EJT776-1993 辐射防护用β、X和γ辐射剂量当量仪和剂量当量率仪

F 84

EJ/T 776—1993

辐射防护用β、X和γ

辐射剂量当量仪和剂量当量率仪

1993-12-13发布

1994-05-01实施

中国核工业总公司发布

附加说明：

本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会提出。

本标准由中国辐射防护研究院负责起草。

本标准主要起草人：牟宝和。

本标准等效采用国际电工委员会IEC 846《辐射防护用β、X和γ辐射剂量当量仪和剂量当量率仪》（1989年版）。

1 主题内容与适用范围

本标准规定了周围剂量当量（率）仪和定向剂量当量（率）仪的特性、试验方法和检验规则。

本标准适用于测量能量高达4MeV的β辐射及能量高达10MeV的X和γ辐射外照射产生的剂量当量（率）的辐射防护仪器。

本标准不适用于放射医疗仪器和个人佩带的确定个人剂量的仪器。

2 引用标准

GB 8993.2 核仪器环境试验基本要求与方法温度试验

GB 8993.4 核仪器环境试验基本要求与方法潮湿试验

GB 8993.5 核仪器环境试验基本要求与方法冲击试验

GB 10257 核仪器与核辐射探测器质量检验规则

GB 12162 用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X、γ参考辐射

GB 12164 用于校准β剂量（率）仪及确定其能量响应的β参考辐射

3 术语

3.1 剂量当量

剂量当量H是组织中某点处的Q和D的乘积，这里D和Q分别是该点的吸收剂量和品质因数，因此，

H=QD (1)

单位：J·kg-1

剂量当量单位的专名是希沃特（Sv）

1Sv=1J·kg-1

对于β、X和γ辐射，Q为1。因此，对于这些辐射，用希沃特（Sv）表示的剂量当量在数值上等于用戈瑞（Gy）表示的吸收剂量。

3.2剂量当量率

剂量当量率H是d H除以d t所得的商

H=d H/d t (2)

式中：d H——在时间间隔d t内的剂量当量增量。

剂量当量率的单位是希沃特每秒（Sv·s-1），剂量当量率单位亦可用希沃特或其分倍数除以适当的时间单位所得的商表示（如mSv·h-1）。

3.3周围剂量当量H*（d）和定向剂量当量H'（d，Ω）

在定义这两个量时，由实际辐射场导出约定的辐射场是有用的。为表征这些导出的辐射场使用了“扩展”和“齐向”两个术语。

3.3.1扩展场

在所研究的整个体积内，注量及其角分布、能量分布与参考点处的实际场具有相同的值的辐射场。

3.3.2 齐向扩展场

注量及其能量分布与扩展场相同，但注量是单向的辐射场。 3.3.3 周围剂量当量H *（d ）

辐射场中某一点处的周围剂量当量H *（d ）（本标准d =10mm ）是相应的齐向扩展场在ICRU 球体内，逆齐向场的半径上深度d 处产生的剂量当量。 3.3.4 定向剂量当量H '（d ，Ω）

辐射场中某一点处的定向剂量当量H '（d ，Ω）（本标准d =0.07mm ）是相应的扩展场在ICRU 球体内，指定方向的半径上深度d 处产生的剂量当量。为表示方向Ω需要选择一个参考坐标系，该参考坐标系往往与辐射场相关。在单向辐射场情况下，用逆入辐射场半径和指定的半径间夹角α规定其方向（见图1）。当α=0时，H '（0.07，α）可写为H '（0.07）。

图1 对于H '（d ，α）的α角的定义

3.4 量的约定真值

用于校准仪器的剂量当量率真值的最佳估计值。通常，它的数值和其不确定度由初级标准或次级标准确定或用初级或次级标准校准过的参考仪器确定。 3.5 响应

仪器的响应R 是它的剂量当量（率）指示值H i 除以剂量当量（率）约定真值Ht 所得的商，可用下式表示：

R =H i /H t (3)

3.6 指示值的相对误差I

I 是指示值的误差除以约定真值所得的商，按百分数表示的误差，用下式表示：

I （%）=〔（H i －H t ）/H t 〕×100 (4)

3.7 相对固有误差

在规定的参考条件下，仪器对指定参考辐射的指示值的相对误差（见3.6条）。 3.8 变异系数V

V 是一组n 次测量值X i 的标准偏差S 与其算术平均值X 的比值：

∑=−−=

=n

1

i 2

i

)

(1

n 1

1X X X

X S V (5)

3.9 仪器参考点

仪器参考点是仪器外面刻印的一个实际标志或一些标志，其目的是将参考点（探测器灵敏体积中心）定位在被测量约定真值是已知的点上。 3.10 有效量程

满足本标准要求的测量范围。 4 剂量当量（率）测量原理 4.1 测量原理

为定义定向剂量当量和周围剂量当量引入了扩展场、齐向扩展场和ICRU 球。

辐射场中某一点处的周围剂量当量H *（d ）和定向剂量当量H '（d ，Ω）可通过理论计

算或测量，更可取的是用理论计算和实际测量相结合的方法来确定。

实际应用中，无需有ICRU球、复杂的计算和烦琐的测量。通常采用如下的方法：

a．标准仪器测量X、γ和β辐射产生的辐射场中某一点处的照射量X或空气比释动能Ka，或自由空气的吸收剂量D air；

b．采用国际上约定的剂量当量与上述无受体量间的转换系数，例如H*（10）/K a、H'（0.07，Ω）/K a见附录A（补充件）。

对于光子辐射，用标准仪器测得的照射量可用下式得到空气比释动能K a。

K a=33.84X (6)

式中：K a——空气比释动能，Gy；

X——照射量，C·kg-1。

利用（7）（8）式可分别求出光子辐射场任一点处的周围剂量当量H*（10）和定向剂量当量H'（0.07）。

H*（10）=〔H*（10）/K a〕×K a (7)

H'（0.07）=〔H'（0.07）/K a〕×K a (8)

由上可知，在实际应用中并不要求探测器有1000mg·cm-2的壁厚和安装在30cm直径的ICRU球上测量周围剂量当量H*（10）。辐射探测部件的类型和设计完全由设计者自行决定。作为一个例子，利用适当的方法，可将GM计数管探测器设计为在X，γ辐射某一能量范围内能准确测量周围剂量当量（率）H*（10）的仪器。

4.2辐射入射角的影响

具有任何角分布的辐射场中某点处的周围剂量当量是设想具有相同注量和能量分布的辐射按平行束出现时产生的周围剂量当量。这表示某点处的周围剂量当量值与辐射场的角分布无关，这就意味着测量周围剂量当量的仪器在4π球面度立体角内应具有各向同性的响应。定向剂量当量H'（0.07，Ω）是与弱贯穿辐射相关的，对于弱贯穿辐射，如果人体存在，人体在半球范围内提供了屏蔽，因此，测量定向剂量当量的仪器应只限于在2π球面度立体角有响应。定向剂量当量值随相对于参考方向的辐射入射角增加而减少，这是由于在接近表面的球体部分辐射的路径长度有了增加，对测量仪器角响应的要求（5.4.4条和5.5.5条）是基于这些考虑而规定的。

5 周围和定向剂量当量（率）仪的特性

5.1特性的分类

在表2、表3、表4和相关的条文中，对每项特性规定了仪器指示值的变化限值。

如果设计的仪器具有周围和定向剂量当量（率）仪的两种功能，则它必须满足与这两种功能相关的一些要求。

对于某些应用，可能不一定要求仪器必需满足下面列举的所有要求或者需要增加某些要求。在这样情况下，对仪器的要求要由制造厂和用户协商确定。

5.2一般试验方法

5.2.1 参考条件和标准试验条件

表1的第2栏列出了参考条件。除非另有规定，本标准的试验按照表1的第3栏给出的标准试验条件进行。对在标准试验条件下进行的这些试验，必须说明试验时的温度、压力和相对湿度值，以便修正后给出参考条件下的响应。

表2给出了定向剂量当量（率）仪的辐射特性；表3给出了周围剂量当量（率）仪的辐射特性；表4给出了定向剂量当量（率）仪和周围剂量当量（率）仪电学、机械和环境特性。

当试验的目的在于确定影响量变化产生的影响时，除非在相关的试验方法另有规定，所有其他影响量应维持在表1给定的标准试验条件限值范围内。

5.2.2 试验时仪器的放置位置

对使用辐射的所有试验，仪器的参考点标志必须放置在被测量约定真值已知的点上，其取向按制造厂指定的方向。

5.2.3低剂量当量率

对于低剂量当量率测量，必须考虑本底辐射对检验点处的剂量当量率的影响。

5.2.4统计涨落

对于任何一项使用辐射的检验，在其允许的指示值变化中，当单独辐射的随机性引起的统计涨落占有显著份额时，则为了检验该项要求是否得到满足，就必须取足够多次的读数，