中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程JJG521—2024環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀檢定規(guī)程VerificationRegulationofXandGammaRadiationAirKermaRatemetersforEnvironmentalMonitoring國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJG521—2024環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀檢定規(guī)程VerificationRegulationofXandGammaRadiation→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→JJG521—2024→→→→→→→→→→→→→代替JJG521—2006→→→→→→→→→→→→→AirKermaRatemetersforEnvironmentalMonitoring歸口單位:全國電離輻射計量技術(shù)委員會起草單位:上海市計量測試技術(shù)研究院中國計量科學研究院深圳市計量質(zhì)量檢測研究院中國測試技術(shù)研究院本規(guī)程委托全國電離輻射計量技術(shù)委員會負責解釋JJG521—2024本規(guī)程起草人:陳建新(上海市計量測試技術(shù)研究院)袁杰(上海市計量測試技術(shù)研究院)李德紅(中國計量科學研究院)王思利(深圳市計量質(zhì)量檢測研究院)范杰(中國測試技術(shù)研究院)Ⅰ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 (2)5計量性能要求 (2)6通用技術(shù)要求 (2)6.1外觀 (2)6.2標識 (2)6.3讀數(shù)顯示 (2)7計量器具控制 (3)7.1檢定條件 (3)7.2檢定項目 (4)7.3檢定方法 (4)7.4檢定結(jié)果的處理 (6)7.5檢定周期 (6)附錄A檢定記錄推薦格式 (7)附錄B檢定證書內(nèi)頁信息及推薦格式 (8)附錄C檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁信息及推薦格式 (9)附錄DX參考輻射的特性和產(chǎn)生條件 (10)附錄E低輻射條件下空氣比釋動能率儀的校準 (11)JJG521—2024ⅡJJF1071—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)程是對JJG521—2006《環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能(吸收劑量)率儀檢定規(guī)程》的修訂,以IEC61017:2016《輻射防護儀器環(huán)境監(jiān)測用移動式、便攜式或固定式光子輻射測量設(shè)備》(Radiationprotectioninstrumentation—Transportable,mobileorinstalledequipmenttomeasurephotonradiationforenvironmentmonitoring),GB/T4835.1—2012《輻射防護儀器β、X和γ輻射周圍和/或定向劑量當量(率)儀和/或監(jiān)測儀第1部分:便攜式工作場所和環(huán)境測量儀與監(jiān)測儀》、GB/T12162.1《用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應(yīng)的X和γ參考輻射第1部分:輻射特性及產(chǎn)生方法》、GB/T12162.2《用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應(yīng)的X和γ參考輻射第2部分:輻射防護用的能量范圍為8keV~1.3Me》、GB/T12162.3《用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應(yīng)的X和γ參考輻射第3部分:場所劑量儀和個人劑量計的校準及其能量響應(yīng)和角響應(yīng)的測定》為主要技術(shù)參考。與JJG521—2006相比,本規(guī)程的主要技術(shù)變化如下:1)參照IEC61017:2016和GB/T4835.1—2012,規(guī)程名稱由“環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能(吸收劑量)率儀檢定規(guī)程”修改為“環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀檢定規(guī)程”;2)檢定項目中取消“過載特性”“入射角響應(yīng)”;3)對“相對固有誤差、重復性、能量響應(yīng)”項目的計量性能要求與檢定方法參照IEC61017:2016和GB/T4835.1—2012技術(shù)要求和試驗方法作相應(yīng)修改;4)附錄中增加“入射角響應(yīng)測量方法”。本規(guī)程歷次版本發(fā)布情況為:—JJG521—2006;—JJG521—1988。JJG521—20241環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于測量環(huán)境X、γ輻射空氣比釋動能率的便攜式、移動式和固定式儀器·的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查?？諝獗柔寗幽芰柯蔏a由外照射X、γ輻射產(chǎn)生,X、γ輻射能量范圍為80keV~1.5MeV;空氣比釋動能率范圍不小于30nGy/h~30μGy/h。本規(guī)程不適用于測定環(huán)境X、γ輻射空氣比釋動能(累積量)儀器的檢定,也不適用于膠片劑量計、熱釋光劑量計(TLD)、光釋光(OSL)劑量計、玻璃發(fā)光(RPL)劑量計或石英絲靜電計等被動檢測裝置的檢定,亦不適用于對β系統(tǒng)。2引用文件本規(guī)程引用下列文件:JJF1001通用計量術(shù)語及定義JJF1035電離輻射計量術(shù)語及定義GB/T4835.1—2012輻射防護儀器β、X和γ輻射周圍和/或定向劑量當量(率)儀和/或監(jiān)測儀第1部分:便攜式工作場所和環(huán)境測量儀與監(jiān)測儀GB/T4960.1核科學技術(shù)術(shù)語第1部分:核物理與核化學GB/T4960.6核科學技術(shù)術(shù)語核儀器儀表GB/T12162.1用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應(yīng)的X和γ參考輻射第1部分:輻射特性及產(chǎn)生方法GB/T12162.2用于校準劑量儀和劑量率儀以及確定其能量響應(yīng)的X和γ參考輻射第2部分:輻射防護用的能量范圍為8keV~1.3MeIEC61017:2016輻射防護儀器環(huán)境監(jiān)測用移動式、便攜式或固定式光子輻射測量設(shè)備(Radiationprotectioninstrumentation—Transportable,mobileorinstalledequipmenttomeasurephotonradiationforenvironmentmonitoring)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)程;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)程。3術(shù)語和計量單位3.1術(shù)語JJF1001、JJF1035、GB/T4960.1、GB/T4960.6界定的及以下術(shù)語和定義適用于本規(guī)程。3.1.1約定值conventionalquantityvalueJJG521—20242為特定目的而按一定規(guī)范賦予某一量的(量)值。3.1.2儀器參考點referencepointofanassembly儀器參考點是儀器外部的指示儀器探頭中心點的物理標記,用于確定和計算儀器的有效參考點。3.1.3試驗點pointoftest空氣比釋動能率約定值已知的一點,并且待檢輻射儀的參考點放在該點上用于檢定和試驗?zāi)康摹?.2計量單位3.2.1空氣比釋動能Ka的計量單位是戈瑞,符號:Gy,1Gy=1J·kg-1。3.2.23.2.1空氣比釋動能Ka的計量單位是戈瑞,符號:Gy,1Gy=1J·kg-1。4概述環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀指用于測定由環(huán)境或外照射X、γ輻射源·產(chǎn)生的空氣比釋動能率Ka的輻射測量儀器。這類儀器至少包括一個探測器部件和一個電信號處理部件,兩部件可以組合拼接或通過柔性電纜、無線信號相互連接,也可以做成一體化儀器。探測部件中含有輻射探測器,如電離室、計數(shù)管、閃爍探測器、半導體探測器等,其在光子的作用下產(chǎn)生某種形式的電信號,由電信號處理部件處理計算并指示最終結(jié)果。5計量性能要求環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀的計量性能須滿足表1的要求。表1環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀的計量性能要求計量性能技術(shù)要求測量條件相對固有誤差-15%~+22%有效測量范圍內(nèi),至少覆蓋3個數(shù)量重復性20%·Ka<1.0μGy/h能量響應(yīng)±30%80keV~1.5MeV6通用技術(shù)要求6.1外觀儀器外觀應(yīng)完好無損,不應(yīng)有銹蝕、裂紋和破損等缺陷以及影響正常工作的機械損傷,控制面板或系統(tǒng)界面上所設(shè)置的功能鍵都能完成該鍵指令下的功能。6.2標識儀器的型號、編號、制造商等標記應(yīng)清晰可辨,儀器的參考點和參考取向及有效測量范圍等信息須明確標示(或在所附說明書等文件資料予以說明)。6.3讀數(shù)顯示JJG521—20243儀器顯示單位須為Gy/h加詞頭或科學表述法所構(gòu)成的十進制分數(shù)單位,顯示探測范圍至少覆蓋3個十進位量級,且探測下限須不高于30nGy/h。7計量器具控制7.1檢定條件7.1.1計量標準環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀的計量標準由防護水平/環(huán)境水平電離室型劑量儀和X、γ參考輻射場組成。對于檢定范圍下限附近的極低劑量率的檢定點,若電離室型的劑量儀的測量范圍無法覆蓋,可以使用其他類型的更靈敏的探測器對測量范圍加以擴展,前提是須驗證探測器具有足夠好的測量線性度和重復性/穩(wěn)定性。7.1.2參考輻射空氣比釋動能率約定值K·a的擴展不確定度應(yīng)不大于10%(k=2)7.1.2參考輻射a)能量范圍:X輻射為(80~250)kV窄譜過濾X參考輻射,可從表2中選取。對某些有效測量范圍較窄且量值較低的儀器(如能譜儀類型的環(huán)境輻射儀器),亦可采用低空氣比釋動能率系列X參考輻射;γ參考輻射為137Cs(661.7keV)和/或60Co(1173keV、1332.5keV)等。輻射場條件應(yīng)滿足GB12162.1—2000規(guī)定的要求。參考輻射的特性和產(chǎn)生條件見附錄D中的表D.1和D.2。表2X、γ參考輻射濾X輻射參考輻射管電壓/kV平均能量/keVN808065N10010083N150150118N200200164N250250208L707060L10010087L170170148L240240211γ輻射241Am(59.5keV)137Cs(662keV)60Co(1.17MeV、1.33MeV)b)空氣比釋動能率范圍:137Csγ參考輻射產(chǎn)生的空氣,下限不大于30nGy/h,范圍至少覆蓋4個數(shù)量級。4如使用多個137Cs輻射源以覆蓋被檢儀器的全部測量范圍,從每個源所能獲得的所·有測量點的Ka可用范圍(可通過改變輻射源與儀器探頭距離的方法獲得)必須至少與由另一個源所能得到的可用范圍相銜接,以使儀器對所有源的檢定可等同于使用同一個特定輻射源檢定。c)測量點處輻射束的均勻區(qū)域應(yīng)能完全覆蓋計量標準儀器及被檢儀器的探測器部件,該區(qū)域內(nèi)的不均勻性應(yīng)不超過5%。d)散射輻射對各測量點空氣比釋動能率的貢獻應(yīng)小于總值的5%。7.1.3配套設(shè)備a)定位裝置用于安置標準測量儀器或受檢儀器,能在輻射場中移動并準確定位于某一測量點。源至探測器距離的測量誤差應(yīng)不大于1mm。b)溫度計測量范圍(0~50)℃,最小分度值不大于0.2℃。c)氣壓計測量范圍(86~106)kPa,最小分度值不大于0.1kPa。7.1.4環(huán)境條件a)環(huán)境溫度:(15~25)℃,檢定過程中變化不超過±2℃;b)相對濕度:不大于80%;c)大氣壓力:(86~106)kPa;d)實驗室本底輻射值應(yīng)盡量低,不超過0.25μGy/h;e)周圍無明顯影響正常工作的機械振動和電磁干擾。7.2檢定項目環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查項目見表3。表3檢定項目一覽表檢定項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查通用技術(shù)要求+--相對固有誤差+++重復性+++能量響應(yīng)++-注:“+”為必檢項目,“-”為可不檢項目。7.3檢定方法7.3.1通用技術(shù)要求目測檢查待檢X、γ輻射空氣比釋動能率儀是否滿足6.1、6.2的要求;開機通電檢查輻射空氣比釋動能率儀是否滿足6.3的要求。JJG521—202457.3.2相對固有誤差環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀相對固有誤差和重復性項目的檢定使用137Csγ參考輻射場。如因客觀條件的限制在檢定中同時使用137Cs和60Coγ輻射場,需對使用60Coγ輻射測得的相對誤差數(shù)據(jù)按其能量響應(yīng)特性進行修正。檢定測量點按下述原則選取:空氣比釋動能率儀器須在有效測量范圍的3個十進量級內(nèi)至少每個量級選取一檢定測量點,對數(shù)字式和對數(shù)顯示式儀器相鄰兩點間相差應(yīng)不大于10倍,首次檢定還應(yīng)包··括接近Ka0和1000Ka0的檢定測量點。如被檢儀器及所附說明書等文件資料中未明確給出其有效測量范圍,按其測量范圍上限的1/1000確定其測量范圍下限(必要時需通過適當?shù)妮椪諜z查來確定其測量上限KaMax,其有效測量范圍下限須不低于0.1μGy/h)。·將被檢儀器按其參考取向置于輻射場中空氣比釋動能率約定值KC已知的測量點·上,測得被檢儀器對測量點的讀數(shù)值Ki,每一測量點上重復測量3次。按公式(1)計算各個測量點上儀器測得值的相對偏差I(lǐng)i: 式中: K·i—第i個測量點上扣除本底后的讀數(shù)平均值,i=1~w。KiC—第i個測量點上扣除本底后的空氣比釋動能率約定值。被檢儀器的相對固有誤差按以下原則作判定和表述,其中Urel為約定值KaC的相對測量不確定度(k=2)。w個測量點中任一個的相對誤差I(lǐng)值均不超出[-15%-Urel,22%+Urel]的范圍,且任二個I值之差不超過37%,則判定儀器的相對固有誤差項目合格。被檢儀器的相對固有誤差按以下原則作判定和表述,其中Urel為約定值KaC的相對測量不確定度(k=2)。若w個測量點中任一個的相對誤差I(lǐng)值均不超出[-15%-Urel,22%+Urel]的范圍,但有二個I值之差超過37%,則判定儀器的相對固有誤差項目不合格。相對固有誤差檢定結(jié)果按實際測量值中超出-15%或+22%最大的一個表述。若w個測量點中有一個以上相對誤差I(lǐng)值超出[-15%-Urel,22%+Urel]的范圍,則判定儀器的相對固有誤差項目不合格。相對固有誤差檢定結(jié)果按實際測量值中超出[-15%,22%]最大的一個表述。7.3.3重復性參照儀器的有效測量范圍,在可忽略環(huán)境本底或外界輻射對儀器測量重復性產(chǎn)生干1.0μGy/h)作重復性的檢定。JJG521—20246重復測量10次以上,按公式(2)計算重復性:式中:n—重復測量次數(shù)。重復性測量結(jié)果不超過20%為合格,檢定結(jié)果用實際測量值表述,同時注明該測量點空氣比釋動能率約定值。7.3.4能量響應(yīng)7.3.4.1能量響應(yīng)項目的檢定所選取的X、γ參考輻射須滿足本規(guī)程7.1.2的要求,X參考輻射的能量見表2。須選取5種不同的能量來完成本項目檢定,且其中必須包含137Cs和最低能量的2種X參考輻射,對于不同的輻射能量應(yīng)使用相同的空氣比釋動能率,如不能實現(xiàn)應(yīng)利用相對固有誤差的測量數(shù)據(jù)對不同空氣比釋動能率的差別進行修正(可使用線性內(nèi)插法)。7.3.4.2在每個能量點上,按照7.3.2的放置和測量方法,測出被檢儀器的空氣比釋··動能率(扣除本底后)測得值KE,由測量點(扣除本底后)約定值KE,C按公式(3)計算被檢儀器對各輻射能量的響應(yīng):RE'=K·E/K·E,C(3)量ke:V范圍內(nèi),RRE,1.3]。其中80keV點RE'=K·E/K·E,C(3)N80和N100參考輻射的RE'值內(nèi)插獲得。由被檢儀器的相對固有誤差檢定結(jié)果可獲得其在137Cs能量下對各空氣比釋動能率K·(。E的響應(yīng)RE,校準因子7.4檢定結(jié)果的處理=(RE)-17.4檢定結(jié)果的處理按本規(guī)程檢定合格的環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀出具檢定證書(推薦內(nèi)頁格式見附錄B),檢定結(jié)果中有一項不符合本規(guī)程的技術(shù)要求即為檢定不合格,檢定不合格的環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀出具檢定結(jié)果通知書(推薦內(nèi)頁格式見附錄C),并注明不合格的項目。7.5檢定周期環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射空氣比釋動能率儀的檢定周期一般不超過1年。JJG521—20247附錄A檢定記錄推薦格式一、相對固有誤差、重復性(測量模式:、)條件(距離)·KS/(μGy/h)·Ki/(μGy/h)·Ki/(μGy/h)I/%Cf()相對固有誤差重復性/%:二、能量響應(yīng)(測量模式:)X/(kV/mA)·KS/(μGy/h)·Ki/(μGy/h)·Ki/(μGy/h)RECf()R:8附錄B檢定證書內(nèi)頁信息及推薦格式相對固有誤差/%重復性/%能量響應(yīng)/%·空氣比釋動能率KSμGy/h劑量響應(yīng)校準因子Cf(D)輻射能量kV/keV能量響應(yīng)校準因子Cf(E)注:1儀器的測量功能為;2重復性測量時的空氣比釋動能(率)。9附錄C檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁信息及推薦格式相對固有誤差/%重復性/%能量響應(yīng)/%·空氣比釋動能率KSμGy/h劑量響應(yīng)校準因子Cf(D)輻射能量kV/keV能量響應(yīng)校準因子Cf(E)注:1儀器的測量模式為;2重復性測量時的空氣比釋動能(率)。其中,的檢定結(jié)果不符合檢定規(guī)程的技術(shù)要求(該項目的技術(shù)要求為),故判定為檢定不合格。JJG521—202410附錄DX參考輻射的特性和產(chǎn)生條件D.1過濾X參考輻射的特性以及產(chǎn)生這些輻射所使用的高壓和過濾條件列于表D.1。表中的管電壓是在負載條件下測得的,附加過濾和固定過濾組成總過濾。固定過濾為4mmAl。半值層是在距焦斑1m處測量的。檢定實驗室應(yīng)通過測譜法或半值層法證實所使用的過濾X輻射質(zhì)與表D.1的一致性。表D.1過濾X參考輻射窄譜系列過濾X輻射平均能量keV分辨力%管電壓kV附加過濾/mm半值層/(mmCu)PbSnCuAl1st2nd483660000.600.240.26653280002.000.580.628328100005.001.111.171002712001.05.001.711.771183715002.5002.362.47164302001.03.02.003.994.05208282503.02.0005.195.23250273005.03.0006.125.15低空氣比釋動能率系列過濾X參考輻射見表D.2。表D.2低空氣比釋動能率系列過濾X參考輻射平均能量keV分辨力%管電壓kV附加過濾/mm第一半值層/mmPbSnCuAl602270002.500.49Cu872210002.00.501.24Cu1092112504.01.002.04Cu149181701.53.01.003.47Cu185182103.52.00.504.54Cu211182405.52.00.505.26CuJJG521—202411附錄E低輻射條件下空氣比釋動能率儀的校準對環(huán)境輻射空氣比釋動能率水平儀器的使用和校準,需要了解儀器探測器對不同本本底。受校準源輻照的儀器的指示值Di可表示為:式中:Di=RC·K·C+Rt·K·t+RS·K·S式中:Di—以電荷量(電流)、電壓、計數(shù)(率)的合適單位顯示的儀器讀數(shù),或以Gy·h-1顯示的儀表讀數(shù);··KC和Kt—分別為宇宙本底輻射和地面環(huán)境本底輻射在校準實驗室內(nèi)所產(chǎn)生的空氣比釋動能率;·KS—由校準源所產(chǎn)生的空氣比釋動能率約定值;RC、Rt和RS—分別為儀器對宇宙本底輻射、地面環(huán)境本底輻射和來自校準源的γ輻射的響應(yīng)因子;Ri—由內(nèi)部放射性污染或由儀器的電噪音所引起的對讀數(shù)的貢獻。對許多探測器來說,RC、Rt和RS通常是各不相等,且因子RS的值取決于光子的能量,所以使用點源或射線束在實驗室中校準而得到的RS值與Rt值并不相等,因而不能直接用于現(xiàn)場測量。為了確定RC、Rt、RS和Ri,有必要排除其他3個影響量來單獨測定每一個響應(yīng)。可以采用下述方法:a)通過測定RS隨光子能量的變化并按環(huán)境輻射能譜對適當?shù)腞S值進行加權(quán)處理,即可計算出適用于現(xiàn)場測量儀器的Rt響應(yīng)值。b)任何儀器由內(nèi)部本底引起的響應(yīng)Ri可通過諸如測量其被置于地下深處時的讀數(shù)來加以估計。在地下100m深處即可有效消除宇宙輻射的影響,再將探頭放置在10cm厚的鉛屏蔽內(nèi),則它對來自當?shù)貛r層的輻射響應(yīng)也可被有效消除。對于電離室,通常可認為Ri是由電離室內(nèi)固有的α放射性所引起的。將電離室置于一個低本底的屏蔽器具里,并用一個時間常數(shù)很短的記錄儀監(jiān)測其靜電計的輸出,就可估計其Ri。α輻射的脈沖信號可通過記錄儀輸出端產(chǎn)生的大幅尖峰信號加以鑒別。同時還應(yīng)定期檢查儀器的漏電流和絕緣體的內(nèi)部應(yīng)力。由絕緣體的內(nèi)部應(yīng)力所引起的單向電流可通過分別測量正負極化電壓時的電流來確定。任何儀器的內(nèi)部本底在其使用壽命之內(nèi)都不會有顯著變化,因為所有存在的放射性核素