放射性同位素与射线装置辐射环境监测一、监测标准
,电离辐射防护与辐射源安全基本标准,GB18871- 2002
,含密封源仪表的卫生防护监测规范,GBZ 137-2002
,含密封源仪表的卫生防护标准,GBZ 125-2002
,密封放射源及密封 γ放射源容器的放射卫生防护,GBZ114-
2006
,X射线衍射仪和荧光分析仪防护标准,GBZ115— 2002
,医用 X射线 CT机房的辐射屏蔽规范,GBZT180-2006
,工业 X射线探伤放射卫生防护标准,GBZ117-2006
,工业 γ射线探伤放射防护标准,GBZ 132-2008
二、监测仪器人们根据射线与物质相互作用后产生的各种效应,制成了许多不同类型探测器。放射性测量常用的探测器有 三类,
气体电离探测器 (利用射线在气体介质中产生的电离效应)、
闪烁探测器 (利用射线在闪烁物质中产生的发光效应)
半导体探测器 (利用射线在半导体中产生的电子和空穴)。
2.1常用 X,γ辐射监测仪
电离室类监测仪高气压电离室是测量环境剂量率的王牌仪表,这类仪器由一个高压电离室探测器和电子线路组成。前者为一个充高气压(一般为 25个大气压的氩气)的不锈钢球壳组成,中间密封一个电极。电子线路主要为
MOSFET静电计、二次放大电路、高低压变换器以及读出线路。这类仪表在美国用得十分普遍,它的缺点为价格比较昂贵。
适用于低水平的 γ 环境剂量率的测量
所测范围为 0.01μGy/h~ 103μGy/h
能量响应 50keV~ 3MeV
GE的 RS131高气压电离室 25个大气压的高纯 Ar气高气压电离室原理图高压电离室能量响应特性(相对与 Cs- 137的 661keV)
2.1常用 X,γ辐射监测仪
闪烁剂量率仪表
– 闪烁剂量率仪表由闪烁探测器和电子线路两部分组成 。 闪烁探测器包括闪烁体,光电倍增管,前置放大器以及磁屏蔽外壳几部分组成,它主要起到把 γ
辐射的能量转变为电信号的作用 。
– 目前常用的闪烁探测器有用硫化锌补偿的塑料闪烁体,组织等效塑料闪烁体,Nal(T1)等 。
BH3103B便携式 Χ-γ辐射仪伽玛辐射仪
FH40
闪烁探测器能量响应特性
G-M计数管
– 在气体电离探测器中,G-M计数管具有相当突出的优点:气体放大倍数极高,入射射线只要产生一个离子对就能引起放电而被记录,对带电粒子的本征效率接近 100%,并且输出脉冲的幅度很大,所需的测量仪器很简单 。
– G-M计数管的主要缺点是:分辨时间太长,不能用于高计数率测量;对 γ 射线的探测效率较低 。
2.1常用 X,γ辐射监测仪个人剂量计 FJ-317C型可携式 γ测量仪
G-M计数管能量响应特性
2.2选用监测仪的原则
在放射防护监测中,如何选择监测仪器,一般应掌握以下原则:
( 一 ) 射线性质,对于射线的种类及性质清楚的场所,应选用针对性较强的仪器 。 如果对于辐射场的性质不清楚的场所监测,应选用带有多用探头的监测仪或携带多种监测仪 。
( 二 ) 量程范围,一般要求测量仪器的量程 下限值至少应在 个人剂量限值的 1/10以下,上限根据具体情况而定 。 有的数显式仪表会在量程下限也报出数据,而有的仪表会在超量程时数据为零,在实际使用前,必须了解仪器的性能 。
( 三 ) 能量响应,一台理想的辐射监测仪器应该是不论射线的能量大小,只要照射量相同,其仪器的响应就应相同 。 然而,事实上仪器的响应总是随着射线能量的不同,产生一定的差异,响应对能量依赖性小,
这种差异就小,即能量响就好 。 反之能量响应差 。 对剂量率仪表一般要求与 137Cs源相比,在 50keV到
3MeV的能量范围内能量响应不应大于 ± 30%。
从几种探测器的能响来看,电离室型较好,闪烁型次之,计数管差些 。 在防护监测中,对数百千电子伏以上的光子来说,能量响应差别不大,但对 100keV以下的光子,就需要注意仪器的能量响应性能与被测光子的能量是否相适应 。
( 四 ) 环境特性,对温度,在 -10℃ -40℃ 的温度范围内,仪器读数变化在 ± 5%以内;对相对湿度,在 10%
到 95%范围内,读数变化在 ± 5%以内 。 此外,应考虑气压与电磁场的影响 。
( 五 ) 对其它辐射的响应,实际测量条件有时比较复杂,如高能 γ射线和 β射线都能穿透电离室,计数管的壁引起仪器响应,造成 γ,β射线测量相互干扰;所以一般 γ辐射 监测仪对 能量直到 2.27MeV的 β 射线
( 90Sr/90Y源,Emax=2.27MeV) 无响应 。
其它因素,仪器零点漂移要小;测量的方向性误差不应大于 ± 30%;重量较轻;体积小 。 另外,仪器的响应速度要快,特别是对于一些瞬时的辐射场的测量
( 适用诊断 X线机摄片的辐射场测量 ) 。 这一点尤为重要 。 一般要求响应时间在 0.5秒以下,最好为毫秒级 。
三、含密封源设备 场所的辐射水平监测
3.1监测仪器选取适合待测射线的辐射类型,能量和辐射水平的仪器 。 仪器要求:基本误差 ≤± 15% ;相应待测辐射的能量响应系数为 1.0± 0.4;最低可读出的辐射剂量当量率应不小于为 1× 10-2μSv/h。 ( 目前普遍配置的 FD3013满足上述要求 )
3.2监测条件在密封源源闸关闭和开启状态下分别进行测量 。 对透射仪表可在无待测物条件下检测;对散射式仪表,
应在有待测物的条件下检测 。
3.3布点
1,距边界 ( 见图 ) 外表面 5cm和 100cm处各点;
2,预计剂量较高的位置;
3,人员停留时间较长的位置;
4,仪表所在室内有代表性的点 。 仪表所在室内一般至少设 5个点,即室中央,四角分别设点 。
测量时探测器应位于距地面 1m高处 。 在人员工作的位置上,剂量当量率大于 25μSv/h时,应分别对相应人员的眼,胸,性腺,手等部位进行测量 。
3.3.1密封源贮存位置(闭闸)时源容器漏射线监测
a)以密封源为坐标原点,有用线束中心轴方向为 Z轴,
垂直于 Z轴平面内任选相互垂直的 X,Y轴。在 X,Y、
Z轴线的正负方向上,距源容器表面 5cm和 100cm
的位置上进行检测。
Z
γ 射 线放 射 源
Y
X
5 c m 1 m
5 c m1 m
5 c m
1 m
5 c m
1 c m
源 容 器
b)对于源容器和探测器位于待测物两侧的透射式仪表,在有用线束轴上,源容器和探头的相邻表面之间的距离小于或等于 10cm时,不必在二者之间的区域内测量。当该距离大于 10cm时,必须进行测量。
3.3.1 密封源贮存位置(闭闸)时源容器漏射线监测
3.3.2 密封源在工作位置(源闸开)时,源容器外泄漏射线的检测(安装场所的辐射水平检测)
在密封源源闸关闭和开启状态下分别进行测量。对透射仪表可在无待测物条件下检测;对散射式仪表,
应在有待测物的条件下检测。
a) 对透射式仪表
( 1)密度计源容器外围的剂量当量率测量区示意图密度计示意图探测器 物质流向开关控制屏蔽源开关(开)
密度计(续)
密度计(续)
传送带称重计探测器传送带上的物品放射源密度计(续)
传送带称重计
( 2) 料位计源容器 外围的剂量当量率测量区示意图
3.3.2,密封源在工作位置(源闸开)时,源容器外泄漏射线的检测料位计高位探测器低位探测器料位计(续)
对于小型容器,如饮料罐,可用低能 γ射线( 241Am )或电致 x射线来探测。
料位计(续)
241Am 料位计 X-射线 (100 keV) 料位计
β,γ反散射式测量仪表外围的剂量当量率测量区示意图表面反散射式测量仪表外围的剂量当量率测量区示意图
b) 对 散射式 仪表,在有待测物的条件下检测。
反散射核子仪探测器被测材料源开关反散射核子仪示意图 —— 一般 由 90Sr和 85Kr等发射?粒子反射式测厚仪主要用于测量涂层、镀层、渗层的厚度,以及在生产或工艺上没法实现透射测量的情况。
反散射式核子仪(续)
湿度 /密度计
g
n
n n
g
g
探测器
3.3.3评价标准( GBZ125- 2002)
对于发射 α、低能 β、低能 X射线的密封源,
距附录 A(规范性附录)所示边界外 5cm处的剂量当量率应小于 2.5μSv/h。
除 4.7以外的检测仪表,在不同场所使用时,
距附录 A(规范性附录)所示边界外 5cm和
100cm处的剂量当量率应满足表 1的要求。
表 1 检测仪表的使用场所和相应的泄漏射线控制量检测仪表的使用场所 距边界外下列距离处的剂量当量率 H控制值,μSv/h
5cm 100cm
对人员的活动范围不限制 H<2.5 H<0.25
在距源容器的 1m区域内很少有人停留 2.5≤H< 25 0.25≤H< 2.5
在距源容器外表面 3m的区域内不可能有人进入,
或放射工作场所划出了监督区和非限制区
25≤H< 250 2.5≤H< 25
只能在特定的放射工作场所使用,并按控制区、
监督区、非限制区分区管理
250≤H< 1000 25≤H< 100
GBZ114-2006中规定:对于装有活度小于 3.7× 1010Bq的密封 γ源容器,距离 1m处的空气比释动能率小于 0.05mGy/h;
对于装有活度大于 3.7× 1010Bq的密封 γ源容器,距离 1m处的空气比释动能率小于 0.2mGy/h;
四、射线装置的辐射水平监测
仪器与 监测条件在 CT装置的扫描中心 放置体模,在 CT装置可能的 高扫描条件 下扫描,使用灵敏度,能量响应,
时间响应适宜的剂量仪表,在 CT机房外待评价位置检测 。
测量点位机房屏蔽墙外 30cm处;机房防护门前 30cm;
观察窗前 30cm;医生操作位置;病人候诊区;
如果机房下方或上方有房间也需要关注 。
机房的辐射屏蔽应同时满足下列要求:
a) 机房外的工作人员可能受到照射的年有效剂量小 0.25mSv
(相应的周有效剂量小于 5 μSv/h)
b) 在距机房外表面 0.3m处,空气比释动能率小于 7.5 μGy/h
测量结果处理:
使装置连续出束扫描时间大于仪表的响应时间,以仪表直接测读剂量率 D( μGy/h)。同时满足下 列两项判定
a) 设 CT装置的最大连续出束时间为 t1(s)
当 t1<60时,D× ( t1/60)× 刻度因子 <7.5 μGy/h
当 t1≥60 时,D× 刻度因子 <7.5 μGy/h
b)记录 CT扫描 m层的出束时间 t2(s)
D× ( t1/3600)× ( 1/m)× 刻度因子 × 该条件下的周归一化工作负荷(层 /周) <6 ( μSv/周)
剂量率测量与评价五、工业探伤装置 的辐射水平监测
5.1工业探伤的放射防护要求
5.1.1移动探伤
控制区边界 外 空气比释动能率应低于 15μ Gy/h。
监督区 位 于控制区外,允许有关人员在此区活动,
培训人员或探访者也可进入该区域 。 其边界剂量应不大于 2.5μ Gy/ h。
5.1.2固定探伤
探伤室屏蔽墙外 30cm处的空气比释动能率应 不大于 2.5μ Gy/h。
5.2探伤室和探伤现场的监测布点
5.2.1周围辐射水平巡测
无顶或薄顶探伤室,如需向上照射时,应巡测距离探伤室墙不同距离处的辐射水平分布 。 ( 考虑天空反散射 )
无固定照射方向的探伤室在有用线束照射四面屏蔽墙时,
应巡测 墙上不同位置及门上,门四周 的辐射水平 。
设有窗户的探伤室,应特别注意巡测 窗外不同距离处 的辐射水平 。
5.2.2定点监测
探伤室门外 30cm离地面高度为 1m处,测 门的左,中,右侧 3
个点和门缝;
探伤室墙外或邻室墙外 30cm离地面高度为 1m处,每个墙面至少测 3个点;
人员可能达到的探伤室屋顶或探伤室上层 30cm处,至少包括主射束到达范围内的 5个监测点;
人员经常活动 的位置 。
5.2.1现场探伤的监测布点
应用屏蔽物的控制区划分
L1-辐射没有任何衰减时要求的控制区距离
L2-有用线束方向,经检测对象屏蔽后要求的控制区距离
L3-有用线束方向以外,经源容器或其他屏蔽物后要求的控制区距离