WS T 675—2020 氡及其子体个人剂量监测方法.pdf

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1、ICS 13.280 C 57 WS 中华人民共和国 卫生行业 标准 WS/T 675 2020 氡 及其子体 个人 剂量 监测 方法 Method for monitoring individual dose induced by radon and its progeny 2020-04-03发布 2020-10-01实施 中华人民共和国国家卫生健康委员会 发布 WS/T 675 2020 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 监测原则 . 2 5 测量系统 . 2 6 氡暴露量测量 . 3 7 剂量估算 . 3 8 不确定度

2、分析 . 4 9 质量保证 . 4 附录 A（资料性附录） 氡个人剂量计 结构 示意图 . 5 附录 B（资料性附录） 固体核径迹测量方法的探测限 . 6 附录 C（资料性附录） 单位 氡 暴露量致氡有效剂量的转换系数 . 7 附录 D（资料性附录） 氡及其子体个人剂量监测不确定度的评定 . 8 参考文献 . 9 WS/T 675 2020 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草 。 本 标准 起草单位：中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 、 北京 市 化工职业病防治院 、 黑 龙江省疾 病预防控制 中心 、 中国医学科学院放射医学研究所 、 湖北 省 疾病

3、预防控制 中心 。 本标准主要起草人 ： 邓君、曹磊、赵宇、张良安、周文珊、王拓、郝述霞、孙全富、苏旭。 WS/T 675 2020 1 氡 及其 子 体 个人 剂量 监测 方法 1 范围 本标准规定了采用固体核径迹探测技术开展氡及其子体致个人内照射剂量的监测 方法。 本标准适用于铀矿山、非铀矿山和地下涵洞等 工作场所 作业人员的氡 及其子体 致个人内照射剂量监 测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本 标准 的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GBZ 129 职业性内照射个人监测规范 3

4、 术语和定义 下列术语和定义适用于本 文件 。 3.1 氡 radon 原子序数 为 86 的 化学 元素 ，其主要 同位素 有 222Rn、 220Rn、 219Rn。 注： 本标准中 的氡 仅指 222Rn。 3.2 氡 暴露 量 radon exposure 某一时间 段 内 ， 氡 通过空气暴露途径进入 人体体内 的总量 。 注： 国际 单位 制 （ SI） 单位为 贝 可 小时每立方米 （ Bqhm-3） 。 3.3 固体核径迹探测 solid state nuclear track detection 利用带电粒子穿过绝缘介质时，沿其轨迹会造成原子尺度辐射损伤 这一现象而建立的带电

5、粒子探测 方法。如果损伤密度足够高，则经过化学 蚀刻等方法处理，可用普通显微镜加以观察 。 3.4 CR-39 CR-39学名碳本酸 丙烯 乙酸，或称 烯丙基 二甘醇 碳 酸脂（ Dially Glycol Carbonates） 。 注： 它由 美国哥伦比亚公司化学家发现，为 美国空军所研制的一系列聚合物中的第 39号材料，因此 俗 称 CR-39。 WS/T 675 2020 2 3.5 化学蚀刻 chemical etching 固体核径迹探测器的辐射损伤经过化学试剂蚀刻形成可观察径迹的过程。 3.6 氡个人剂量计 radon dosimeter 可佩带在个人身上、用于监测个人受到氡 及

6、其子体致 内照射剂量的器具 。 注： 本标准特指由 CR-39元件和无源扩散式氡收集杯（盒）组成的剂量计。 3.7 平衡因子 equilibrium factor； F 氡的平衡当量浓度与氡的实际浓度之比。 注： 平衡当量浓度是氡与其短寿命子体处于平衡状态、并具有与实际非平衡混合物相同的 潜能浓度时氡的活度浓 度。 3.8 跟随剂量计 follow up dosimeter 用于测量同期非职业工作场所包括剂量计邮寄过程中的氡暴露，在氡及其子体个人剂量监测中需予 以扣除 。 4 监测原 则 4.1 当因职业缘由带来的氡照射个人剂量有可能超过 2 mSv/a时，应开展氡个人剂量的常规监测。通 常情

7、况下，可结合现场主动式的测量结果和工作条件来判断是否可能超过 2 mSv/a。 4.2 氡 及 其 子体 个人剂量监测周期 参考 GBZ 129的要求， 应 考虑 监测方法 灵敏度 等因素 。 监测的记录、 报告和档案应符合 GBZ 129 的要求。 5 测量 系统 5.1 测量 系统组成 5.1.1 氡 及其子体 个人剂量测量系统主要由氡个人剂量计、 化学 蚀刻装置和径迹读出系统组成。 5.1.2 氡个人剂量计的氡收集杯（盒）材质应采用导电塑料，留出适宜尺寸的氡收集腔室，并在外侧 设置佩带针（夹），便于佩戴使用。 氡个人剂量计 示意图 参 见附录 A。 5.1.3 化学 蚀刻装置由恒温 水浴

8、 箱、温控系统、蚀刻架和蚀刻架容器等组成。 5.1.4 径迹读出系统由光学显微镜及适配的图像分析系统组成。 5.2 测量系统性能要求 5.2.1 在连续三个月的使用条件下，氡个人 剂量计的 可 探测 范围 应能覆盖平均氡浓度在 50 Bqm-3 10 000 Bqm-3之间。 5.2.2 氡个人剂量计 应具有防水功能，并能阻止空气中粉尘和氡子体进入剂量计内 。 WS/T 675 2020 3 5.2.3 化学 蚀刻过程中应保持蚀刻液温度和浓度的相对恒定，温度范围为 60 80 ，相对偏差为 1 。蚀刻条件需经优化，通常可采用正交实验法确定蚀刻剂的浓度、蚀刻时间和蚀刻温度等关键参 数 。对于 C

9、R-39 元件，典型常用 化学 蚀刻条件为 6.25 molL-1 氢氧化钠 （ NaOH） 水溶液， 10 h蚀刻，蚀 刻温度为 70 ，或 6.5 molL-1 氢氧化钾 （ KOH） 水溶液， 7 h蚀刻，蚀刻温度为 70 。 5.2.4 因径迹密度 标准偏差与测读面积及总径迹计数相关，实际测读的有效面积应不少于 0.2 cm2，并 要求读出系统可对 10 trscm-2 104 trscm-2的总径迹数进行准确的定量分析。 5.2.5 测量系统应经有相应授权的计量部门检定或校准。 5.2.6 实验室人员的技术差异将引入测量差异 。如采 用人工 测读方 式，对于同一组样品，应由不同人 员

10、进行重复检测，提高测读准确率，重复检查量应不小于 5%，控制测读引入的相对偏差小于 20%。 5.2.7 应给出 采用本标准固体核径迹测量方法 探测限 的 估计 ， 方法参见附录 B。 6 氡暴露量 测量 6.1 测量方法 6.1.1 氡 个人剂量计 制备：在低 氡 浓度环境中装配 氡个人 剂量计， 同时 注意 预 防静电影响，制备后 及 时采用 密封包装 。 6.1.2 氡个人剂量计发送： 发送过程中应 保持 密封 状态， 并提供跟随剂量计。 6.1.3 氡个人剂量计使用 ： 在使用 前开封 包装袋 ， 佩 戴 在 人员 的胸部位置 ，同时 注意防尘和防水 。 记 录 使用 人员及场所、剂量

11、计发放时间等信息 。 6.1.4 氡个人剂量计回收： 密封 包装 氡个人剂量计，记录 回收时间 等 信息，并将跟随剂量计一同送回 测量实验室 。 6.1.5 CR-39蚀刻： 将 CR-39元件 从 氡收集杯（盒） 中取出，使用适量清洗液（蒸馏水或去离子水等） 清洗表面后，放置入蚀刻系统进行蚀刻。蚀刻后的固体核径迹探测器经清洗晾干后，置于阴凉、干燥处 保存待测。 6.1.6 径迹计数： 采用视域读法。 人工 计数时 ，应 调节光学显微镜焦距微调手轮至径迹轮廓清晰后， 缓慢移动载物台， 逐条读取径迹数并记录。 移动时 应 注意 不要 交叉 或 重复 测读同一视域面积 。 6.2 个人 氡暴露量

12、计算 根据式 （ 1） 计算监测周期内的累积氡暴露量 ： R n S b R( ) /C N N F . (1) 式中： CRn 监测周期 内 的 累积氡 暴露量 ，单位为 贝可小时 每 立方米 （ Bqhm-3） ； NS 监测用 氡个人 剂量计 中的 CR-39 经蚀刻后 测读得到的径迹密度 ， 单位为 径迹数每平方厘米 （ trscm-2） ； Nb 跟随 剂量计 中的 CR-39 经蚀刻后 测读得到的径迹密度 ， 单位为 径迹数每平方厘米（ trscm-2） ； FR 刻度系数 ， 单位为 径迹 数 每平方厘米每 贝可小时 每 立方米 trscm-2/ (Bqh m-3)。 7 剂量估

13、算 根据式（ 2）估算氡 及其子体 致 个人待积有效剂量 ： WS/T 675 2020 4 Rn RnE C f . (2) 式中： ERn 氡 及其子体 致 个人待积有效剂量 ， 单位为 毫 希 沃特 （ mSv） ； CRn 监测周期内的累积氡暴露量，单位为 贝可小时每立方米（ Bqhm-3） ； f 个人氡暴露量到待积有效剂量的转换系数，单位为毫 希 沃特每 贝可小时 每 立方米 mSv/(Bqhm-3)， 其值参见附录 C。 8 不确定度分析 8.1 考虑不同氡 及 其 子体 个人剂量水平的不确定度评价 可根据待积有效 剂量 的水平开展不确定度的评定： a) 对待积有效剂量 0.1

14、mSv的估算时，可不考虑不确定度评定 ； b) 对 待积有效剂量 0.1 mSv的估算时，应考虑 A类和 B类的不确定度、合成标准不确定度评定。 本标准 监测方法的不确定度评定参 见附录 D。 8.2 氡 及 其 子体 个人剂量监测中应考虑的不确定度来源 氡 及 其 子体 个人剂量监测中应考虑的不确定度来源主要包括 ： a) 监测 用和跟随剂量计 的 径迹测读 与 计数 中的统计涨落及其正态分布的合理性 ； b) 探测器物理性能差异带来的测量系统误差， 主要是 能量响应和角度响应等 ； c) 校准 或刻度 引入的误差， 主要是 刻度系数的 不确定度和 非线性 ； d) 蚀刻引入的不确定度分量。

15、 9 质量保证 应将质量保证始终贯穿于从监测计划制定到结果评价的全过程。质量保证包括但不限于下列要求： a) 选用符合要求、工作正常的剂量计、设备和仪器； b) 系统的定期校准和维护； c) 积极参与实验室间的相互比对，包括测量方法、技术规范等； d) 选择人工测读时，应进行人员技术培训并授权，妥善保留技术培训和授权文件； e) 应使用能够提供本底信息的跟随剂量计； f) 应制定和严格遵守剂量计发放、 佩 戴 、运输、回收和保存等环节的操作规程； g) 按 GBZ 129的要求进行剂量评价，记录并妥善保存监测数据； h) 对异 常数 据的剔除，应在现场用复查的方法，或使用适宜的统计学方法剔除异

16、常数据。在剔除 异常数据的同时，还应检查和 分析 其产生原因，并记录在案。 WS/T 675 2020 5 附 录 A （资料性附录） 氡个人剂量计 结构 示意图 本标准 中的氡个人剂量计 特指由 CR-39元件和无源扩散式氡收集杯（盒）组成的剂量计 。氡收集杯 （盒）内外空气可以自由交换，其形状通常为半球形或圆柱形； CR-39元件通常设置在氡收集杯（盒） 的底部中央位置（如图 A.1所示）。考虑到氡及其子体所发射出 粒子的能量以及 CR-39可探测到入射 粒子的临界角度以及 佩戴 方便等原因，推荐使用直径 约为 4.0 cm、高度约为 2.0 cm的 近似半圆球形作为 氡个人剂量计的 扩散

17、腔。 图 A.1 半球形扩散 型氡剂量计 结构 示意图 临界入射角 确定的 扩散腔 有效容积 以 5.5MeV 确定的 222Rn 有效响应容积 外边界 2.19 cm c c CR-39 R 进 气孔 WS/T 675 2020 6 附 录 B （资料性附录） 固体核径迹测量方法的探测限 本附录 给出固体核径迹测量方法的探测限 DL 的估计方法 。 在实际测量中，为做出更符合实际的判 断，需要对第一类错误（ 错误） 发生概率 （ K） 和第二类错误（ 错误）发生概率（ K）同时进行控 制。当 =5%时（即置信概率为 95%）， K= K=1.645，那么，氡及其短寿命子体发射出 粒子在探测

18、器上形成核径迹的 探测限 LD 可表示为 式 （ B.1） ： 2D 2 2 2 . 7 1 4 . 6 5bbL K K N N （ B.1） 式中 ： DL 固体核径迹测量方法 的 探测限 ； K 第一类错误（ 错误）发生概率 ； K 第二类错误（ 错误） 发生概率； Nb 固体核径迹元件的本底径迹密度， 单位为径迹数每平方厘米 （ trscm-2） 。 WS/T 675 2020 7 附 录 C （资料性附录） 单位 氡 暴露量致氡有效剂量的转换系数 工作场所内氡的个人氡暴露量到待积有效剂量的转换系数见表 C.1。 表 C.1 工作场所内个人氡暴露量到待积有效剂量的转换系数 暴露 /场所

19、 F 单位氡暴露量致待积有效剂量转换系数 mSv/Bqm-3h 室内工作场所 0.4 1.3 10-5 矿 井 0.2 3.5 10-6 观光洞穴 0.4 1.5 10-5 注 1： F 为平衡因子。 注 2： 本表引自 ICRP 137 号报告的附表 A.11。 WS/T 675 2020 8 附 录 D （资料性附录） 氡及其子体个人剂量监测 的 不确定度评定 举例 D.1 氡及其子体个人剂量监测 不确定 度 评定 D.1.1 A类不确定度分量主要来源如下： a） 本底计数的相对偏差 ， bu ； b） 测量计数的相对偏差， Su 。 D.1.2 B类不确定度分量主要来源包括： a） 能量

20、响应， Eu ： 由于氡及其 短寿命 子体发射 粒子能量不同，而 导致 探测元件 不同响应 引入 的不确定度分量。 从 222Rn 衰变链的 粒子入射能量角度分析， 主要 共有 3 种能量的 粒子， 分别是： 5.5MeV（ 222Rn）、 6.0MeV（ 218Po） 和 7.7MeV（ 214Po） ； b） 角度响应， Au ： 粒子入射角度变化主要是对径迹有效直径的影响，一般认为，在氡 个人剂量 监测关注 的临界角 60范围内，角度引入的标准不确定度可忽略 ； c） 化学 蚀刻条件 引入的 偏差 ， Tu ； d） 刻度系数的非线性， Cfu 。 D.2 相对扩展 不确定度计算 相对扩

21、展不确定度可用式（ D.1）计算，包含因子取 k=2： 2 2 2 2 2 2b s E T A C f2 U u u u u u u （ D.1） 式中： U 为相对扩展不确定度； bu 本底计数的相对偏差 引入的不确定度分量 ； Su 测量计数的相对偏差 引入的不确定度分量 ； Eu 能量响应 引入的不确定度分量 ； Au 角度响应 引入的不确定度分量 ； Cfu 刻度系数非线性引入 的不确定度分量 ； Tu 某一经优化过的蚀刻条件引入的不确定度分量 。 D.3 计算示例 计算示例中选取的不确定度分量典型值 和 根据式（ D.1） 估计的相对扩展 不确定 度（ k=2） 的 评定结 果 见表 D.1。 表 D.1 计算示例中选取的不确定度分量 典型值和 相对扩展 不确定 度（ k=2） 的 评定 结果 bu su Eu Au Cfu Tu U（ k=2） 2% 10% 7% 0% 8% 2% 30% WS/T 675 2020 9 参 考 文 献 1 ICRP Report 137， Occupational Intakes of Radionuclides: Part 3， ICRP137-2017 2 潘自强 . 电离辐射环境监测与评价 M.北京 : 原子能 出版社 ,2008 3 朱润生 . 固体核径迹探测器的原理和应用 M.北京 : 科学 出版社 ,1987 _