GB T 14055.2-2012 中子参考辐射.第2部分：与表征辐射场基本量相关的辐射防护仪表校准基础.pdf

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1、ICS 17.240 F 84 中华人不日11: /、民GB/T 量昌国国家标准14055.2-20 12/ISO 8529-2: 2000 代替GB/T17437-1998 中子参考辐射第2部分:与表征辐射场基本量相关的辐射防护仪表校准基础Reference neutron radiations一Part 2: Calibration fundamentals of radiation protection devices related to the basic quantities characterizing the radiation field (ISO 8529-2: 2000

2、, IDT) 2012-06-29发布.sJs!.2.剧!.s-.二户。叮飞烟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2012-11-01实施发布G/T 14055.2-2012月SO8529-2: 2000 目次前言.1 1 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义4 参考辐射场的校准和溯惊.3 5 用放射性核素中子源校准总则.4 6 放射性核素中子源散射效应的修正.6 7 线性的确定.12 8 用加速器和反应堆中子源校准129 对个人剂量计的特殊考虑.1410 不确定度附录A(资料性附录)本部分使用的符号附录B(资料性附录)室散射贡献占40%时房间的最小尺寸(

3、参考文献口1J)20附录c(规范性附录)空气减弱修正因子21附录D(资料性附录)总空气散射修正.22 附录E(资料性附录)影锥的结构和使用规则.23 附录F(资料性附录)简化拟合法参数和变量说明图M参考文献.GB/T 14055.2-2012月SO8529-2: 2000 目U昌GB/T 14055(中子参考辐射分为三个部分:一一第1部分:辐射特性和产生方法;一一第2部分:与表征辐射场基本量相关的辐射防护仪表校准基础;一一第3部分:场所剂量仪和个人剂量计的校准及其能量和角响应的确定。本部分为GB/T14055的第2部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分代替GB/T17

4、437-1998(辐射防护用的中子测量仪表的校准及其响应的确定方法。本部分与GB/T174371998在内容上的主要差异有za) 将本部分的名称根据中子参考辐射的系列标准作统一修改;b) 取消了原标准第3章本标准所包含的仪表;c) 术语和定义中取消了原标准中关于角响应、齐向扩展辐射场、强贯穿辐射、壳层最大剂量当量、参考仪表和监测仪表的条目，增加了量的约定真值、剂量当量、注量、试验点、参考点和有效中心的条目;d) 初始测量中增加了相应的公式并对其进行了详细的讨论Ed 增加了球形源的几何修正并给出典型例子;f) 数据分析中将原标准的多项式拟合方法进行扩充，给出了更普遍的通用拟合法，并增加简化拟合法

5、;g) 取消了原标准的附录A要检验的物理特性示意图表，将原标准附录B对体模的推荐放入标准的第3部分讨论，原标准附录C两种放射性核素中子源的角源强特性放入标准的第1部分讨论zh) 对原标准的编排结构进行了较大调整，并根据国家标准模板进行了格式修改。本部分使用翻译法等同采用ISO8529-2: 2000(中子参考辐射第2部分:与表征辐射场基本量相关的辐射防护仪表校准基础。本部分由全国核能标准化技术委员会(SAC/TC58)归口。本部分起草单位z中国原子能科学研究院。本部分主要起草人:刘毅娜、王志强、陈军、李春娟、骆海龙。本部分所代替标准的历次版本发布情况为z一一-GB/T17437-19980 I

6、 GB/T 14055.2-20 12/ISO 8529-2: 2000 范围中子参考辐射第2部分:与表征辐射场基本量相关的辐射防护仪表校准基础本部分规定了GB/T14055. 1-2008中给出的中子源产生的中子场中实现辐射防护仪器校准条件的方法，特别强调了对外部影响的修正(如:对来自校准实验室墙壁散射中子的修正)。由于放射性核素中子源的广泛应用，本部分重点介绍用放射性核素中子源的校准(第4章第6章)，而对于用加速器和反应堆校准(8.2和8.3)只作简单说明。ISO 8529-3给出了转换系数以及校准的一般规则和方法。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文

7、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。GB/T 14055.1-2008 中子参考辐射第1部分:辐射特性和产生方法CISO8529-1:2001 ,IDT) ISO 8529-3: 1998 中子参考辐射第3部分:场所和个人剂量计的校准以及确定其响应与中子能量和入射角度的关系(Referenceneutron radiation-Part 3: Calibration area and personal dosimeters and determination of response as a function of energy

8、and angle of incidence) ISO 12789 中子参考辐射一模拟工作场所中子场的特性和产生方法(Referenceneutron radiation-Characteristics and methods of production of simulated workplace neutron fields) ICRU 33号报告:1980 辐射量和单位(Radiationquantities and units) ICRU 60号报告:1998电离辐射的基本量和单位(Fundamentalquantities and units for ionizing radiati

9、on) BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML: 1993 通用计量术语及定义CInternationalvocab ulary of basic and general terms in metrology) 3 术语和定义ICRU 33号报告:1980，ICRU60号报告:1998和BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUP AC/IUP AP / OIML: 1993中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 3.2 附录A列出了本部分使用的符号。读数reading M 仪器所指示量的值。量的约定真值conventional true value of

10、 a quantity 被测量的最佳估计值。注:通常认为，对于给定目的差别很小时约定真值足够接近真值。1 GB/T 14055.2-2012月SO8529-2: 2000 3.3 剂量当量dose equivalent H 组织中一点的Q和D的乘积:H=QD 式中zD一一该点的吸收剂量;Q一一品质因子。3.4 周围剂量当量ambient dose equivalent H* (d) 辐射场中某点处的周围剂量当量是相应的齐向扩展辐射场在ICRU球内、逆齐向场方向的半径上深度d处产生的剂量当量。3.5 个人剂量当量personal dose叫uivalentHp(d) 人体规定一点下深度d处软组织

11、中的剂量当量。注:剂量当量的单位是焦耳每千克(J.kg-1)，专用名称希沃特(Sv)。3.6 注量fluence dN除以da的商:=dN/da 式中zdN 入射到截面积为血的球内的中子数目囚3. 7 晌应response R 读数除以被测量的约定真值。注z宜说明响应的类型，如注量响应(相对于注量的响应): 14=号. ( 1 ) 或剂量当量响应(相对于剂量当量H的响应): Ru = M H- . ( 2 ) 或光子剂量当量响应R, = ! 一-,- H , . ( 3 ) 如果测量的M是率值，则注量(韵和剂量当量(H)分别用注量率(伊)和剂量当量率(H)代替。3.8 值的r数叫倒被阳的到.、

12、巾14，434，阴阳曰川剧闹剧阳到校m得以下乘子件M因条数准考读校N参品2 3.9 能量晌应energy dependence of response RCE)或RHCE)GB/T 14055.2-20 12/ISO 8529号:2000单能中子注量或剂量当量H的响应R与中子能量E的函数关系。3. 10 3. 11 3. 12 3. 13 光子灵敏度photon sensitivity 中子场中加入光子辐射后引起的仪器读数的变化。比照光子剂量当量响应(见3.7)。自由场的量free-field quantity 在假定没有散射和本底影响的自由空间中进行照射得到的量。试验点point of te

13、st 辐射场中被测量的约定真值己知的点。参考点reference point 剂量仪上一点，在校准或试验时将其置于试验点上。注:测量距离是指辐射源的中心与仪器参考点之间的距离。3. 14 有效中Leffective centre 仪器上一点，该点读数的行为相当于点探测器，即读数的变化与距点源的距离平方成反比。注:例如对于球对称仪器，有效中心一般是其几何中心。4 参考辐射场的校准和溯源4. 1 一般考虑根据本部分，在校准实验室所建立的辐射场的中子注量率应可溯源到己认可的国家标准。用于提供校准链的方法取决于参考辐射场的类型，但测量溯源性通常是用传递标准来实现，例如这种传递标准可以是放射性核素中子源

14、(见4.2)或经认可的传递仪器(见4.2)。严格来讲，辐射场的校准只在校准时有效，之后可以进行推算，例如从放射性核素中子源的半衰期和同位素成分或传递仪器的特性等知识来推算。校准实验室在中子测量仪器校准中所用的测量技术应经符合国家法规要求的单位或机构认可。应由参考实验室和校准实验室各自对与校准实验室常规校准使用的相同或相似类型的一台仪器进行校准，测量应在各自实验室内用各自被认可的校准方法完成。为证明已达到足够的溯源性，校准实验室得到的校准因子应在约定的限值内与参考实验室得到的校准因子一致。辐射场校准的频度宜合理可信，连续两次校准之间的值不超出规定限值。GB/T14055. 1一2008给出了放射

15、性核素中子源的校准周期。实验室认可的传递仪器的校准和校准实验室所用测量技术的核查最多间隔五年，当实验室环境条件发生明显变化时应重新校准。4.7 敢射忡核素申平洒的湖预忡对使用放射性核素中子源产生的中子场进行的校准，其溯源性应使用经参考实验室确定了角源强的放射性核素中子源(见5.1角源强)、或使用在参考实验室校准并被认可的传递仪器测定仪器测量点的中子注量率来保证。如果中子源是根据GB/T14055. 1-2008的4.2. 2推荐的方法进行封装，则可GB/T 14055.2-2012月SO8529-2: 2000 假定该源的中子谱注量和GB/T14055. 1-2008给出的相应的中子谱注量足够

16、相似，因而可采用所推荐的注量-剂量当量转换系数。10.2.9中推荐的转换系数的不确定度不仅考虑了GB/T14055. 1一2008给出的谱的不确定度，也考虑了由源的结构和包壳不同引起的谱的变化。4.3 加速器中子源的溯源性溯源性应由经校准实验室和参考实验室一致认可的传递仪器来保证。传递仪器宜以与校准时相同的工作方式用于类似的中子场中，并且进行适当的修正。实验室的传递仪器和监测仪器应根据国家规定的周期进行核查(如:用适当的放射性核素中子源), 并记录核查结果。4.4 反应堆中子束的溯源性溯源到认可标准的一般原则同样适用于这类特殊的参考辐射场热中子或过滤中子束)的校准，例如热中子注量率可以用溯源到

17、初级标准的金锚活化法测量。5 用放射性核素中子源校准总则5. 1 一般原理仪器的响应或校准因子是仪器类型的独有属性，可与剂量当量率、中子源能谱或中子的入射角有关，但宜与校准装置的特性或所用的实验技术无关。因此，本部分给出了校准中子测量仪器的详细方法，以保证校准结果与校准技术、拥-仪器之间距离以及校准房间的尺寸等因素无关。为简单起见，本部分给出如巡测仪这类仪器校准的一般原理，这些原理也基本适用于其他仪器的校准。仪器置于己知中子注量率的自由辐射场中并记录仪器的读数，根据上述内容，读数宜对所有外部散射中子，包括空气、校准实验室墙壁、地板以及天花板的散射中子进行修正(见5.3)，可能还应对源或探测器尺

18、寸的影响进行修正见6.2中的几何修正因子F1(l) J。仪器对自由场的注量响应R由式(4)给出:R二号式中zMc -对各种外来修正之后的被测量读数。如果Mc是计数率，则R.=坠CP 仪器受照的自由场注量率(见3.11)由式(5)计算:4 式中2Bn CP= 2 1 源中心-测量点之间的臣离(见3.13); Ba一-GB/T14055. 1-2008中规定的角源强，由式(6)计算:式中zBn =BF1(的一一u 4 B 一一中子源强(即人射到4sr的中子总发射率); F1(的源各向异性修正因子(见参考文献6J)。( 4 ) .( 4a ) . ( 5 ) ( 6 ) GB/T 14055.2-2

19、012月SO8529-2: 2000 GB/T 14055. 1-2008中给出了两种类型源的各向异性函数。为了方便，在对所有散射影响修正之后(见5.3)有时引人源-探测器的特征常数k，一般形式为式(7): 由式(4a)和式(5)可以得到式(8): k =MCl2 k=R伊l2k=RBn 因为常数h只与Bn和R有关，所以对每种源-探测器组合是特有的。剂量当量响应可由式(9)得到:式中zh一一注量-剂量当量转换系数。RH= ， . ( 7 ) . ( 8 ) ( 8a ) ( 9 ) ISO 8529-3给出了ISO标准源的推荐值(在校准报告中宜注明值和适当的参考文献)。5.2 中子技准装置的重

20、要特性5.2.1 中子源放射性核素中子源的校准辐射场应可溯源到校准实验室(见第4章)。为使中子发射的各向异性减至最小，源宜是球形或直径和高度近似相等的圆柱形。对圆柱形源，探测器校准宜在与圆柱轴线成90。的方向进行(见GB/T14055. 1一2008)。对所用的每个源宜测量其各向异性。密封源的包壳宜尽可能的薄并且符合相应的国家、国际标准。厚包壳源的各向异性和谱都可能会改变。如果各向异性不能测量，可根据各向异性与放射性核素物质在源包壳内位置的关系进行计算(参考文献6J)，见10.2. 3 0 GBjT 14055. 1-2008的4.3和参考文献2J给出了更详细的讨论。宜将源置于房间的中心。在开

21、放场所时源离地面尽量高。宜将源置于不含氢材料且质量尽可能轻的支架上。为了完成线性检验，剂量当量率的变化范围要求大于三个量级(如从大约1Sv h一1到大约10 mSv. h-1)。通常仅靠改变距离l覆盖这个范围是不可能的，一般还需使用源强变化为10100倍的两个(或多个源才能覆盖整个范围。对不同的源，即使结构名义上相同，各向异性因子F1(8)却不一定相同。5.2.2 照射装置宜用支架使试验仪器定位于相对于校准源已知的距离和角度上。支架应是刚性的，设计应使散射辐射最小。宜可通过移动探测器来改变探测器-源之间的距离。当使用校准过的仪器测量中子注量率时，其支架也宜满足同样要求。5.2.3 照射室装置对

22、室散射中子的响应会随房间的尺寸、形状和结构而变化。房间尺寸宜使散射贡献尽可能小，但在任何情况下，其贡献不应使在校准点的仪器读数的增加大于40%(见附录B)。5.3 散射中子来源5.3. 1 简介校准因子应是仪器类型和中子源能谱的唯一特性，而与校准装置的特性元关，因此所有的校准应对自由场的量而言，并且应对散射中子对仪器读数的影响进行修正。对使用散射中子进行的校准见GB/T 14055.2-20 12/ISO 8529-2: 2000 ISO 12789。通常可能发生下列散射效应。5.3.2 室散射中子被实验室地板、墙壁以复杂的方式散射，其对仪器读数的贡献可以通过输运计算，或对特定的实验室条件进行

23、测量来确定。室散射很可能是散射中子的主要来源。5.3.3 空气减弱(空气外散射)1、发射的中子通过与空气发生核反应而被减弱(见附录。空气减弱随源-探测器距离的增加近似线性的增加。5.3.4 空气内散射中子会被源-探测器直接路径以外的空气散射回来，并可能被试验仪器探测到。内散射也随源-探测器距离的增加近似线性的增加。附录D给出了几种中子测量仪器对国家标准推荐的放射性核素中子源的净效应(内散射减去外散射)。室散射、空气内散射和空气外散射的相对大小与房间的尺寸和中子源-待校仪器之间的距离有关。总之，可通过减小中子源-待校仪器之间的距离来减少其对校准的影响。5.3.5 支架散射支架宜尽可能的轻，没有或

24、几乎没有含氢物质。特别要使源或探测器附近的物质质量减到最小。5.3.6 谱效应由于存在散射中子的贡献，谱分布和角分布都会发生变化，因而散射辐射对仪器读数的相对贡献与仪器的能量响应和角响应有关。5.4 光子辐射效应宜确定仪器对光子的响应以及光子的存在对仪器中子响应的影响。当用放射性核素中子游、校准仪器时，应对伴随的光子辐射效应进行评估并修正，修正的不确定度应与校准要求的准确度相匹配。应使用137Cs或60CoY射线源或其他合适的光子源来测量对y射线的响应。6 放射性核素中子源散射效应的修正6. 1 初始测量室散射中子对仪器读数的影响一般与仪器的类型，仪器-源的距离，校准房间的尺寸、形状和结构等有

25、关。由总辐射场(源中子加散射中子)引起的仪器读数M/一般可以写为式(10)(见参考文献7J):俨。k (F, (l) , ， 1 1 M/(l) =丁FL:1 :一+F2 (l) - 11 . . .( 10 ) 2 LFA (l) , 2 ./ .( 式中:一一源中心-参考点的臣离(见3.13); h 一一特征常数参见式(8)J; FL 线性修正，对仪器读数和引起该读数的剂量当量率之间偏离线性的修正zF ,(l) -几何因子;FA (l)一一空气减弱(空气外散射修正;F2 (l) 用来描述内散射中子额外贡献的修正函数。GB/T 14055.2-20 12/ISO 8529-2: 2000 仪

26、器的参考点宜与其有效中心(见3.14)一致。对球对称灵敏形仪器，参考点在几何中心，几何中心也是有效中心。对圆柱形仪器，如AnderssonBraun巡测仪，当在辐射人射方向垂直于圆柱的轴线方向进行校准时，有效中心在轴线上。当在辐射入射方向平行于圆柱的轴线方向进行校准时，有效中心可能是中子能量的函数，对于这种情况，尽管Pad方法(见参考文献8J)有时不适用，也可参考该方法。确定散射影响修正之前，宜首先对所有的非线性效应进行修正，这样可用MT(l)代替式(10)中的必1/(l) : MT (l) MT(l) =亏了宜仔细控制测量条件。当测量仪器本身固有的响应时，因其与仪器部件的任何特性无关，最好采

27、用实验室级别的电子学设备处理探测器的输出信号。如果不易达到，宜保证电子学设备不会引入不稳定性或非线性。校准时试验宜从预计的最高计数率开始，对死时间进行修正，并测量计数率与剂量当量率之间的线性。线性检验可使用两个同类型、角源强己知、且源强相差大约一个量级的放射性核素中子源，在同一距离交替进行，然后改变距离重复上述过程。通常也应考虑在参考文献5J中给出的便携式中子周围剂量当量率仪的性能要求和评估方法。本章推荐了四种不同的方法对散射效应进行修正。前三种方法(见6.3.1，6.3.2和6.3.3)为影锥法、通用拟合法和半经验法，通常需要仔细地做一组仪器读数与中子源-探测器距离函数关系的初始测量，但对同

28、种特定类型的仪器只需测量一次，而不需要每次校准都重复这样的测量。第四种方法为简化法，也叫简化拟合法(见6.3.的。由于不使用近距离照射，因此既不需要初始测量，也不需要做6.2中介绍的几何修正。由于影锥法可以在选定的距离上用有锥和无锥去确定散射修正，因此也可不做初始测量。该方法的优点是不需要假设同类型所有仪器具有相同的能量响应。当没有初始测量时，本条的其余部分不适用于简化拟合法和影锥法。初始测量距离的范围至少宜与通常完成仪器校准所需进行线性检验时一致，并遵循6.4给出的源探测器距离的限制。这就是说，对某一特定实验室所用的中子源，该距离的范围宜使在测量点可得到大约1Sv.h-1到大约10mSv.

29、h-1的剂量当量率。测量数据宜包括对读数和距离不确定度的估计。在三种方法中，要求做初始测量的原因和数据的解释略有不同，每种方法有各自的优缺点和应用范围，下文将做进一步阐述。不管使用哪种方法都宜用另一种方法来验证。需要说明的是，不同方法给出的校准因子可能存在3%4%的差别(见参考文献7J)。6.2 几何修正用6.3. 16. 3. 3介绍的三种方法中的任何一种确定中子响应之前，宜对测量的数据做源或探测器有限尺寸影响的修正。几何修正使用几何修正因子Fl(l)，当点源照射球形探测器时，F1(l)可由式(12)计算(见参考文献【9J):ll2 r, 1, r 川l, Fl (l) =1 +!三11-

30、1 -， J 1- 1 ). ( 12 ) ro-L飞，J ) 本条假定参考点为仪器的几何中心并位于试验点上，因此:式中zl一一源中心-探测器中心的距离;ro一一探测器的半径; -一一中子有效参数。当l/ro2时，式(12)可以简化为zFl=1+G) 2 . ( 13 ) 7 GB/T 14055.2-2012月SO8529-2: 2000 8与ro有关(见参考文献9J)，对所有情况推荐8=0.5土O.1。更一般的形式是适用于球形源的唯一形式(即D20慢化的铜源)，也可适用于点源，见式(14)(见参考文献7J):其中:式中zrs一一源半径。由于体积小的252Cf中子源可当作点源，因此当8cm2

31、ro25cm时，假设rs=0，向和向的推荐值为:a4=0.29土0.02和a5=1. 79士0.02。这些值也推荐用于241Am-Be中子源校准与常用中子巡测仪尺寸(ro句10cm)相同的球形仪器。对较大体积的源，虽然特性常数与rs没有明显关系，但rs相当于源的尺寸。-va-u 咱-a+句一-u-D +-r -t4-二l二。LF . ( 14 ) ( 14a ) 对rs=15cm的D20慢化252Cf中子源，参数a4和a5与探测器的直径有关。对半径为10.4cm的球形剂量当量率仪，推荐向=0.093土0.004，向=0.76士0.07(见参考文献7J)。虽然已表明在源接触探测器(epl=rS+

32、rD)时可以使用式(12)(仅对点源)、式(14)和式(14a)，但是在如此近距离时，计数率随距离迅速地变化，因此源-探测器的最小距离应大于或等于1cm，并且t值宜仔细测量。当将式(12)、式(14)和式(14a)用于近似球形的探测器时，即慢化体为球形，中心探测器不是球形而是圆柱形时，需特别注意。此时，几何修正将是中心探测器的几何和取向的函数，对这种类型的仪器没有足够的数据推荐S、向和岛的值。目前对其他形状的仪器(如:圆柱形)还没有经过很好检验的类似于式(12)或式(14)的表达式。在这种情况下，距离l最小值的选择宜使得几何修正因子FI接近于10实际上，这意味着l宜大于仪器直径的两倍(见参考文

33、献8J)。在必须使用较小距离以得到足够高的注量率时，宜考虑Fj(l)的附加不确定度(见10.2.5)。通常，在体模上照射的剂量计不作几何修正。6.3 数据分新6.3.1 影锥法此方法的准确度与影锥的设计、影锥相对于源-探测器的几何位置密切相关。附录E给出了推荐影锥的详细结构和使用方法。如果Ms(l)和MT(l)分别是源和探测器之间有和没有影锥时得到的探测器读数，则有下列关系:阳卜民(l)JFA(l)=赂(l)1一民W式中zF A (l)一一空气减弱(空气外散射)因子(见参考文献9J和10J，附录C给出了GB/T14055. 1-2008推荐的放射性核素中子源的平均线性空气减弱系数)。一般地，测

34、量宜在大于影锥长度两倍的距离上进行，以使得源或探测器的有限尺寸修正Fj(l)基本上等于10测量一组作为有效距离l函数的总探测器读数MT(l)和内散射读数Ms(l) (原则上对每个距离使用最佳的影锥，但是允许阴影的投影面积最大达到仪器投影面积的两倍)，用这些数据验证式(1日的有效性。该有效性验证包含保证这些数据具有式(1日的形式，并且从是得到的响应R与用其他散射修正方法得到的值一致。一旦式(15)有效，校准就可以仅在一个或几个距离已证明式(1日有效的范围内GB/T 14055.2-20 12/ISO 8529-2 :2000 的距离通过测量MT(l)来进行。己知Ms(l)/MT(l)的值，可由式

35、(15)计算出走，由式(8a)和式(9)分别求出响应R和RHa6.3.2 适用拟合法假定用式(16)可以代表内散射中子(见参考文献7J)，则可以使用式(10)和式(11)。F2 (l) = 1十Al+ s l2 ( 16 ) 根据6.4.2中的d)规定的距离限制，宜至少在30个距离进行测量。使用式(11)、式(14)、式(14a)和式(16)，并使用式(10)对测量的数据进行拟合。k，A，s，向和aS是自由参数，用最小二乘法可以得到其值和不确定度。式(10)和式(11)可以写为:MT=卡F3(l). ( 17 ) 其中:Fj (l) F3 (l) =一一一一十F2(l) -1 ( 18 ) F

36、A (l) 当距离l2TD时，对于点源和球形探测器，Fj(l)可以从式(12)、式(13)、或式(14)和式(14a)J得到。对前两种情况，从8可得到几何修正，对后一种情况，从向和aS可得到几何修正。对于球形源，在任何t值时只能用式(14)和式(14a)确定几何修正，因为不是点源照射球形探测器，故式(12)不再适用。如式(17)所示，函数几(l)是依据简单反平方律对计数率偏离进行修正。当源-探测器的距离最大时，几(l)由散射中子的影响决定。F3(l)的值随着距离的减小而减小，当达到最小之后，随着与源的距离越来越近，此时由于几何效应F3(l)又会增大。对球形中子巡测仪和裸的2S2Cf源，当l=3

37、TD时出现特征最小值。对乌O慢化的2S2Cf源，当l句2Ts+TD时出现特征最小值。在小于特征最小值的距离时每步1cm2 cm和在大于特征最小值的距离时每步5cm10 cm，宜至少测30个数据。对特定的源-探测器组合，只要确定了参数A、s、向和aS或8，则对于同类型的其他探测器就可以只在测量范围内的任何一个距离上进行校准，同时使用必要的修正。对于远距离(l注80cm) ,Fj (l)句1，通用拟合法相当于多项式拟合法(见参考文献9J)。由式(8a)可以得到注量响应，并且已知R时可由式(9)得到RH然后用3.8的定义给出校准因子Na6.3.3 半经验方法此方法(见参考文献2J和口1J)是基于假设

38、散射中子引起的仪器读数的份额可以依据读数偏离反平方律的大小求出。各种贡献可以归结为由室散射中子引起的与距离l无关的成分(见参考文献口1J)和由空气散射引起的随距离线性减小的成分(见参考文献口2J和附录D)。由总辐射场(源中子加散射中子)产生的仪器读数MT(l)是距离的函数，与注量响应R的关系由式(19)表示:AT(l ) TI ;. n.? 1 ,./ ._ =R(1十5l).F (l) (1 + Al) .， . ( 19 ) 式中zS一一单位校准距离上室散射贡献的份额，可以认为与式(16)中的5相同。(1 +Al)给出总的空气散射修正(内散射减去外散射)。需注意的是，式(19)中的A和式(

39、16)中的A形式上相似，A是净空气散射成分(即内散射减外散射)，而A只考虑了空气内散射成分，但还可能有其他遵循距离且半方律的内融射中于的页献。对lSU推荐的凶神跟(见G/T14055. 1一2008)和一些通用仪器，附录D给出了空气散射成分A的计算值。可将式(19)与式(10)、式(11)进行比较。式(19)中的(1十Al)项和式(10)中的FA(l)类似，重要的区别是却是总的空气散射效应(即内散射减外散射)，而式(10)中的FA(l)只是外散射，内散射则包含9 GB/T 14055.2-2012月SO8529-2: 2000 在式(10)中的F2(l)项之内。这样，如果L:是空气线性减弱系数

40、，则当lL:(rs +rD)2时，Fj句l见式(12)和式(13)，或式(14)和式(14a)J，对于这样的距离，忽略f项，式(19)相当于式(10)。在6.4.3所示的限制内，式(19)左边对l2作图应得到一条直线，以加权线性最小二乘法拟合这些数据，截距为注量响应RIl斜率为室散射份额S。对一指定仪器只要确定了5，则类似仪器的校准可以在一个或多个距离t上测量MT(l)，并利用式(6)和式(19)确定注量响应Ra如果达不到6.4.3的要求，根据上述方法作图可能得不到一条很好的直线，允许直线上出现一些弯曲，这些弯曲可以视为S值的不确定度，亦即为校准因子的不确定度(见10.2.的。因为相对的室散射

41、贡献随l2变化，在近距离l时室散射修正很小，此项修正的不确定度对校准因子不确定度的贡献也很小。已知R，通过式(9)可以得到RH和它的倒数，即校准因子Na6.3.4 简化拟合法如果t的最小值并不太小，可以采用简化方法(见参考文献13J)，此时f大约是校准仪器最大尺寸的1.5倍，也就是说，对于球形探测器L注3RD。在这些距离下可以假定Fj(l)句1，线性内散射修正项式(16)中的Al和式(19)中的AlJ与平方项相比可以忽略这意味着在大多数校准大厅的1值相当大的情况下，空气散射与室散射相比可以忽略)，这样该近似可以将式(10)和式(11)简化为:MT (l) =是/l2十S(20 ) 此时，我们并

42、没假设对称仪器的参考点与几何中心重舍，这与6.2的假设截然不同。因此，式(20)可以写为:这里用(d+a)代替t。式中:d一一源中心-探测器表面的距离;MTCl)二一主一一十S(d十a)a一一自由参数，可由式(21)拟合得到(见附录F的图F.1)。( 21 ) 使用式(21)的经验表明，对于球形仪器，a近似等于仪器的物理半径。这样，在某种程度上a是拟合参数(见参考文献13J)，与探测器的半径密切相关。为了使用式(21)，M1(l)的测量大约要在10个距离上进行，每个距离大约在对数刻度上等间隔。总是希望得到高的统计精度，但达到大约10%的统计不确定度就可以取得好的结果。利用加权最小二乘法对式(2

43、1)拟合得到参数是、a和5，重要的是选择权重使所有的数据点对拟合有近似相同的影响或优势。如不考虑实际数据的统计精度，通常权重Wi正比于计数的反平方，相当于使拟合得到的相对残差的平方和最小，即G值最小。G= 三2二二ir叫且式中zYi一一各自的数据点;32-一一得到的拟合值。LYi Wi的选择要使其正比于Yi的反平方，然后对i个数据点求和。6.3.1、6.3. 2和6.3. 3与简化拟合法在使用方法上是有区别的。正如6.1中所讨论的那样，6.3.1、6.3.2和6.3. 3的方法需要进行细致的初始测量来确定参数值去修正散射和几何效应，之后对同类型仪器只需在一点或几点进行校准，并用这些参数进行修正

44、。而本节的简化方法需要每次单独校准，然后对每台仪器分别确定式(21)中的参数，同类型装置以前的校准结果宜用来进行一致性检验和线性检验。10 GB/T 14055.2-20 12/ISO 8529-2: 2000 在采用本方法之前，宜将得到的结果与6.3.1、6.3.2和6.3.3介绍的方法之一进行核对。6.4 方法的选择6.4.1 影锥法限制条件:a) 房间尺寸:满足d)项，但以大房间为宜pb) 房间形状:元限制;c) 源/探测器大小:以小尺寸为宜，例如，像直径为30cm的DzO慢化铜源就需要一个大而笨重的影锥zd) 源探测器距离:最小臣离大于影锥长度的两倍(这意味着在高剂量率校准时需要非常强

45、的源)。最大距离由室散射中子使仪器读数的增加应小于40%的限制决定。影锥法要求增加一组有合适的影锥情况下进行的测量(见附录E)。这些测量宜在与元影锥时严格相同的距离l下进行。一一优点:可以直接测量散射中子的贡献;一一缺点:需要一组影锥和附加设备。6.4.2 通用拟合法限制条件za) 房间尺寸:无限制;b) 房间形状:无限制;c) 源/探测器大小:对于球形仪器元限制;d) 源-探测器距离:源到探测器表面的最小距离为1cm，最大距离由室散射中子使仪器的读数增加应小于40%的限制决定(见附录B);e) 中子源的发射z各向同性或近似各向同性;f) 优点:限制较少，对于球形慢化体和球形中心探测器可使用G

46、B/T14055. 1-2008中推荐的任何一种中子源;g) 缺点z只适用于球形慢化体和球形中心探测器的情况;对校准的每种型号仪器需要做一组完整的测量;拟合过程可能模糊了漂移和非线性，因此宜对其读数进行仔细修正;需要精确的定位和好的统计精密度。6.4.3 半经验方法限制条件:a) 房间尺寸:无限制;b) 房间形状z立方体或接近立方体;c) 源/探测器大小:元限制;d) 源-探测器距离z最小距离近似等于源与探测器的直径之和(见6.2)，最大距离则由室散射中子增加的仪器读数应小于40%的限制决定(见附录B); e) 中子源的发射:各向同性或近似各向同性;f) 优点z初始测量得到的室散射修正值可用于

47、之后同类型仪器的校准z可以用简单的分析公式来估计室散射的大小(见参考文献2J);g) 缺点:只适用于主要的散射中子来源为墙壁、地板和天花板的情况;既不适用于多探测器的仪器，也不适用于在平行于圆柱形仪器轴线照射的情况;需要计算空气散射修正。11 GB/T 14055.2-20 12/ISO 8529-2: 2000 6.4.4 简化拟合法限制条件za) 房间尺寸:无限制;b) 房间形状:元限制;c) 源/探测器大小:元限制;d) 源-探测器距离z对于点源，最小距离至少是探测器最大尺寸的1.5倍;对于球形源，最小距离至少是2(rS+rD);e) 优点:没有详细要求，较好的测量统计精度为宜;f) 缺点z由于源-探测器的距离不能太小，所以在校准高剂量率时需要强的中子源;对每次校准都需要一组完整的测量数据;拟合过程可能模糊了漂移和非线性;不能区别空气散射和室散射，并忽略了几何修正，因此准