輻射防護用x、γ輻射劑量當量（率）儀和監測儀校準因子測量結果不確定度評定

【摘 要】 本文依據JJG393-2003《輻射防護用X、γ輻射劑量當量（率）儀和監測儀》和JJG1059-1999《測量不確定度評定與表示》，分析了輻射防護用X、γ輻射劑量當量（率）儀和監測儀校準因子測量結果不確定度的來源，并詳細介紹了評定方法。

【關鍵詞】 輻射防護用劑量儀 校準因子 不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.04.014

1 概述

（1）測量依據：JJG393-2003《輻射防護用X、γ輻射劑量當量（率）儀和監測儀》。

（2）環境條件：環境溫度：（15～25）℃；相對濕度：≤80%；常壓；本底輻射不大于0.25μGy/h。

（3）標準裝置：PTW-UNIDOS劑量儀、1L電離室、γ標準輻射場。

（4）被測對象：451P型劑量當量率儀。

（5）測量方法：在γ標準輻射場中采用替代法進行測量。

2 建立數學模型和不確定度傳播率

[N][=K0N0F01F02F03KOTP/KF1F2F3KTP] （1）

式中：[N]——被檢儀器校準因子；[K0]——標準劑量儀測量值；[N0]——標準劑量儀校準因子；[F01]——標準劑量儀的方向性修正因子；[F02]——標準劑量儀的輻射場散射修正因子；[F03]——標準劑量儀電離室中心定位偏差修正因子；[KOTP]——標準劑量儀的溫度氣壓修正因子；[F1]——被檢儀器的方向性修正因子；[F2]——被檢儀器的輻射場散射修正因子；[F3]——被檢儀器電離室中心定位偏差修正因子；[KTP]——被檢儀器的溫度氣壓修正因子；[K]——被檢劑量儀測量值。

因（1）式是線性數學模型，且各輸入量相互獨立無關，所以當采用相對不確定度進行計算時，不確定度傳播律應為：

[u2crel（N）=i=1npi2u2rel（Ki）=i=1nu2rel（N）] （2）

3 計算靈敏系數

根據（1）、（2）式可知靈敏系數[ci=pi=1]

4 標準不確定度的評定

4.1 標準劑量儀給出的不確定度[u（K0）]

4.1.1 標準劑量儀測量重復性給出的不確定度分量[u（K01）]

測量10次，單次測量標準偏差為：

[s（K01）][=i=1n（K0-K01）2/（n-1）1/2]=0.143

重復性標準差：[sr0=s（K01）/K0]=0.028

不確定度分量：[u（K01）=sr0]=0.028=2.8%

4.1.2 檢定證書給出的不確定度分量[u（K02）]

根據上級檢定證書，標準劑量儀校準因子的不確定度為5.0%，覆蓋因子k=2，所以校準因子引入的不確定度分量為：[U（K02）]=5.0%/2=2.5%

4.1.3 標準劑量儀方向性帶來的不確定度分量[u（K03）]

根據經驗估計方向性帶來的擴展不確定度為：

[U（K03）]=[ku（K03）]=0.5%

取矩形分布，則[u（K03）]=0.5%/31/2=0.3%

4.1.4 電離室中心定位偏差帶來的不確定度分量[u（K04）]

根據經驗估計輻射場差別帶來的擴展不確定度為：

[U（K04）]=[ku（K04）]=1.0%

取矩形分布，則[u（K04）]=1.0%/31/2=0.6%

4.1.5 輻射場散射帶來的不確定度分量[u（K05）]

根據經驗估計輻射場散射帶來的擴展不確定度為：

[U（K05）]=[ku（K05）]=1.0%

取矩形分布，則[u（K05）]=1.0%/31/2=0.6%

4.1.6 溫度氣壓修正帶來的不確定度分量[u（K05）]

考慮讀數誤差一般在△t=0.5℃，△P=0.01kPa以內，其中△P數量級小可忽略，故僅分析△t即可。

由：[kTP=（P0/P）（t+273.15）/293.15]

得：△[kTP=][（P0/P）△t/293.15]

△[kTP/kTP]=△t/（t+273.15）=0.5/293.15=0.002

不確定度分量：[u（K06）]=0.002/31/2=0.0012=0.2%

4.2 被檢劑量儀給出的不確定度[u（K）]

4.2.1 被檢劑量儀測量重復性給出的不確定度分量[u（K1）]

測量10次，單次測量標準偏差為：

[s（Ki）=i=1n（K-Ki）2/（n-1）1/2]=0.282

重復性標準差：[sr=s（Ki）/K]=0.060

不確定度分量：[u（K1）]=[sr]=0.060=6.0%

4.2.2 被檢劑量儀方向性帶來的不確定度分量[u（K2）]

根據經驗估計方向性帶來的擴展不確定度為：

[U（K2）]=[ku（K2）]=1.0%

取矩形分布，則[u（K2）]=1.0%/31/2=0.6%

4.2.3 輻射場散射帶來的不確定度分量[u（K3）]

根據經驗估計輻射場散射帶來的擴展不確定度為：

[U（K3）]=[ku（K3）]=0.5%

取矩形分布，則[u（K3）]=0.5%/31/2=0.3%

4.2.4 電離室中心定位偏差帶來的不確定度分量[u（K4）]

分析同3.1.4。

得不確定度分量：[u（K4）]=0.6%

4.2.5 溫度氣壓修正帶來的不確定度分量[u（K5）]

分析同3.1.6。

得不確定度分量：[u（K5）]=0.2%

4.3 合成標準不確定度[uc]的評定

標準不確定度為：

[u2（K0）=u2（K01）+u2（K02）+u2（K03）+u2（K04）+u2（K05）+u2（K06）]

=（2.8%）2+（2.5%）2+（0.3%）2+（0.6%）2+（0.6%）2+（0.2%）2

=（3.9%）2

標準不確定度為：

[U2（K）=u2（K1）+u2（K2）+u2（K3）][+u2（K4）][+u2（K5）]=（6.1%）2

合成標準不確定度[ucrel2=u2（K0）+u2（K）]=（7.2%）2

[ucrel]=7.2%

5 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，則擴展不確定度[Urel]=[kucrel]=2×7.2%=15%。

作者簡介

魏薇，畢業于東北大學檢測技術與自動化裝置，碩士研究生，目前在遼寧省計量科學研究院化學醫療所工作。

（責任編輯：張曉明）