體源法校準環境X、γ劑量率儀結果不確定度評定

張長興　管少斌　劉姍姍

摘 要：基于環境X、γ劑量率儀（簡稱劑量率儀）在環境輻射監測領域中的重要性，結合采用環境電離輻射體源（簡稱體源）法校準劑量率儀的原理和在實際測量工作中使用情況，對劑量率儀的校準結果的可靠性的影響因素進行了深入的分析，結果表明影響因素主要有幾何修正、散射影響、體源標準復現量值、能量響應及統計漲落等，最后根據數學模型與影響因素評定了劑量率儀校準結果的不確定度。

關鍵詞：體源法 劑量率儀 不確定度

中圖分類號：T1L8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

環境X、γ劑量率儀普遍用于環境輻射本底監測（包括建材與居室放射性水平測量）、核技術利用場所監測、放射性物質丟失的尋測、核與輻射應急響應監測等，由此可見劑量率儀其校準結果的可靠性關系到生態環境的發展、關系到人們身體健康及生命安全等至關重要的問題，因此有必要對校準結果的影響因素進行深入的分析。

在我國環境X、γ劑量率儀的校準可分為點源法和國際原子能機構推薦使用的環境電離輻射體源法。現如今絕大多數實驗室校準劑量率儀的采用點源標準（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的對象是采用體源法校準環境X、γ劑量率儀校準結果的不確定度分析評定。

1 校準方法

標準裝置：環境電離輻射體源幾何形狀為圓柱體，直徑2.2 m，高0.6 m，表面積3.8 m2。采用鈾礦粉、釷礦粉、鉀礦粉及其混合物與石英砂、硅酸鹽等筑造的混凝土結構，重約5 t。有純鈾、純釷、純鉀、本底、鈾釷鉀混合五類共12個，其中之一的鈾模型體源實物見圖1，體源技術性能指標見表1。

測量對象：環境監測用X、γ劑量率儀，其輸出量值為空氣比釋動能率，探測器晶體多為碘化鈉（NaI）、鍺酸鉍（BGO）、塑料閃爍體等，能量閾下限一般為為0.4 MeV，上限為3.0 MeV左右。本次實驗采用的儀器為加拿大Explore公司生產的GR130型環境劑量率儀，探測器晶體為鍺酸鉍類型。

測量方法：在規定的環境條件下[1]，將待校準的劑量率儀的探測器置于體源表面中心點，記錄儀器在各個體源上的響應（空氣比釋動能率）值，連續測量10次，取平均值作為測量結果。以體源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空氣比釋動能率的標稱值為縱坐標，測量結果為橫坐標，采用最小二乘法擬合，計算出儀器的校準因子，最后在驗證體源（YM1）上計算儀器的空氣比釋動能率示值誤差。

2 數學模型

5 結語

根據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》規范的要求，在最優化的校準環境條件下使用技術性能最優的劑量率儀，計算出采用體源校準X、γ劑量率儀的結果不確定度為10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

參考文獻

[1] JJG（核工）020-1998，輕便γ總量閃爍輻射儀檢定規程[S].北京：中國核工業總公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，測量不確定度評定與表示[S].北京：國家質量監督檢驗檢疫總局，2011.

[3] 張積運.建立環境電離輻射體源標準[M].石家莊：核工業航測遙感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.電離輻射計量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint

摘 要：基于環境X、γ劑量率儀（簡稱劑量率儀）在環境輻射監測領域中的重要性，結合采用環境電離輻射體源（簡稱體源）法校準劑量率儀的原理和在實際測量工作中使用情況，對劑量率儀的校準結果的可靠性的影響因素進行了深入的分析，結果表明影響因素主要有幾何修正、散射影響、體源標準復現量值、能量響應及統計漲落等，最后根據數學模型與影響因素評定了劑量率儀校準結果的不確定度。

關鍵詞：體源法 劑量率儀 不確定度

中圖分類號：T1L8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

環境X、γ劑量率儀普遍用于環境輻射本底監測（包括建材與居室放射性水平測量）、核技術利用場所監測、放射性物質丟失的尋測、核與輻射應急響應監測等，由此可見劑量率儀其校準結果的可靠性關系到生態環境的發展、關系到人們身體健康及生命安全等至關重要的問題，因此有必要對校準結果的影響因素進行深入的分析。

在我國環境X、γ劑量率儀的校準可分為點源法和國際原子能機構推薦使用的環境電離輻射體源法。現如今絕大多數實驗室校準劑量率儀的采用點源標準（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的對象是采用體源法校準環境X、γ劑量率儀校準結果的不確定度分析評定。

1 校準方法

標準裝置：環境電離輻射體源幾何形狀為圓柱體，直徑2.2 m，高0.6 m，表面積3.8 m2。采用鈾礦粉、釷礦粉、鉀礦粉及其混合物與石英砂、硅酸鹽等筑造的混凝土結構，重約5 t。有純鈾、純釷、純鉀、本底、鈾釷鉀混合五類共12個，其中之一的鈾模型體源實物見圖1，體源技術性能指標見表1。

測量對象：環境監測用X、γ劑量率儀，其輸出量值為空氣比釋動能率，探測器晶體多為碘化鈉（NaI）、鍺酸鉍（BGO）、塑料閃爍體等，能量閾下限一般為為0.4 MeV，上限為3.0 MeV左右。本次實驗采用的儀器為加拿大Explore公司生產的GR130型環境劑量率儀，探測器晶體為鍺酸鉍類型。

測量方法：在規定的環境條件下[1]，將待校準的劑量率儀的探測器置于體源表面中心點，記錄儀器在各個體源上的響應（空氣比釋動能率）值，連續測量10次，取平均值作為測量結果。以體源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空氣比釋動能率的標稱值為縱坐標，測量結果為橫坐標，采用最小二乘法擬合，計算出儀器的校準因子，最后在驗證體源（YM1）上計算儀器的空氣比釋動能率示值誤差。

2 數學模型

5 結語

根據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》規范的要求，在最優化的校準環境條件下使用技術性能最優的劑量率儀，計算出采用體源校準X、γ劑量率儀的結果不確定度為10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

參考文獻

[1] JJG（核工）020-1998，輕便γ總量閃爍輻射儀檢定規程[S].北京：中國核工業總公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，測量不確定度評定與表示[S].北京：國家質量監督檢驗檢疫總局，2011.

[3] 張積運.建立環境電離輻射體源標準[M].石家莊：核工業航測遙感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.電離輻射計量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint

摘 要：基于環境X、γ劑量率儀（簡稱劑量率儀）在環境輻射監測領域中的重要性，結合采用環境電離輻射體源（簡稱體源）法校準劑量率儀的原理和在實際測量工作中使用情況，對劑量率儀的校準結果的可靠性的影響因素進行了深入的分析，結果表明影響因素主要有幾何修正、散射影響、體源標準復現量值、能量響應及統計漲落等，最后根據數學模型與影響因素評定了劑量率儀校準結果的不確定度。

關鍵詞：體源法 劑量率儀 不確定度

中圖分類號：T1L8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

環境X、γ劑量率儀普遍用于環境輻射本底監測（包括建材與居室放射性水平測量）、核技術利用場所監測、放射性物質丟失的尋測、核與輻射應急響應監測等，由此可見劑量率儀其校準結果的可靠性關系到生態環境的發展、關系到人們身體健康及生命安全等至關重要的問題，因此有必要對校準結果的影響因素進行深入的分析。

在我國環境X、γ劑量率儀的校準可分為點源法和國際原子能機構推薦使用的環境電離輻射體源法。現如今絕大多數實驗室校準劑量率儀的采用點源標準（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的對象是采用體源法校準環境X、γ劑量率儀校準結果的不確定度分析評定。

1 校準方法

標準裝置：環境電離輻射體源幾何形狀為圓柱體，直徑2.2 m，高0.6 m，表面積3.8 m2。采用鈾礦粉、釷礦粉、鉀礦粉及其混合物與石英砂、硅酸鹽等筑造的混凝土結構，重約5 t。有純鈾、純釷、純鉀、本底、鈾釷鉀混合五類共12個，其中之一的鈾模型體源實物見圖1，體源技術性能指標見表1。

測量對象：環境監測用X、γ劑量率儀，其輸出量值為空氣比釋動能率，探測器晶體多為碘化鈉（NaI）、鍺酸鉍（BGO）、塑料閃爍體等，能量閾下限一般為為0.4 MeV，上限為3.0 MeV左右。本次實驗采用的儀器為加拿大Explore公司生產的GR130型環境劑量率儀，探測器晶體為鍺酸鉍類型。

測量方法：在規定的環境條件下[1]，將待校準的劑量率儀的探測器置于體源表面中心點，記錄儀器在各個體源上的響應（空氣比釋動能率）值，連續測量10次，取平均值作為測量結果。以體源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空氣比釋動能率的標稱值為縱坐標，測量結果為橫坐標，采用最小二乘法擬合，計算出儀器的校準因子，最后在驗證體源（YM1）上計算儀器的空氣比釋動能率示值誤差。

2 數學模型

5 結語

根據JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》規范的要求，在最優化的校準環境條件下使用技術性能最優的劑量率儀，計算出采用體源校準X、γ劑量率儀的結果不確定度為10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

參考文獻

[1] JJG（核工）020-1998，輕便γ總量閃爍輻射儀檢定規程[S].北京：中國核工業總公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，測量不確定度評定與表示[S].北京：國家質量監督檢驗檢疫總局，2011.

[3] 張積運.建立環境電離輻射體源標準[M].石家莊：核工業航測遙感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.電離輻射計量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint