JJF 2145-2024 场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪校准规范

　　中华人民共和国国家计量技术规范

JJF2145—2024

场所监测用固定式X、γ辐射

剂量率监测仪校准规范

CalibrationSpecificationforInstalledXandGammaRadiation

DoseRateMonitorsforAreaMonitoring

2024-09-18发布2025-03-18实施

国家市场监督管理总局 发布

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

北京市计量检测科学研究院

中国辐射防护研究院

本规范委托全国电离辐射计量技术委员会负责解释

本规范起草人:

孙 训(上海市计量测试技术研究院)

袁 杰(上海市计量测试技术研究院)

罗 琛(北京市计量检测科学研究院)

唐方东(上海市计量测试技术研究院)

韦应靖(中国辐射防护研究院)

目 录

引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)

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…………………………………………………………………………… (2)

4 概述…………………………………………………………………………………… (2)

5 计量特性……………………………………………………………………………… (2)

5.1 低剂量当量率响应………………………………………………………………… (2)

5.2 高剂量当量率响应………………………………………………………………… (2)

5.3 重复性……………………………………………………………………………… (2)

5.4 报警阈值响应……………………………………………………………………… (2)

6 校准条件……………………………………………………………………………… (2)

6.1 环境条件…………………………………………………………………………… (2)

6.2 测量标准和其他测量设备………………………………………………………… (2)

7 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (3)

7.1 低剂量当量率响应………………………………………………………………… (3)

7.2 高剂量当量率响应………………………………………………………………… (4)

7.3 重复性……………………………………………………………………………… (4)

7.4 报警阈值响应……………………………………………………………………… (4)

8 校准结果表达………………………………………………………………………… (5)

9 复校时间间隔………………………………………………………………………… (5)

附录A X参考辐射和相关转换系数推荐值………………………………………… (6)

附录B 场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪校准记录推荐格式………… (7)

附录C 场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪校准证书内页内容………… (8)

附录D 剂量率响应的测量不确定度评定示例……………………………………… (9)

Ⅰ

JJF2145—2024

引 言

JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011 《通用计量术语及

定义》、JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作

的基础性系列规范。

本规范的编制主要参考GB/T14054—2013/IEC60532:2010 《辐射防护仪器 能

量在50keV~7MeV的X和γ辐射固定式剂量率仪、报警装置和监测仪》、ISO4037:

2019 《放射防护 校准剂量仪和剂量率仪及确定其对光子能量响应的X和γ参考辐射》

(Radiologicalprotection—Xandgammareferenceradiationforcalibratingdosemeters

anddoseratemetersandfordeterminingtheirresponseasafunctionofphotonenergy)

等技术标准。

本规范为首次发布。

Ⅱ

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场所监测用固定式X、γ辐射

剂量率监测仪校准规范

1 范围

本规范适用于能量范围至少包含80keV~1.5MeV 的场所监测用固定式X、γ辐

射剂量率监测仪(装置)的校准。

本规范不适用于便携式X、γ辐射剂量当量率仪和X、γ辐射空气比释动能率仪的

校准。

2 引用文件

本规范引用下列文件:

GB/T14054—2013/IEC60532:2010 辐射防护仪器 能量在50keV~7MeV 的

X和γ辐射固定式剂量率仪、报警装置和监测仪

ISO4037-1:2019 放射防护 校准剂量仪和剂量率仪及确定其对光子能量响应的

X和γ参考辐射 第1部分:辐射特性和产生方法(Radiologicalprotection—Xand

gammareferenceradiationforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfordeterminingtheirresponseasafunctionofphotonenergy—

Part1:Radiationcharacteristics

andproductionmethods)

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文

件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。

3 术语和计量单位

3.1 术语

下列术语和定义适用于本规范。

3.1.1 周围剂量当量 ambientdoseequivalentH * (10)

辐射场中某点,相应的齐向扩展辐射场在ICRU 球体内、与齐向扩展场方向相反的

半径上、深度为10mm 处产生的剂量当量。

3.1.2 测量点 pointoftest

辐射场中剂量当量率H * (10)约定值(或参考值)已测定的点,校准测量时辐射

探测器的参考点必须被准确定位于该点。

3.1.3 参考点 referencepointofanassembly

校准测量时对辐射探测器定位设置的标记点。

3.1.4 剂量率的约定值 conventionaldoserate

为特定目的而按一定规范赋予某一量的(量)值称为约定值。由计量标准器测定,

用于校准辐射剂量监测仪器响应的剂量率测量标准的约定值。

1

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3.2 计量单位

3.2.1 周围剂量当量率H * (10):希沃特每小时,符号:Sv·h-1,1Sv=1J·kg-1。

3.2.2 空气比释动能Ka:戈瑞,符号:Gy,1Gy=1J·kg-1。

本规范中所用到的其他量均采用国际单位制(SI)单位。另外对辐射能量也可采用

电子伏特,符号:eV,1eV=1.602×10-19J。

4 概述

场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪由探测器、信号处理模块、声光报警模

块等部件组成,为一体或分体式数显仪器,探测器主要采用GM 计数管、闪烁体、半

导体探测器和电离室等。场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪通常应用于核设施

和核燃料后处理厂相关区域、辐射加工辐照场、电子加速器机房、高放射性实验室以及

其他核技术利用场所,作辐射水平变化情况监测,并在超出预定限值时报警,报警阈值

可预置调整。

5 计量特性

5.1 低剂量当量率响应

在(1~100)μSv·h-1范围内,场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪的剂量

当量率响应通常在0.7~1.3。

5.2 高剂量当量率响应

在(1~10)mSv·h-1范围内,场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪的剂量

当量率响应通常在0.7~1.3。

5.3 重复性

场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪的重复性在(1~10)μSv·h-1范围内

通常不超过20%。

5.4 报警阈值响应

辐射剂量当量率或空气比释动能率超过报警阈值后即触发报警。

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 温度:(15~25)℃。

6.1.2 相对湿度:30%~75%。

6.1.3 气压:(80~106)kPa。

6.1.4 环境γ辐射空气比释动能率:≤0.25μGy·h-1

6.1.5 校准时不应有影响使用的振动和电磁场干扰。

6.2 测量标准和其他测量设备

6.2.1 测量标准

a)防护水平电离室剂量计

参考测量点空气比释动能Ka的参考值由防护水平电离室剂量计测定,按式(1)计

2

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算周围剂量当量H ﹡ (10)约定值。

H * (10)=h*K (10)·Ka=h*K (10)·M ·N K·K (1)

式中:

M ———该测试点计量标准器的读数,div;

N K——— 计量标准器的空气比释动能率校准因子,Gy·div-1;

h*K (10)———空气比释动能Ka到周围剂量当量H * (10)的转换系数,Sv·Gy-1

(见附录A中表A.2);

K ———由空气密度、场的非均匀性等因素确定的修正因子,无量纲。

周围剂量当量H ﹡ (10)约定值的扩展不确定度应不大于10% (k=2)。

b)参考辐射场

X、γ参考辐射见表1。辐射场条件应满足GB/T12162.1—2000规定的要求,X参

考辐射的特性和产生条件见附录A。

表1 X、γ参考辐射

辐照质N-60 N-80 N-100 N-150 N-200 N-250 S-Cs S-Co

平均能量

keV 47.9 65.2 83.3 118 165 207 662 1250

校准测量点参考辐射的均匀区域应能完全覆盖计量标准器的探测器,该区域内的不

均匀性应不超过5%。

6.2.2 其他测量设备

a)定位装置

用于在辐射场中将标准剂量仪和被校仪器准确定位于测量点,并测定源至探测器的

距离。测距定位偏差不大于1mm。

b)温度计

测量范围(0~50)℃,最小分度值不大于0.2℃。

c)气压计

测量范围至少覆盖(86~106)kPa,最小分度值不大于0.1kPa。

7 校准项目和校准方法

新生产的场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪应在参考辐射场内进行校准,

已安装在用但易于拆卸的固定式X、γ辐射剂量率监测仪宜在辐射剂量学实验室进行校

准,校准项目包括低剂量当量率响应、高剂量当量率响应、重复性和报警阈值响应。

7.1 低剂量当量率响应

校准用参考辐射可根据实际应用情况选择,辐射质要求见表A.1。

校准测量点周围剂量当量率约定值选择在(1~100)μSv·h-1范围内,将被校仪

器探测器置于参考辐射场的中心轴上,探测器中心(参考点)位于辐射场中周围剂量当

量约定值HiC已知的测量点上,以0°入射角为校准方向,读取周围剂量当量示值Hi,

3

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重复测量5次,取示值平均值H · i,按式(2)计算被校仪器的低剂量当量率响应Rl。

Rl=H ·

i

H ·

iC

(2)

7.2 高剂量当量率响应

校准用参考辐射可根据实际应用情况选择,辐射质要求见表A.2。

对于有效测量范围上限大于10mSv·h-1的场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监

测仪,校准测量点周围剂量当量率约定值应选择在(9~11)mSv·h-1的范围内;对于

有效测量范围上限小于10mSv·h-1的场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪,校

准测量点周围剂量当量率约定值选择在被校仪器有效测量范围上限的80%~100%范围

内。校准测量方法同7.1,按式(3)计算被校仪器的高剂量当量率响应Rh。

Rh=H ·

i

H ·

iC

(3)

对于核设施特定场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪,剂量当量(率)响应

校准测量点的周围剂量当量率约定值应不低于100mSv·h-1或仪器有效测量范围上限

的10%。

7.3 重复性

重复性测量,采用S-Cs参考辐射时,校准测量点周围剂量当量率约定值选择在

(1~10)μSv·h-1范围内,采用X 参考辐射时,校准测量点周围剂量当量率约定值选

择在(1~100)μSv·h-1范围内。重复测量20次,取平均值,按式(4)计算被检仪

器的重复性。

V =1H ·

1

(n -1)Σn

j=1(H ·

j -H · )2 (j=1~n,n=20) (4)

式中:

V ———重复性;

Hj———第j 次测量周围剂量当量率。

对于核设施特定场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪,重复性校准测量点的

周围剂量当量率约定值应选择在100μSv·h-1~1mSv·h-1。

7.4 报警阈值响应

以被校仪器设置的报警阈值的90%为初始周围剂量当量率,并通过改变辐射源与

探测器的距离使得周围剂量当量率逐渐增大到报警阈值的110%,观察并记录被校仪器

在仪器规定报警时间内是否报警。重复试验10次,按式(5)计算报警概率。

E=NP

N ×100% (5)

式中:

NP———报警次数;

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N ———试验次数;

E———报警概率。

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、附录C;校准结

果应给出剂量当量率响应测量结果的不确定度(评定示例见附录D)。

9 复校时间间隔

建议复校时间间隔为12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。

5

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附录A

X 参考辐射和相关转换系数推荐值

校准测量需使用的过滤X 参考辐射的特性以及产生这些辐射所使用的高压和过滤

条件列于表A.1。表中管电压是在负载条件下测得,附加过滤和固定过滤组成总过滤。

固定过滤为4mm Al。半值层在距焦斑1m 处测量。校准实验室应通过测谱法或半值

层法证实所使用的过滤X辐射质与表A.1的一致性。表A.2为常用的参考辐射在ISO

标准板摸中空气比释动能Ka到剂量当量H * (10)的转换系数h*

K (10)推荐值。

表A.1 窄谱系列过滤X 参考辐射特性

平均能量

keV

分辨力

%

管电压

kV

附加过滤/mm 半值层/mmCu

Pb Sn Cu Al 1st 2nd

47.9 36 60 0 0 0.6 0 0.234 0.263

65.2 32 80 0 0 2.0 0 0.578 0.622

83.3 28 100 0 0 5.0 0 1.09 1.15

100 27 120 0 1.0 5.0 0 1.67 1.73

118 37 150 0 2.5 0 0 2.30 2.41

165 30 200 1.0 3.0 2.0 0 3.92 3.99

207 28 250 3.0 2.0 0 0 5.10 5.14

248 27 300 5.0 3.0 0 0 5.96 6.00

表A.2 空气比释动能Ka到剂量当量H * (10)的转换系数h*K (10)推荐值

辐射质

照射距离

m h*

K (10)/Sv·Gy-1

N-60 1.0~2.5 1.59

N-80 1.0~2.5 1.74

N-100 1.0~2.5 1.71

N-120 1.0~2.5 1.65

N-150 1.0~2.5 1.58

N-200 1.0~2.5 1.46

N-250 1.0~2.5 1.39

N-300 1.0~2.5 1.35

S-Cs 1.0~3.0 1.21

S-Co 1.0~3.0 1.16

注:由于测量点实际能谱的差异,上述h*

K (10)推荐值伴有2%的标准不确定度。

表A.1数据来源于ISO4037-1:2019表4;表A.2数据来源于ISO4037-3:2019

表16,表19。

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附录B

场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪校准记录推荐格式

校准记录编号:

证书单位:

样品名称: 型号规格:

出厂编号: 制造单位:

校准日期:

1 本次校准主要计量器具

器具名称型号规格编号测量范围不确定度溯源机构证书编号及有效期

环境条件: 温度: 气压: 相对湿度:

2 校准结果:

2.1 低/高剂量率响应

辐射质剂量率测量值平均值响应值

2.2 重复性

辐射质剂量率测量值平均值重复性

2.3 报警响应

辐射质剂量率测量结果平均值响应值

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附录C

场所监测用固定式X、γ辐射剂量率监测仪校准证书内页内容

1. 低剂量率响应 (使用 参考辐射)

周围剂量当量率

响应R

2. 高剂量率响应 (使用 参考辐射)

周围剂量当量率

响应R

3. 重复性: %

4. 报警阈值响应: %

本次测量的相对扩展不确定度Urel=4.6% (k=2)

校准结果内容结束

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附录D

剂量率响应的测量不确定度评定示例

用计量标准和被测仪器分别测定周围剂量当量(率)的约定值和仪器指示值,可以

确定被测仪器响应因子、重复性和报警响应等。本报告以137Cs参考辐射场中检定周围

剂量当量H * (10)仪为例来评定这些测量结果的不确定度。

D.1 测量模型

测量模型为:

R=Hi

HiC= Hi

N K·M ·h*

K (10)·K (D.1)

式中:

N K———电离室型参考剂量仪的空气比释动能校准因子,Gy·div-1;

M ———参考剂量仪的测量读数,div;

h*

K (10)———空气比释动能-周围剂量当量的转换系数,Sv/Gy;

K ———由空气密度修正、场的非均匀性修正等决定的修正系数;

Hi———被测仪器的指示值,Sv。

假定各输入量的不确定度(分量)互不相关,各项灵敏系数的绝对值均等于1,则

响应因子R 的相对不确定度可用式(D.2)表示:

u(R)

R = u(N K)

N K

? ? ??

? ? ??

2+ u(M )

M

? ? ??

? ? ??

2+ u(h*

K (10))

h*

K (10)

?? ???

?? ???

2

+ u(K )

K

? ? ??

? ? ??2

+

u(Hi)

Hi

? ? ??

? ? ??

2 (D.2)

D.2 标准不确定度

将各分量来源与不确定度列于表D.1,其中的误差或不确定度均指相对值。

表D.1列出的值有的是估计值,有些是检定证书得到的,k3= 3适用于均匀分布,

从10次重复测量的数据得出。

表D.1 不确定度汇总表

不确定度来源数值包含因子

标准不

确定度

合成标准

不确定度

自由度

校准因子N K 0.035 2.04 0.017 0.017 30

参考剂量仪读数M ——— ——— 0.004 0.004 9

转换系数h*

K (10) 0.020 3.01 0.007 0.007 13

修正系数K 0.015 3 0.009 0.009 12

被测仪器读数Hi ——— ——— 0.014 0.010 9

D.3 合成不确定度

各输入量的不确定度(分量)互不相关,所以合成标准不确定度uc(y)/y 及自由

度ν 分别由下式计算:

9

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合成标准不确定度uc(R)

R =

uc(y)

y = Σ5

i=1

ui(y)

y

? ? ??

? ? ??

2 =0.0231

而uc(R)

R 的有效自由度νeff为:νeff= [uc(y)/y]4

Σ5

i=1[ui(y)/y]4/νi

=61

D.4 扩展不确定度

在给定置信水平95%和算得的自由度为61的条件下,查t 分布表得包含因子k 为:

k=t0.95(61)=2.00

于是相对扩展不确定度:

U95=k·uc(y)/y=2.00×0.0231=4.6%

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