或Am-B e中子源,相应采用(1.5 1 0)mm厚的铅屏蔽,使得中子源产生的辐射降至未屏蔽前1%左右。将中子源瞬间置于核素识别仪参考点处(参考点处中子周围剂量当量率约为3S vh-1),在上述中子辐射水平阶跃变化的1 0s内,仪器应给出中子指示,并触发报警,至少重复试验1 0次,统计漏报情况,按式(5)计算核素识别仪对中子漏报率。L=(1-N*N)1 0 0%(5)式中:L 核素识别仪对中子的漏报率,%;N*中子探测试验中被校仪器显示中子指示并报警的次数;N 被校仪器中子探测试验总次数。8 校准结果表达按本规范进行校准,出具校准证书,校准证书内页格式见附录B;校准结果应给出参考响应测量结果的不确定度(评定示例见附录C)。9 复校时间间隔建议复校时间间隔为1 2个月。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等多种因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自主确定复校时间间隔。4J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局附录A用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准记录推荐格式A.1 核素识别率A.1.1 单一放射性核素的识别率核素核素识别情况识别率P%2 4 1Am(3mm钢屏蔽)1 3 7C s(5mm钢屏蔽)6 0C o(5mm钢屏蔽)A.1.2 混合放射性核素的识别率核素核素识别情况识别率P%1 3 7C s+2 2 6R aA.2 本底周围剂量当量率本底读数S v/h平均值HbS v/h5J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局A.3 响应、相对固有误差周围剂量当量率约定值HtS v/h仪器读数S v/h平均值HiS v/h响应/校准因子R/Cf相对误差Ii%相对固有误差I%A.4 重复性周围剂量当量率约定值HtS v/h仪器读数S v/h平均值HiS v/h重复性V%A.5 中子探测(漏报率)参考源中子报警指示漏报率L%2 5 2C fAm-B e6J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局附录B用于探测与识别放射性核素的手持式辐射监测仪校准证书内页内容B.1 校准证书内页内容至少应包括下列信息:a)被校对象的名称、型号、编号;b)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;c)本次校准时的环境条件;d)校准结果及其测量不确定度的说明。B.2 校准结果B.2.1 核素识别率单个核素:识别率:P=混合核素:识别率:P=B.2.2 响应/校准因子R=或Cf=B.2.3 相对固有误差I=B.2.4 重复性V=B.2.5 中子探测(漏报率)L=7J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局附录C对1 3 7C s参考辐射的响应/校准因子测量结果的不确定度评定示例C.1 测量条件与测量方法C.1.1 环境条件实验室温度:(1 52 5)C,相对湿度:(4 57 5)%。周围环境无影响测量的电磁场。周围环境本底剂量当量率不超过0.2 5S vh-1。C.1.2 测量标准1 3 7C s参考辐射来源:射线空气比释动能(防护水平)标准装置(1 9 8 9国量标沪证字第0 8 8号/有效期:2 0 1 9.1 2.2 9)测量范围:(11 0-61)G y/h相对扩展不确定度:4.7%(k=2)。C.1.3 测量参数核素识别仪的响应。C.1.4 测量方法按照本校准规范第7.2条。C.2 测量模型R=Hi-HbHit(C.1)式中:R 校准测量点仪器的响应;Hi 校准测量点仪器读数的平均值,S v/h;Hb 被检仪器本底读数的平均值,S v/h;Hit 校准测量点周围剂量当量率约定值,S v/h。仪器在重复性测量时包括了本底的统计涨落,且本底可扣除,故式(C.1)可以简化为式(C.2):R=H*iHt(C.2)C.3 输入量的标准不确定度评定C.3.1 输入量Hi*的标准不确定度u(H*)输入量Hi的标准不确定度主要由核素识别仪的测量重复性引入,采用A类方法评定。被校核素识别仪对1 3 7C s参考辐射周围剂量当量率测量的重复性测量数据见表C.1。8J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局表C.1 核素识别仪重复性测量数据周围剂量当量率约定值HtS v/h仪器读数S v/h平均值S v/h重复性%3.1 33.3 73.2 83.3 63.4 03.2 63.2 93.1 83.3 33.2 33.3 03.3 33.2 63.3 53.2 63.2 13.2 83.3 13.2 43.3 53.2 93.2 9 41.7 3 输入量Hi的标准不确定度为:u(Hi*)=sj=1.7 3%2 0=0.3 9%C.3.2 输入量Ht引入的标准不确定度u(Ht)的评定输入量Ht的标准不确定度来源主要是1 3 7C s参考辐射周围剂量当量率约定值的不确定度,采用B类方法评定。各校准点处的1 3 7C s参考辐射周围剂量当量率值由射线空气比释动能(防护水平)标准装置测定,其扩展不确定度为Ur e l=4.7%(k=2)输入量Ht的相对标准不确定度为:u(Ht)=4.7%/2=2.3 5%C.4 合成标准不确定度的评定C.4.1 灵敏系数由式(C.2)得出,灵敏系数c1=1,c2=-1。C.4.2 合成标准不确定度uc(R)合成标准不确定度汇总见表C.2。表C.2 标准不确定度汇总表标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度%灵敏系数ciui=ciu(xi)%u(Hi*)仪器读数重复性0.3 910.3 9u(Ht)标准装置量值的不确定度2.3 5-12.3 5 各不确定度分量不相关,按方和根合成,得到合成标准不确定度为:ucr e l(R)=u12+u22=2.3 9%C.5 扩展不确定度取包含因子k=2,扩展不确定度Ur e l为:Ur e l=kuc r e l(R)=4.7 8%取Ur e l=4.8%,核素识别仪响应/校准因子测量结果的相对扩展不确定度为:Ur e l=4.8%(k=2)J J F1 6 8 72 0 1 8市场监管总局市场监管总局