中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范CalibrationSpecificationforRadonDecayProductsMeasuringInst2025-03-27發(fā)布2025-09-27實施JJF2223—2025氡子體測量儀校準規(guī)范CalibrationSpecificationforRadonDecayProductsMeasuringInstrumentsJJF2223—2025歸口單位:全國電離輻射計量技術(shù)委員會主要起草單位:中國計量科學(xué)研究院南華大學(xué)參加起草單位:國防科技工業(yè)電離輻射一級計量站河南省計量科學(xué)研究院本規(guī)范委托全國電離輻射計量技術(shù)委員會負責(zé)解釋JJF2223—2025本規(guī)范主要起草人:梁珺成(中國計量科學(xué)研究院)肖德濤(南華大學(xué))楊志杰(中國計量科學(xué)研究院)孫昌昊(中國計量科學(xué)研究院)參加起草人:邢雨(國防科技工業(yè)電離輻射一級計量站)龍成章(河南省計量科學(xué)研究院)王攀峰(河南省計量科學(xué)研究院)JJF2223—2025Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3術(shù)語和計量單位 (1)3.1術(shù)語 (1)3.2計量單位 (2)4概述 (3)5計量特性 (3)5.1本底 (3)5.2采樣流量 (3)5.3重復(fù)性 (3)5.4α潛能濃度 (3)5.5平衡當量濃度 (3)5.6交叉干擾 (3)6校準條件 (3)6.1環(huán)境條件 (3)6.2測量標準 (4)6.3其他校準用設(shè)備 (4)7校準項目和校準方法 (4)7.1本底 (4)7.2采樣流量 (5)7.3重復(fù)性 (5)7.4參考響應(yīng) (5)7.5交叉干擾 (6)8校準結(jié)果表達 (6)9復(fù)校時間間隔 (7)附錄A校準記錄推薦格式 (8)附錄B校準證書內(nèi)頁信息及推薦格式 (9)附錄C參考響應(yīng)的不確定度評定示例 (10)附錄D氡子體衰變參數(shù)及計算關(guān)系 (13)參考文獻 (14)JJF2223—2025ⅡJJF1071—2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范的編制主要依據(jù)ISO11665-1《環(huán)境中的放射性測量空氣:氡-222第1部分:氡及其子體的來源與測量方法》(Measurementofradioactivityintheenviron-ment—Air:radon-222—Part1:Originsofradonanditsshort-livedproductsandasso- ciatedmeasurementmethods),ISO11665-2《環(huán)境中的放射性測量空氣:氡-222第2部分:氡子體平均潛能α濃度的累積測量方法》(Measurementofradioactivityinthe《環(huán)境中的放射性測量空氣:氡-222第3部分:氡子體平均潛能α濃度的抓樣測量方作為放射性核素體積活度測量儀器,氡(222Rn或220Rn)子體測量儀用于氡子體α潛能濃度或平衡當量氡濃度的測量,在氡子體的輻射防護中具有重要作用。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2223—20251氡子體測量儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于平衡當量氡(222Rn或220Rn)濃度不超過104Bq/m3的氡子體測量儀的校準。2引用文件本規(guī)范引用下列文件:JJF1001—2011通用計量術(shù)語及定義JJF1035—2006電離輻射計量術(shù)語及定義GB/T13163.1—2009輻射防護儀器氡及氡子體測量儀第1部分:一般原則(IEC61577-1:2006,IDT)GB/T13163.3—2014輻射防護儀器氡及氡子體測量儀第3部分:氡子體測量儀的特殊要求(IEC61577-3:2011,IDT)GB/T13163.4—2014輻射防護儀器氡及氡子體測量儀第4部分:含氡同位素及其子體參考大氣的產(chǎn)生設(shè)備(氡環(huán)境試驗系統(tǒng))(IEC61577-4:2009,IDT)ISO11665-1環(huán)境中的放射性測量空氣:氡-222第1部分:氡及其子體的來源與測量方法(MeasurementofradioactivityintheenviOriginsofradonanditsshort-livedproductsandassociatedmeasurementmethods)ISO11665-2環(huán)境中的放射性測量空氣:氡-222第2部分:氡子體平均潛能α濃度的累積測量方法(Measurementofradioactivityintheenvironment—Air:radon-222—Part2:Integratedmeasurementmethodfordeterminingaveragepotentialalphaenergyconcentrationofitsshort-liveddecayproducts)ISO11665-3環(huán)境中的放射性測量空氣:氡-222第3部分:氡子體平均潛能α濃度的抓樣測量方法(Measurementofradioactivityintheenvironment—Air:radon-222—Part3:Spotmeasurementmethodofthepotentialalphaenergyconcentrationofitsshort-liveddecayproducts)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1術(shù)語3.1.1氣溶膠aerosol懸浮在氣體介質(zhì)中的固體或液體微粒。3.1.2活度中值空氣動力學(xué)直徑activitymedianaerodynamicdiameter與所研究的氣溶膠微粒具有相同熱力學(xué)特性的單位密度(kg·m-3)球的直徑隨活JJF2223—20252度分布的中位值。3.1.3體積活度volumeactivity單位體積的放射性核素活度。3.1.4抓樣采樣grabsampling與所研究的量(如氡子體體積活度)的漲落相比,樣品(如含氡子體的空氣)收集時間較短的采樣方法。3.1.5連續(xù)測量continuousmeasurement通過連續(xù)或間歇性(一般間隔1min~120min)采樣、同時或延遲分析,反映氡子體濃度動態(tài)變化的測量方法。3.1.6累積測量integratedmeasurement通過連續(xù)采樣一定體積的空氣樣品,累積氡子體產(chǎn)生相應(yīng)的核徑跡、電脈沖等信號,完成累積后再分析的測量方法。3.1.7α潛能濃度potentialalphaenergyconcentration單位體積空氣中存在的任何短壽命氡子體混合物全部衰變至210Pb或208Pb所釋放的α能量。3.1.8體積流量volumeflowrate單位時間內(nèi)流過管道的氣體體積。3.1.9平衡當量濃度equilibriumequivalentconcentration氡與其短壽命子體處于放射性平衡狀態(tài)、并具有與非平衡狀態(tài)混合物相同的α潛能濃度時氡的體積活度。3.1.10平衡因子equilibriumfactor氡的平衡當量濃度與氡氣的實際濃度之比。3.1.11氡環(huán)境試驗系統(tǒng)systemfortestatmospherewithradon產(chǎn)生和使用參考氡氣所需設(shè)備的系統(tǒng),簡稱氡室。通過對氡、氣溶膠、溫度和濕度等參數(shù)的調(diào)控,形成均勻穩(wěn)定的氡子體測量儀校準環(huán)境。用于確定氡室內(nèi)氡子體α潛能濃度或平衡當量濃度的參考值的測量裝置。3.1.13參考響應(yīng)referenceresponse測量裝置在參考條件下對參考氡子體濃度的響應(yīng)。3.1.14交叉干擾cross-interference由干擾放射性核素(222Rn或220Rn子體)引起的儀器測量值與其參考值之比。用于表征氡子體測量儀將222Rn子體誤測量為220Rn子體的程度,反之亦然。3.1.15標準平面源referenceplanesources性質(zhì)和活度在某一確定的時間內(nèi)都是已知的,并能用作參考的固態(tài)平面放射源。3.2計量單位3.2.12π表面粒子發(fā)射率:秒分之一,符號:s-1。3.2.2[放射性]活度:貝可[勒爾],符號:Bq。3.2.3活度中值空氣動力學(xué)直徑:納米,符號:nm。JJF2223—202533.2.4體積活度與平衡當量濃度:貝可[勒爾]每立方米,符號:Bq·m-3。3.2.5體積流量:立方米每分鐘;符號:m3·min-1。3.2.6α潛能濃度:微焦耳每立方米;符號:μJ·m-3。4概述氡子體測量儀是一種通過抓樣采樣、連續(xù)采樣或累積采樣等方式獲取空氣中的氡子體,并結(jié)合計數(shù)、能譜或蝕刻徑跡等測量信息與采樣體積,得出空氣中氡子體濃度的儀器。氡子體測量儀主要由采樣單元、探測器和數(shù)據(jù)處理單元等組成。氡子體采集后,在探測器內(nèi)沉積能量,產(chǎn)生可觀測的計數(shù)、能譜或蝕刻徑跡數(shù),經(jīng)分析得到氡子體α潛能,再除以采樣體積得到α潛能濃度或平衡當量濃度。氡子體測量儀廣泛應(yīng)用于礦井、地下建筑和居室內(nèi)空氣質(zhì)量控制,以及輻射環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。5計量特性5.1本底在消除氡子體影響的情況下,采用能譜法的儀器全譜本底計數(shù)率:≤1.0s-1。5.2采樣流量采樣流量:(1~30)L·min-1;采樣流量最大允許誤差:±10%。5.3重復(fù)性測量重復(fù)性:≤2%(對于Pu-239或Am-241電鍍源)。5.4α潛能濃度對于222Rn,α潛能濃度:≤56μJ/m3;對于220Rn,α潛能濃度:≤760μJ/m3。5.5平衡當量濃度對于222Rn或220Rn,平衡當量濃度范圍:≤104Bq/m3。5.6交叉干擾220Rn子體對222Rn子體測量儀的交叉干擾:≤20%;222Rn子體對220Rn子體測量儀的交叉干擾:≤20%。說明:以上計量特性指標僅供參考,不用于合格性判定。6校準條件6.1環(huán)境條件6.1.1溫度:(10~35)℃。6.1.2相對濕度:不大于85%。6.1.3大氣壓力:90kPa~106kPa。6.1.4氣溶膠濃度:(5×109~2×1010)m-3,活度中值空氣動力學(xué)直徑:(100~6.1.5無影響正常工作的機械振動和電磁干擾。JJF2223—202546.2測量標準6.2.1氡環(huán)境試驗系統(tǒng)氡子體濃度可調(diào)控范圍不小于(0.1~10)kBq·m-3,體積大于10m3的步入式氡室。6.2.2標準測量裝置6.2.3流量標準器氡子體平衡當量氡濃度的測量范圍不小于(0.1~10)kBq·m-3,相對擴展不確定度不大于10%(k=2)6.2.3流量標準器配備經(jīng)過溯源的標準流量計(一般為皂膜流量計),用于校準氡子體測量儀采樣部分的流量。6.3其他校準用設(shè)備6.3.1監(jiān)督源流量測量范圍:(0.5~30)L·min-1,擴展不確定度:2%(k6.3其他校準用設(shè)備6.3.1監(jiān)督源應(yīng)配備α、β平面源或液閃源,用于檢查儀器工作狀態(tài)是否正常和測量重復(fù)性。典型的α核素是241Am(或239Pu、244Cm),典型的β核素有是36Cl(或137Cs、99Tc、90Sr/90Y)。平面源的活性區(qū)尺寸宜與氡子體采樣沉積的面積相同。液閃源適用于采用液閃原理測量氡子體濃度的儀器。監(jiān)督源的技術(shù)規(guī)格如表1所示。表1監(jiān)督源的技術(shù)規(guī)格核素規(guī)格量值α平面源核素:226Ra(或241Am、239Pu、244Cm)外徑:Φ18mm~Φ35mm,活性區(qū):Φ16mm~Φ25mm,厚度:(0.5~1.0)mm2π表面粒子發(fā)射率:(1×102~1×103)s-1β平面源核素:36Cl(或137Cs、99Tc、90Sr/90Y)液閃源核素:226Ra(或36Cl、137Cs、99Tc、90Sr/90Y)20mL瓶,閃爍液體積為(15±0.2)mL,每升甲苯中PPO的含量為(5±1)g活度:(1×102~1.0×103)Bq6.3.2環(huán)境參數(shù)測量儀,確(k=2)。7校準項目和校準方法7.1本底設(shè)置儀器的測量周期或能量區(qū)間等參數(shù),更換空白濾膜樣品(或其他采樣器),檢查儀器工作狀態(tài)、參數(shù)配置,在正常環(huán)境本底(氡濃度一般低于50Bq/m3)下測量。通過環(huán)境本底測量,考察儀器工作狀態(tài)是否正常、參數(shù)配置是否恰當、對環(huán)境級氡子體JJF2223—20255濃度的響應(yīng)是否合理,為后續(xù)校準做好準備工作。本底測量進行不少于5次(每次的測量周期根據(jù)儀器運行模式一般設(shè)置為1h或2h),按公式(1)計算平均本底Cb:n(1)C=(1)Cb—平均本底,Bq·m-3或μJ·m-3。n—測量次數(shù)。對于采用累積測量法的核徑跡探測器,一般不作本底測量,而是通過預(yù)留10~20個空白樣(徑跡片不暴露于空氣中)作為對照組,將其平均徑跡數(shù)直接作為計算的本底。7.2采樣流量根據(jù)儀器工作原理,如有需要、且符合校準條件的,應(yīng)開展本項目校準。用流量標準器校準儀器的采樣流量。將被校儀器的進氣口與流量標準器串接,在被校儀器采樣泵的驅(qū)動下從氡室取氣測量。按公式(2)計算采樣流量校準系數(shù)K。K=(2)式中:Fm—被校儀器10次流量測量結(jié)果的平均值;Fs—標準器10次流量測量結(jié)果的平均值。7.3重復(fù)性根據(jù)儀器工作原理,如具備重復(fù)性測量條件的,可選擇開展本項目校準。選擇一種監(jiān)督源(α、β平面源或液閃源)測量儀器重復(fù)性。將標準源放入送校儀器的測樣位置,重復(fù)測量10次,單次測量計數(shù)應(yīng)不小于40000。按公式(3)計算相對實驗標準差,計算結(jié)果作為測量重復(fù)性。1·NV=1·N式中:V—重復(fù)性;(Ni-)2n-1×100%(3)Ni—被校準儀器的讀數(shù),s-1;N—被校準儀器讀數(shù)的算術(shù)平均值,s-1;n—重復(fù)測量次數(shù)。7.4參考響應(yīng)氡子體測量儀的參考響應(yīng)在不少于2個濃度量級下校準。對于每一量級,氡子體濃度達到穩(wěn)定后讓被校儀器重復(fù)多次測量,每次測量時間一般設(shè)置為60min或120min。取10次測量的平均值計算參考響應(yīng),通過公式(4)計算每一濃度量級下被校氡子體測JJF2223—20256量儀的參考響應(yīng)。R=(4)式中:R—某一濃度量級下,被校氡子體測量儀的參考響應(yīng),為無量綱的比值;I—被校儀器的示值,μJ·m-3或Bq·m-3;Ib—被校儀器的本底示值(如果適用),μJ·m-3或Bq·m-3;Q—氡子體體積活度的參考值,μJ·m-3或Bq·m-3。對于222Rn子體參考校準條件(220Rn子體濃度可忽略),兩個濃度量級一般分別為平衡當量濃度180Bq·m-3(±20%)和3600Bq·m-3(±20%),對應(yīng)潛能濃度分別為1μJ·m-3和20μJ·m-3。對于220Rn子體參考校準條件(222Rn子體濃度可忽略),兩個濃度量級分別設(shè)置為平衡當量濃度180Bq·m-3(±30%)和1000Bq·m-3(±30%),對應(yīng)潛能濃度分別為13μJ·m-3和76μJ·m-3。7.5交叉干擾與校準參考響應(yīng)的條件相同,在氡室內(nèi)只充入222Rn氣、控制222Rn子體濃度,校準222Rn子體對于220Rn子體測量的干擾D222?220,計算公式如(5)所示。D222?220=(5)式中:m—表示氡子體校準的濃度量級數(shù),≥2;Ii220—表示在某一量級的濃度下,222Rn子體在220Rn子體測量通道引起的干擾結(jié)果,μJ·m-3或Bq·m-3;Ii222—表示在某一量級的濃度下,222Rn子體濃度參考值,μJ·m-3或Bq·m-3。與校準參考響應(yīng)的條件相同,在氡室內(nèi)只充入220Rn氣、控制220Rn子體濃度(222Rn子體濃度可忽略)的條件下,校準220Rn子體對于222Rn子體測量的干擾D220?222,計算如公式(6)所示。D220?222=(6)式中:I'i222—表示在某一量級的濃度下,220Rn子體在222Rn子體測量通道引起的干擾結(jié)果,μJ·m-3或Bq·m-3;I'i220—表示在某一量級的濃度下,220Rn子體濃度的參考值,μJ·m-3或Bq·m-3。8校準結(jié)果表達按本規(guī)范進行校準,出具校準證書,校準證書內(nèi)頁格式見附錄B;校準結(jié)果應(yīng)給出參考響應(yīng)校準結(jié)果的不確定度(評定示例見附錄C)。JJF2223—202579復(fù)校時間間隔建議復(fù)校時間間隔為24個月。由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸多因素所決定的,因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主確定復(fù)校周期間隔。JJF2223—20258附錄A校準記錄推薦格式氡子體測量儀校準記錄送校單位儀器名稱型號/規(guī)格出廠編號生產(chǎn)廠家校準日期證書編號校準依據(jù)的技術(shù)文件校準環(huán)境條件溫度:℃相對濕度:%大氣壓力kPa氣溶膠濃度:cm-3計量標準證書編號有效期儀器參數(shù)設(shè)置1.測量周期:h2.其他設(shè)置:校準項目校準結(jié)果本底b=重復(fù)性V=采樣流量Fm=Fs=K=參考響應(yīng)(對222Rn)R1=R2=參考響應(yīng)(對220Rn)R3=R4=交叉干擾D222?220D220?222校準員核驗員JJF2223—20259附錄B校準證書內(nèi)頁信息及推薦格式一、儀器設(shè)置與校準條件1.氡子體測量儀主要參數(shù)設(shè)置:2.在氣溶膠濃度為×××,平衡因子為×××的條件下進行校準。二、校準結(jié)果1.本底:b=2.采樣流量校準系數(shù):K=4.參考響應(yīng)3.重復(fù)性4.參考響應(yīng)氡子體量級測量值參考值參考響應(yīng)擴展不確定度k=2,%222Rn子體ⅠⅡ220Rn子體ⅠⅡ5交叉干擾5.1222Rn子體對220Rn子體測量的干擾:D222?220=5.2220Rn子體對222Rn子體測量的干擾:D220?222=JJF2223—202510附錄C參考響應(yīng)的不確定度評定示例C.1測量條件與測量方法C.1.1環(huán)境條件溫度:30.90℃,相對濕度:70.5%,大氣壓力:101.3kPa,氣溶膠濃度:1.0×1010m-3,周圍劑量當量率:<0.25μSv·h-1;無影響正常工作的機械振動和電磁干擾。C.1.2測量標準液體閃爍氡子體濃度絕對測量方法定值平衡當量氡濃度[相對擴展不確定度5%C.1.3測量參數(shù):氡子體測量儀的參考響應(yīng)。(k=2)];氡室體積為20m3,氡子體平衡當量濃度調(diào)控范圍為(0.1~C.1.3測量參數(shù):氡子體測量儀的參考響應(yīng)。C.1.4測量方法:按7.4。C.2測量模型本評定以被校準氡子體測量儀的參考響應(yīng)作為示例,根據(jù)規(guī)范中的公式(4),參考響應(yīng)的測量模型可等效為:R=(C.1)式中:I—被校儀器的示值;Ib—被校儀器的本底示值;Q—氡子體濃度參考值;k—參考氡子體測量儀的校準系數(shù)。C.3輸入量的標準不確定度C.3.1輸入量I為同一氡子體濃度下重復(fù)性測量結(jié)果的平均值,測量次數(shù)通常為5~10次。I的標準不確定度u(I)通過測量結(jié)果的標準偏差表示,采用A類方法評定。C.3.2輸入量Ib通過測量空白濾膜樣品(無氡子體或其他放射性核素沾污的濾膜)得到,測量次數(shù)通常為2~5次。Ib的標準不確定度u(Ib)采用測量結(jié)果的標準偏差表示,采用A類方法評定。C.3.3輸入量Q為參考氡子體測量裝置給出測量結(jié)果的平均值,測量次數(shù)通常為5~10次。Q的標準不確定度u(Q)采用測量結(jié)果的標準偏差表示,采用A類方法評定。對于輸入量I、Ib和Q,如果測量的次數(shù)少于10次,標準偏差s的計算采用極差法,計算公式如(C.2)所示;如果測量次數(shù)不少于10次,標準偏差s的計算采用貝塞爾公式,如公式(C.3)所示:s=(C.2)式中,E為n次測量的極差,C為極差系數(shù),如表C.1所示。JJF2223—202511表C.1測量次數(shù)n與極差系數(shù)Cn23456789C1.131.692.062.332.532.702.852.97s=n-1 1(xi-)2n-1i=1(C.3)式中,xi為第i次測量結(jié)果,x為n次測量的算術(shù)平均值。C.3.4輸入量k值及其標準不確定度u(k)通過查詢證書得到,或者通過絕對測量方法得到。C.4靈敏系數(shù)輸入量I的靈敏系數(shù):c1==(C.4)輸入量Ib的靈敏系數(shù):c2==-(C.5)輸入量Q的靈敏系數(shù):c3==-(C.6)輸入量k的靈敏系數(shù):c4==-(C.7)C.5合成校準不確定度與擴展不確定度各輸入分量之間不存在相關(guān)性的情況下,按照線性模型,被校準儀器的參考響應(yīng)R的合成校準不確定度u(R)為:u2(R)=()2·u2(I)+(-)2·u2(Ib)+(-)2·u2(Q)+I-I(-)·u2(k)(C.8)Q·k2相對合成校準不確定度:urel(R)=(C.9)被校準氡子體測量儀在一個充滿氮氣(氡濃度低于5Bq/m3)的環(huán)境下,測量空白濾膜,獲得本底測量結(jié)果Ib。此后,將被校儀器放入氡子體濃度穩(wěn)定的氡室,進行校準,相關(guān)測量數(shù)據(jù)如表C.2所示。表C.2校準原始數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)輸入量次數(shù)12345678910IbBq·m-30.51.23.1JJF2223—202512表C.2(續(xù))IBq·m-3331.8323.6325.3328.2331.6328.4318.9308.5314.6325.1QBq·m-3327.4330.7310.6321.6322.4k說明:通過抓樣采樣和液體閃爍計數(shù)方法,結(jié)合氡子體衰變規(guī)律絕對測量得到氡子體平衡當量濃度。k=說明:通過抓樣采樣和液體閃爍計數(shù)方法,結(jié)合氡子體衰