GB T 25439-2010 使用三醋酸纤维素剂量 测量系统测量吸收剂量的标准方法.pdf

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1、ICS 17.240 A 58 远写中国家标准国不日11: ./、民华人GB/T 25439-201 O/ISO/ ASTM 51650: 2005 使用三醋酸纤维素剂量测量系统测量吸收剂量的标准方法Standard method for using cellulose triacetate dosimetry system to measure absorbed dose CISO/ ASTM 51650: 2005 , Standard practice for use of a cellulose triacetate dosimetry system, IDT) 2010-11-10发

2、布2011-05-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会发布G/T 25439-2010/ISO/ASTM 51650:2005 目次前言.Il 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义4 意义和使用.3 5 剂量测量系统.4 6 剂量计的制备.4 7 剂量测量系统的校准.5 8 测量59 通则.10 环境和其他影响因素.11 记录要求712 测量不确定度13 关键词附录A(资料性附录)CTA薄膜剂量计的相关信息.8 参考文献.GB/T 25439-2010/ISO/ASTM 51650:2005 目U昌本标准等同采用ISO/ASTM 51650: 200

3、5(三醋酸纤维素剂量测量系统应用标准规范)(英文版)。本标准等同翻译ISO/ASTM51650:2005。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改z一一将现标准名称改为使用三醋酸纤维素剂量测量系统测量吸收剂量的标准方法); 一一在第2章规范性引用文件中，所引用ISO和ASTM等标准，凡已转化为我国标准，改为引用我国标准;一一按照我国标准的编写要求对一些编排格式进行修改;一一对国际标准的印刷错误进行修改;一一对国际标准附录A的内容进行了修改，增加了其他CTA薄膜剂量计的信息，删除了国际标准附录A中关于光度计的产品信息。本标准的附录A是资料性附录。本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由全国核能标准化

4、技术委员会(SAC/TC58)归口。本标准起草单位z中国原子能科学研究院。本标准主要起草人:武昌平、林敏、陈克胜、叶宏生、徐利军、李金英。I GB/T 25439-201 O/ISO/ ASTM 51650: 2005 使用三醋酸纤维素剂量测量系统测量吸收剂量的标准方法1 范围1. 1 本标准规定了使用三醋酸纤维素(CTA)剂量测量系统测定电子和光子照射下，用水吸收剂量表示的被辐照材料中吸收剂量和剂量分布的操作和测试程序。CTA剂量计是一种适用于剂量分布测量的工作剂量计。1.2 本标准规定CTA剂量测量系统的适用条件为:a) 吸收剂量范围:10 kGy300 kGy(电子和光子)。b) 吸收剂

5、量率范围:3Gy. s一14X1010 Gy. 1. c) 电子辐射能量范围:0.2 MeV50 MeV。d) 光子辐射能量范围:0.1MeV50 MeV. d 剂量计辐照温度范围:一10.C70 .C。1. 3 本标准不涉及与使用相关的安全问题。本标准的使用者负责建立适用的安全和健康标准，并在使用前确定其适用的限制范围。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB

6、/T 16509 辐射加工剂量测量不确定度评定导则(GB/T16509-2008, ISO/ ASTM 51707: 2005 , IDT) GB/T 16510 辐射加工剂量学校准实验室的能力要求(GB/T16510-2008, ISO/ASTM 51400: 2002 ,IDT) GB/T 16640 辐射加工剂量测量系统的选择和校准导则(GB/T16640-2008 , ISO/ ASTM 51261 :2002 ,IDT) ASTM E 170 辐射测量与剂量学的术语ASTM E 177 材料性质测定中精密度和准确度术语的应用规范ASTM E 178 偏离的观察值处理规范ASTM E

7、925 窄通带分光光度计定期校准规范ASTM E 958 紫外-可见分光光度计的实际光谱带宽测量规范ICRU 14号报告辐射剂量学:最大光子能量在0.6MeV 50 MeV之间的X射线和射线ICRU 17号报告辐射剂量学:电压在5kV150 kV之间产生的X射线ICRU 34号报告脉冲辐射剂量学ICRU 35号报告辐射剂量学:能量在1MeV 50 MeV之间的电子束ICRU 37号报告电子和正电子的阻止本领ICRU 60号报告电离辐射基本量和单位3 术语和定义ASTM E 170和ICRU60号报告确立的以及下列术语和定义适用于本标准。1 GB/T 25439-2010/ISO/ASTM 51

8、650:2005 3. 1 眼收剂量分布absorbed-dose mapping 测定辐射加工货物内的吸收剂量，在特定的位置放置剂量计，从而得到一维、二维和三维的吸收剂量分布，由此绘制吸收剂量分布图。3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 眼收剂量率Dabsorbed-dose rate D dD除以dt而得的商，即:式中zdD一一时间间隔dt内吸收剂量的增量。单位:1.kg一1 s一1，亦即Gy.S-1。吸收剂量率存在以下几种情况:=dD/dt a) 吸收剂量率通常是以较长时间间隔内的平均值表示，如Gy.mn-1或者Gy.h-1 0 b) 在工业Y辐照装置的不同位置，剂量率可存在显著差异。

9、. ( 1 ) c) 在脉冲式或扫描式电子束装置上，存在两种类型的剂量率:几个脉冲(扫描的平均值和某个脉冲(扫描)的瞬时值。这两种剂量率可存在显著差异。分析波长analysis wavelengtb 分光光度计或光度计中用于测量溶液或薄膜吸光度所选定的波长。校准曲线calblation curve 表示剂量测量系统响应画数的曲线图。三醋酸纤维素剂量计cellulose triacetate dosimeter 辐照作用下吸光度能产生变化的无色CTA薄膜，简称CTA剂量计。带电粒子平衡cbarged-particle equilibrium 受照射介质中某点周围的体和、元内，带电粒子的能量、数目

10、和运动方向均保持不变，即带电粒子辐射率的谱分布在该体积元内不变，亦即进入和离开该体积元的带电粒子的能量(不包括静止能量)彼此相等。当电子是主要带电粒子时，经常使用电子平衡这一术语描述带电粒子平衡。3. 7 剂量计批dosimeter batcb 采用受控且固定的工艺流程制备的性能、质量和组成相同，且具有唯一标识代码的同批剂量计。3.8 剂量测量系统dosimetry system 由剂量计、测量仪器、剂量响应校准曲线(或剂量响应函数)或相关的参考标准和使用程序组成的用于确定吸收剂量的系统。3.9 3. 10 2 电子平衡electron equilibrium 针对电子而言的带电粒子平衡。测量

11、质量保证计划measurement quality回suranceplan 保证测量的总不确定度能满足特定应用要求，并建立量值溯源性的一整套测量程序的计划。GB/T 25439-201 O/ISO/ ASTM 51650: 2005 3. 11 测量溯源性measurment traceability 通过连续的比较链，证明测量结果能够与国家或国际认可的标准在不确定度可接受范围内一致的特性。3. 12 净眼光度Mnet absorbance 在选定波长下测得的因辐照而引起的剂量计吸光度的变化值，即辐照前后吸光度之差的绝对值，见式(2):M=I A-Ao I 式中zA一一辐照后剂量计的吸光度zA

12、。一一辐照前剂量计的吸光度。3. 13 工作荆量计routine dosimeter 使用基准、参考标准或传递标准剂量计校准过的用于日常吸收剂量测量的剂量计。3. 14 3. 15 3. 16 比净眼光度I1kspecific net absorbance 在选定分析波长下测得的净吸光度&生除以剂量计厚度t，单位为mm1，见式(3):式中zt 剂量计的厚度，单位为毫米(mm)。库存剂量计stock 由使用者保存的同批剂量计的另一部分。溯源性traceability 见测量溯源性。.k=M/t 4 意义和使用 ( 2 ) .( 3 ) 4.1 CTA剂量测量系统可用于测量材料中的吸收剂量。CTA

13、剂量计是一种包含三醋酸纤维素和增塑剂的薄膜。CTA剂量测量是基于辐照后薄膜中发生的化学反应所导致的近紫外光区光吸收特性的变化。吸光度由分光光度计在特定波长下测量。4.2 吸收剂量由可溯源至国家或国际认可标准的校准曲线或响应函数确定。4.3 测定的吸收剂量通常以水吸收剂量表示，其他材料中的吸收剂量可按GB/T16640中的转化因子确定。注z为了全面了解本标准中讨论的辐射类型和能量所适用的各种剂量测量方法，可参阅ICRU14号、ICRU17号、ICRU 34号、ICRU35号、ICRU37号报告。4.4 本剂量测量系统可用于各种产品辐射加工中的剂量测定，如辐射效应测试、聚合物改性和医疗器械灭菌等。

14、4.5 CTA剂量计特别适用于剂量分布测量，辐照适当长度的CTA剂量计条可获得产品表面或产品内部连续的一维吸收剂量分布图。4.6 使用三苯基磷酸盐(TPP)作为唯一增塑剂，可使剂量计的测量范围达到1.2中所示的吸收剂量范围。4. 7 辐照条件的变化可影响剂量计的响应，例如当吸收剂量率、温度、湿度和气氛等条件与校准条件不3 GjT 25439一2010jISOjASTM51650:2005 同时，应考虑这些因素的影响。4.7. 1 在剂量率相对较低的射线辐照下和剂量率相对较高的电子束辐照下，剂量计会有不同的响应(见图1)。因此，对每种类型的辐照应分别实施校准。16 12 E 、生祺E哥吕8 垂/

15、V 4 50 100 150 200 250 300 350 吸收剂量/kGy 注:射线(剂量率:10.Gy/h，温度:25C，空气中，相对湿度:50%-60%) 电子束(平均剂量率:107Gy/h，温度:15C，空气中，相对湿度:60%)圄11 MeV电子束和60Co射线辐照时，在280nm处比净眼光度对吸收剂量的关系圄4.7.2 在较低剂量率(100 kGy h-1)辐照时，温度和湿度的影响并不明显。在剂量计用于常规监测之前，需要考虑温度、湿度以及剂量率等影响因素。对于高剂量率剂量测量(如电子束辐照)j剂量计响应受湿度影响不明显。其他条件下，建议由最终用户在特定环境条件下校准剂量测量系统b

16、5 荆量翻量系统5.1 CTA剂量计CTA剂量计是具有适当宽度、长度和厚度的片状或条状剂量计。5.2 分光光度计(或等效装置)在分析波长为280nm时，分光光度计(或等效装置可测吸光度值不小于2.0，并且吸光度测量不确定度不大于1%;另外，仪器应具备说明分析波长范围、吸光度的确定、光谱带宽和复现性等特性的文件(参阅ASTME 925和ASTMF: 958)。5.3 测膜架(或等效装置测膜架可重复将剂量片垂直安置在分析光路上。进行自动一维吸收剂量分布测量时，具有静态测膜架功能的内置剂量计条自动传输装置更为适用。5.4 测厚仪测厚仪测量剂量计厚度的精密度应不大于土1m。6 剂量计的制备6. 1 多

17、数情况下，剂量计的宽度为8mm，厚度为0.125mm，见本标准的附录A。6.2 自制剂量计时，可根据应用需要调整薄膜厚度。当制备测定吸收剂量分布所需长条状剂量计时，应该满足厚度均匀性要求。6.3 剂量计可以通过这种方式制备，即将包含三醋酸纤维素、增塑剂和潜剂的溶液流到一个具有光学G/T 25439-201 O/ISO/ ASTM 51650: 2005 平度的水平板上，然后使溶剂缓慢蒸发掉。膜的厚度可通过调整溶液的浓度或一定面积水平板上流人的溶液量来控制。6.4 建议的配方是质量分数为70%85%的三醋酸纤维素、单一增塑剂TPP以及溶剂(例如亚甲基氧化物-甲醇混合物)。7 剂量测量系统的校准7

18、. 1 使用前应校准剂量测量系统，以后的校准周期应根据使用者的书面程序和质量保证要求进行，书面程序应详细说明校准过程。校准方法的规定见GB/T16640。7.2 剂量计的校准辐照是剂量测量系统校准的关键组成部分，应采用以下三种方式之一辐照剂量计:a) 由满足GB/T16510规定的国家实验室或经过认可的校准实验室进行辐照，得出经实际使用条件验证的校准曲线;b) 能提供可溯源至国家或国际认可标准的吸收剂量或吸收剂量率的用户校准装置辐照，得出经实际使用条件验证的校准曲线;c) 工业辐照装置在实际辐照加工条件下，与可溯源至国家或国际认可标准的参考或传递标准剂量计一起辐照。7.3 测量仪器的校准和两次

19、校准周期之间仪器性能的验证，见GB/T16640和/或仪器操作手册。8 测量8. 1 将分光光度计设置到合适的波长，带宽不大于2nm。对于CTA剂量测量，用280nm波长的光束测量剂量计辐照前后的吸光度A。和Ao注1:CTA剂量测量时，分析波长对测量结果有显著影响，分析波长每变化1nm.吸光度值变化土3%。选择280 nm波长作为分析波长，是由于此处辐照前的吸光度值低且吸光度值随吸收剂量呈线性增长，见图2。2.0 1. 5 罢LE昏吕Q. 5 。26 270 飞飞飞、-辐照后(100 kGy) -一一-辐照前、-280 200 300 波长/rrm图22MeV电子束辐照CTA薄膜剂量计前后的眼

20、收光谱8.2 当分析光路中未放置CTA剂量计(只有空气)时，对分光光度计进行基线修正。8.3 对于片状的剂量计，将未辐照的剂量片插入测膜架，放置在分光光度计的分析光路上，测量并记录吸光度Ao;同样测量并记录辐照后剂量片的吸光度A。8.4 对于条状的剂量计，将未辐照的剂量计条插入内置的剂量计条自动传输装置，使其通过扫描分光光度计的分析光路。当剂量计条自动通过分析光路时，测量并记录吸光度的平均值Ao;使辐照后的剂量计条自动通过同一装置的分析光路，测量并记录沿条状剂量计方向的吸光度A。注2:高剂量率的电子束辐照后，剂量计的吸光度值先下降.15min后随着贮存时间的延长缓慢上升，通常2h后读出值基本稳

21、定。因此，建议在某一恒定的时间段内(应根据制造商推荐的测量时间测定剂量计的吸光度。8.5 测量每个剂量片的厚度t或条状剂量计的平均厚度L对于剂量片，计算比净吸光度k(.J.生/t或&生/i)。对于条状剂量计，沿着条方向计算比净吸光度衅。注3:当制造商给出了名义厚度对应的校准曲线时，通常用经过名义厚度tn(引用制造商的儿，见附录A的表A.l)校正的净吸光度M!(tn!t)计算吸收剂量。5 GB/T 25439-2010/ISO/ASTM 51650:2005 8.6 绘制比净吸光度对吸收剂量的关系图制作校准曲线。8. 7 用适当的解析函数形式拟合数据，使该函数与数据的符合程度可以接受。对于CTA

22、剂量测量系统，在吸收剂量的适用范围内，推荐采用线性回归与数据拟合(见图1)。8.8 根据一组剂量计辐照前后的吸光度A。和A(见11.2)，计算重复测量中每个吸收剂量下的变异系数(C衍。可疑数据应根据ASTME 177和ASTME 178中的统计程序进行检测和排除。9 通则9. 1 使用前将剂量计编号，以便标识。9.2 按照第7章和第8章的程序进行辐照校准和测量。9.3 采用光子(y射线辐射或韧致辐射)校准辐照时，应用适当厚度的CTA等效材料如聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲醋等包围剂量计，以获得近似的电子平衡条件。9.4 确定辐照后每个CTA剂量计的比净吸光度.k，考虑了第10章中列出的影响因素后，根

23、据适当的校准曲线求得吸收剂量值。10 环境和其他影响因素10. 1 辐照过程中环境的影晌10. 1. 1 剂量计响应受剂量计温度和湿度的影响，特别是在辐照时。对于附录A中表人1中所列的FTR-125剂量计，如Y辐照、吸收剂量率为7kGy. h-1、相对湿度约为60%时，剂量计的温度响应系数约为+0.5%rC(-10.C60 C);对于湿度依赖性，如Y辐照、吸收剂量率运10kGy h-1、温度为25 .C40 .C的范围内，相对湿度每变化1%，剂量计的响应变化大约为+0.2%。10. 1.2 剂量计响应受吸收剂量率的影响。在104Gy. h-l106 Gy. h-1范围内，剂量计响应随着吸收剂量

24、率逐渐变化，而在106Gy h-1 4X 1010 Gy. h-1范围内，剂量计响应几乎不变。剂量计响应的差异是由剂量率的不同引起的，而非辐射类型的不同导致的。X射线(韧致辐射)的研究结果表明，在104 Gy. h-l106 Gy. h一1范围内，剂量计响应随着吸收剂量率逐渐变化，见图3.1. 2 倒1.0譬明察灰辱。.80.6 1X 1Q 3 1X104 1X 105 1X 10. 平均吸收剂量率/(Gy.h-1) 圄3CTA 剂量计(盯坠125)在空气中的相对剂量晌应与平均眼收剂量率的关系图注:当剂量计在真空或氮气气氛中辐照时，剂量率对剂量计响应的影响可以消除;即低吸收剂量率(如Y辐照)时

25、的剂量计响应与高吸收剂量率(如电子束时的剂量计响应相似。剂量率的影响(见图1)可归因于扩散到CTA薄膜中的氧气和NOx的影响。10.2 贮存过程中环境的影响10.2. 1 贮存过程中，剂量计对可见光和环境湿度条件不敏感。通用的做法是贮存在常规实验室的贮存区或仪表室。10.2.2 正常条件下，剂量计材料相当稳定，但应避免暴露在紫外光或极端温度变化的环境中。即使将6 GB/T 25439-201 O/ISO/ ASTM 51650: 2005 剂量计保存在密封袋中，紫外光或极端温度变化的影响可导致辐照前吸光度Ao随着贮存时间而变化，特别是卷轴式条状剂量计的外层。建议辐照前测量A。值以检查这些变化。

26、10.3 剂量计操作的影响超过200kGy高剂量辐照后的剂量计薄膜易碎，需要小心操作。在测量程序中不应用手指接触剂量计表面，以免沾染影响吸光度准确测量的指印、灰尘和水印等。11 记录要求11. 1 校准11. 1.1 记录剂量计制造厂商名称、剂量计类型和批号。11. 1.2 记录或注明辐照日期、温度、湿度、温温度变化、辐射源及其近似剂量率范围以及校准剂量计时使用的相关仪器设备。11.2 应用11.2. 1 记录日期、温度、湿度、温湿度变化、辐射类型、近似剂量率范围、剂量计位置/照射几何条件以及剂量计分析时使用的相关仪器设备。11.2.2 记录净吸光度(包括辐照前后的吸光度A。和A)、温度修正(

27、如果修正、膜厚度、比净吸光度以及计算得到的每个剂量计的吸收剂量。注明得到吸收剂量所用的校准曲线或计算公式。11.2.3 记录或注明吸收剂量的A类和B类评定方法评定的不确定度分量。11. 2. 4 记录或注明剂量测量系统应用中使用的质量保证计划。12 测量不确定度12. 1 在测量吸收剂量时，应附有不确定度的评定。12.2 评定不确定度的方法应按下列类别给出:a) A类一一用统计方法评定;b) B类一一用其他方法评定。12.3 如果遵循本标准，对于FTR-125，当剂量率高于106Gy h一1时，由本剂量测量系统确定的吸收剂量的扩展不确定度应在约6%(包含因子走二2，近似于95%置信水平)之内。

28、注1:A类和B类不确定度评定是根据1995年国际标准化组织(150)出版的测量不确定度的表示指南中不确定度的评估方法区分的。使用这类描述有助于理解不确定度的来源，并可作为测量结果国际比对的基础。注2:GB/T 16509绘出了辐射加工装置剂量测量时误差的可能来源，并提供了评定测量结果不确定度大小的程序，该标准规定和阐述了测量(包括测量量值的评价)、真值、误差和不确定度的基本概念。讨论了不确定度分量，提供了评定这些量值的方法，同时提供了计算合成标准不确定度和评定扩展不确定度的方法。13 关键词吸收剂量;三醋酸纤维素剂量计;CTA;剂量分布z剂量测量;电子束;薄膜剂量计川辐射;工作剂量计;X射线(

29、韧致辐射);ICS17240。7 GB/T 25439-201 O/ISO/ ASTM 51650: 2005 附录A(资料性附录)CTA薄膜剂量计的相关信息A.1 剂量计性能可因批次不同而改变，该信息仅仅作为一种参考。A.2 两种CTA剂量计的基本性能列于表A.lo表A.1两种CTA剂量计的基本性能剂量计类型剂量计尺寸名义厚度tn密度口1口1m g cm-3 FTR-125(元色)8X 100 OOO(卷形Y125 1. 29 FJL-01 (元色70X20 OOO(卷形沪125 1. 29 a剂量计卷轴宽度为8mm，长度为100m. b可根据用户需要裁剪为合适大小的剂量计。分析波长吸收剂量

30、范围n口1kGy 280 10-300 280 10-300 A.3 剂量计的制造商应提供剂量计厚度均匀性以及其他可能影响剂量测量准确度的相关资料。8 GB/T 25439-2010/ISO/ ASTM 51650 :2005 参考文献lJ KUDO H , CELINA M , MALONE G M , et al. Pulsed e beam Irradiation of polymers Comparison of dose rate effects and LET effects J. Radiation Physics and Chemistry, 1996 , 48: 555-56

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41、for Stand ardization, 1 rue de Varemb,Case Postale 56 ,CH-1211 ,Geneva 20 ,Switzerland. 10 BONds-的罢区司。自OFON|白的叮mNH阁。华人民共和国家标准使用三醋酸纤维素剂量测量系统测量吸收剂量的标准方法GB/T 25439-2010/150/ A5TM 51650:2005 国中* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张1字数20千字2011年1月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2011年1月第一版* 书号:155066. 1-41138 18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价打印日期:2011年1月26日F002