GB T 14318-1993 辐射防护用便携式中子周围剂量当量率仪.pdf

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1、UDC 621. 039. 555 F 84 华中 、 GB 14318 93 Portable neutron ambient dose equivalent ratemeters for use in radiation protection 1993-04-20发布1993-12-01 国技7f 监局发布国家标中华人民共和 GB 14318-93 仪式携便当用辐射防护中子周围Portable neutron ambient dose equivalent ratemeters for use in radiation protection 本标准参照采用国际电工委员会(IEC)标准IEC

2、1005-1990(辐射防护用便携式中子周围剂量当量率仪。主题内容与适用范围本标准规定了便携式中子周围剂量当量率仪的技术特性、试验方法和检验规则。本标准适用于测量能量为16MeV以下的中子辐射周围剂量当量率的仪器。本标准不适用于使用在脉冲辐射场的仪器。引用标准2 核仪器与核辐射探测器质量检验规则核仪器环境试验基本要求与方法温度试验核仪器环境试验基本要求与方法潮湿试验GB 8993.5 核仪器环境试验基本要求与方法冲击试验GB 12127 核仪器产品包装总技术条件GB 10257 GB 8993.2 GB 8993.3 术语3 3. 1 便携式中子周围剂量当量率仪portable neutron

3、 ambient dose equivalent ratemeter 用来测量中子辐射产生的周围剂量当量率的便携式仪器，包括一个或多个辐射探测器和有关部件或基本功能单元。3.2 探测部件detection sub-assembly 仪器所使用的辐射探测器(BF3正比计数管，HelE比计数管，LiI闪烁探测器等及其周围的慢化与吸收介质和前置级电路。3. 3 周围剂量当量-l (d ) ambient dose equivalent 辐射场中某点的周围剂量当量IJ樨(d)是相应的齐向扩展场在ICRU球体内、与齐向场方向相反的半径上、深度d处产生的剂量当量。注zICRU球体是一个直径为30cm的组织

4、等效球体，其密度为19.cm-3，质量成分为氧76.2%，碳11.1%，氢10.1%及氮Z.6%。fd)用于环境监测时，推荐的深度d为10mm，此时jp(d)可写为IT(10)。具有各肉同性响应而直接if蕃(d)鼻11壁的仪器，可用来测量在仪器线度范围内均匀的任何辐射场的H(d) 值。H(d)的定义要求仪器的设计能考虑到反散射的影响。1993-12-01实施1993-04-20批准 1 GB 14318-93 3.4 仪器参考点reference point of an assembly 用于指示探测器灵敏体积中心位置而在仪器外面刻印的一种标志点。-3. 5 约定真值conventionall

5、y true value 用于校准仪器的周围剂量当量率真值H;(d)的最佳估计值，此值的大小及其不确定度必须用基准仪器或次级标准确定，或用经过次级标准或基准仪器校准过的参考仪器来确定。3.6 周围剂量当量率的指示值indicated ambient dose equivalent rate 被检验的测量仪器指示的周围剂量当量率值H，(d) , 3. 7 响应response 仪器的响应R是周围剂量当量率的指示值Ht(10)与周围剂量当量率的约定真值il;(10)的比值。3.8 指示值的相对误差relative error of an indication 仪器指示值的相对误差I由式(2)给出z

6、I H. (10) _ H; (10)$4 =a 100% H; (10)川3.9 相对固有误差relatve intrnsic error 在标准试验条件下，受到规定的参考辐射照射时，仪器指示值的相对误差见3.8条)。3.10 变异系数coeHicientof variation 一组几个测量值冉的标准偏差s与其算术平均值王之比，由(3)式给出$v=丢zJL X X 3.11 有效量程effectiverange of measurement 满足本标准要求的测量范围。4 设计要求4. 1 外部设备 1 :;8 X, _ X) 川(1 ) .( 2 ) . ( 3 ) 若仪器设有供远距离读出

7、器使用的输出连接器(例如供外部计数或积分装置使用).其输出端必须有适当的标志q视仪器的情况，推荐使用下列输入和输出连接器2a. 前置放大器的输入端(作电信号检验用), b. 放大器的输出端zC. 瓢别器的输出端。4.2 刻度标志仪器的读数必须用周围剂量当量或周围剂量当量率的单位标示，例如mSv或mSvh斗。4.3 仪器标志、在仪器的外部，必须有用于饺准和检验目的的参考点标志。2 r GB 14318-93 4.4 有效量程有效量程必须至少覆盖四个数量级。通常，有效量程必须从1Sv h-l10 mSv h-1o如果用户要求测量更高的周围剂量当最率如100mSv h-)，应由用户与制造厂协商e有效

8、量程必须满足下列要求za. 具有模拟显示(线性或对数显示的仪器，在每一量程上，不小于满刻度的10%100%。b. 具有数字显示的仪器，在每-量程上，不小于从第二个最小十进位位的第一个非零指示值到最大指示僵(例如，当显示的最大指示值为199.9时，有效量程必须是1.O199. 9)。为了测量较低的剂量当量率，数字显示的仪器应能配备积分装置。5 技术特性与试验方法5.1 一般试验要求5. 1. 1 参考条件和标准试验条件表l给出参考条件和标准试验条件。表2给出了标准试验条件下所进行的试验项目，其中说明了待试验的特性及其要求，还说明了相应的试验方法。在标准试验条件下进行试验时，必须说明试验时的温度、

9、气压和相对湿度值，并且必须进行相应的修正，以便给出参考条件下的响应值。表1参考条件和标准试验条件影响量参考条件标准试验条件中于参考辐射241 Am-Be, 252Cf或(d ,n )lHe中于源WAm-Be，mCf或D(d ,n )3He中于源3 GB 14318-93 表2在标准试验条件下进行的试验待试验特性要求试验方法(条)相对固有误差士30%5.2.1.2 统计涨落变异系数:.20%5.3. 1. 2 30 s 用于周围剂量当量率的指示值终值小于O.lmSv.h-1响应时向10 s 用于周围剂量当最率的指示值终值在o.11 mSv h-1 5. 3. 2. 2 4. 用于周围剂量当量率的

10、指示值终值大于1mSv h-1 仪器预热30-min后连镶工作8h 零点漂移具有模拟显示的仪器g不大于满刻度偏转角的士5%5.3.4.2 具有数字显示的仪器z不大于最低十进位位的五个字用十倍于满刻度或250mSv -的中子周围剂量当量率取两者中较过载小的照射仪器.仪器的指示值保持在满刻度以外过载试验后，仪器能5.5. 1. 2 在规定的技术条件下工作5. .2 改变影响量的试验表3用以确定影响量的变化所产生的作用，其中给出了每种影响量的变化范围，以及由这些变化所引起的仪器指示值变化的限值。为了检验列于衰3的任何一项影响量变化所产生的作用，其他所有影响量应保持在表1所给出的标准试验条件的限值内，

11、除非在有关的试验方法中另有说明。表3随影响量变化进行的试验影响量影响量的数值范围指示值的变化限值试验方法(条热中子1-50 keV 由制造厂说明指示值的相对误中子能量50-600 keV 5.2.2.2 差1-5 MeV 13.5-16 MeV 入射角0-土90指示值的相对误差士25%5.2.3.2 士900，-.，士180。由制造厂说明a.由137CS源产生的10mSv 指示值0.1mSv. h-1 z周围剂量当量率辐射b.由上述周围剂量当量事加上士10%的5.2.4.2.2 1 mSv h-1的中子辐射C.高能光子响应(6MeVl 由制造厂说明预热时间由制造厂说明由制造厂说明5.3.5.2

12、 电摞电压也一次电池阴断性使用40h后士10%5.3.6.1b , b.二次电池连续使用12h后士10%5.3.6.1b C.交流电源193.6-242 V 士10%2)5.3.6.2b 4 , GB 14318-93 续表3影响量影响量的数值范围指示值的变化限值室内使用5-30CS)士10%岱环境温度室外使用-1040(:5)士20%幻-20-50C引:1:50%幻相对湿度40C时95%土10%1)大气压力外界电磁场没有一般规定。如果需要，应规定影响量的数值范围和指示值的变化限值外界磁场注，1)对参考辐射的响应。2)标准试验条件下，指示值的百分数.3)没有辐射值时，指示值的百分数。4)初始指

13、示值的百分数L 试验方法条)5.6. 1. 2 5. 6. 2. 2 5. 6. 4. 2 5.6.5.2 5)用于温带地区的仪器，在过冷或过热的气候下采用有关-20-50C温度范围的要求.对于在很低温度中工作的仪器，可以提供加热电池的设备。.5.1.3统计涨落对于任何使用辐射的试验，在其允许的指示值变化中，如果单独由辐射随机性引起的统计涨落占有显著份额，那么为了检验该项技术要求是否得到满足，就必须取足够多的读数，以保证能够用足够的精度来估计这些读数的平均值。为了保证这些读数在统计上是互不相关的，相邻两次读数之间的时间间隔至少应该是响应时间的三倍。5.1.4 中子参考辐射中子参考辐射源必须是阳

14、Am-Be，252Cf或D(d ,n )He反应三种中子源中的-个。源的性质、结构和使用条件必须符合国家有关标准。这些源产生的周围剂量当量率的约定真值，可以从源产生的谱注量分布和注量与周围剂量当量的转换系数附录A(参考件)J来获得。附录B(参考件给出上述三种参考源的转换系数。在试验点，对所用的每种参考源，周围剂量当量的约定真值必须准确到10%以内。5.2辐射特性与试验方法5.2.1 参考辐射周围剂量当量率指示值的相对固有误差5.2.1.1 要求在标准试验条件下，在试验点上，仪器的相对固有误差不能超过参考辐射周围剂量当量率约定真值的士30%。5. 2. 1.2 使那中子参考辐射源的试验方法对于线

15、性刻度的仪器，型式检验必须对所有的量程进行相对固有误差的检验，而在每一量程上，又必须至少取三个点，它们应分别在每一量程满刻度的90%、60%和30%附近。常规检验必须在每一量程满刻度的50%75%之间取-点进行.对具有对数刻度或数字显示的装置，型式检验必须在每个十进位位的剂量当量率中至少取三个点进行检验，它们应分别在每个十进位位的80%、40%和20%附近。常规检验必须在每个十进位位中取一个值进行。5.2. 1. 3 等效电测试方法, 5 4民GB 14318-93 在所用的中子源无法提供检验所要求的全部量程的周围剂量当量率时，对于辐射源所不能提供的周围剂量当最率，允许以等效电检验方法加以代替

16、，以确定这些情况下的固有误差。在这种情况下，辐射源必须能在仪器的最高量程或十进位位上)和最低量程(或十进位位上上分别提供至少一种周围剂量当量率。电信号必须尽可能精确地模拟探测器的输出波形，信号输入的位置必须考虑到能检验除探测器部件以外的整机性能。如果中子参考源给出的周围剂量当量率的约定真值是H;(10) ，此时仪器的周围剂量当量率的指示值是il，(10) ，则应注入一电信号，以使仪器产生同样的指示值H，(10)。令此信号为50。那么如果由一个输入信号5，产生另一个指示值il，;(10) ，则相对固有误差由式(4)给出z1=1主旦42iA 一l-1l100%飞H，;(10) .5, )川. (

17、4 ) 而且观测值应落在5.2.1.4条给出的限值内。5.2. 1.4 观测值的解释方法在考虑5.2. 1. 1条的要求是否得到满足时，有必要考虑检验中使用的周围剂量当量率约定真值的不确定度。如果相对固有误差的单次观测值不超过土40%，就可以认为5.2.1.1条的要求得到了满足。5.2.2 能量响应5. 2.2. 1 要求用于辐射防护目的时，希望在规定的能量范围内，响应随中子能量的变化不超过50%。但直到目前，要达到这一性能尚不能做到。因此制造厂应力求得到实际可行的最佳能量响应，并至少在以下各种能量上，对能量响应作出说明。a. 热中子sb. 在150keV能量范围内，至少一种中子能量，C. 在

18、50600keV能量范围内，至少一种中子能量gd. 在15MeV能量范围内，至少一种中子能量$e. 在13.516MeV能量范围内，至少一种中子能量。如果仪器用于从热中子到能量限值小于16MeV的能量范围时，在说明书中要明确说明并应规定其能量的上限值。5.2.2. 2 试验方法用5.2.2.1条ae项每个能量范围内的至少一种中子源照射，测出响应随中子能量的变化。原则上，对于每种辐射能量，本原试验应该在同样的剂量当量率条件下进行，但实际上很难做到。在这种情况下，对于每种能量的剂量当量率指示值，应该用在此指示值下对于参考辐射的相对固有误差进行修正。5.2.3 角响应5. 2.3. 1 要求仪器的指

19、示值随辐射入射角相对于校准方向在O.:I:90。的变化不能超过土25%。入射角在+goo180。和90.-180。时指示值的变化，制造厂也应给予说明。5. 2. 3. 2 试验方法用5.1.4条规定的任何一种中子参考源照射探测部件。将仪器放在正常位置上，中子源则位于校准方向上。记录仪器此时的指示值，然后将探测部件沿水平面旋转，每次转300，从0。转到士180.，并记录读数。还要在两个互相正交的垂直平面内旋转探测部件进行类似的测量，两个平面中有一个，辱与源的方向6 、F 一致的。5.2.4 对其他电离辐射的响应5. 2. 4. 1 和R辐射GB 14318-93 根据设计，这类仪器对和自辐射的响

20、应一般为零，所以不规定此项试验。5. 2. 4. 2 辐射实际上所有中子辐射场都伴有光子辐射，所以必须确定对光子辐射的响应。5. 2. 4. 2. 1 要求仪器对辐射的响应小子对中子响应的1%。5. 2. 4. 2. 2 试验方法a. 用13Cs探照射仪器，使仪器在校准点处于周围剂量当量率为10mSv h-1的辐射场内。仪器的读数不能超过0.1mSv h-1。b. 用中子参考源照射仪器，使其获得1mSv h的读数。然后用137CS源照射仪器，在校准点使光子剂量当量率为10mSv h-1，由中子源获得的读数受光子辐射影响而引起的变化不能超过土10%。C. 由于在一些测量中子周围剂量当量率的场所中

21、存在高能Y辐射(例如由16N产生的6MeV的Y射线).制造厂应说明仪器对高能光子辐射的响应。试验使用的参考辐射源应符合国家标准。5.3 电气特性与试验方法5. 3. 1 统计涨落5. 3. 1. 1 要求仪器的周围剂量当量率指示值可以在其平均值左右涨落。指示值的变异系数必须小于20%。对于线性刻度的仪器，上述要求适用于超过最灵敏量程满J度1/3的所有周围剂量当量率。对于非线性(如对数)刻度的仪器，上述要求适用于超过最低有效刻度三倍的所有周围剂量当量率。对于数字显示的仪器，上述要求适用于超过第二个最小十进位位的非零指示值的所有周围剂量当量率。5. 3. 1. 2 试验方法用中子源照射探测部件。对

22、于线性刻度的仪器，使周围剂量当量率处于最灵敏量程满刻度的1/31/2之间才才于对数刻度的仪器，使周围剂量当量率处于第一个十进位位量程的1/31/2之间e对于数字显示仪器，使周围剂量当量率处于第二个十进位位量程的l3l2之间。按照5.1.3条要求取仪器的读数，并求出变异系数。以百分数表示的变异系数应在5.3.1.1条的限值之内。5.3.2 响应时间5. 3. 2. 1 要求响应时间应符合下述要求，即，在周围剂量当量率发生突然改变时，指示值达到下式数值时所需要的时间必须小于以下规定的时间.90 Hi (10) + :00 Hif (10) - Hi: (10) 100 式中，Hi (10)一一指示

23、值的初:，a. b. e. Hi(lO)一一指示值的终值。当周围剂量当量率上升的最终指示值小于0.1mSv h时，小于30S; 当周围剂量当量率仨升的最终指示值在0.11mSv h-1时，小于10S; 当罔滔剂量当量率上坷的最终指示值大于1mSv-hl时，小于4S , ( 5 ) 7 GB 14318-93 5. 3. 2. 2 试验方法本试验可以用一个合适的中子源来进行，也可以将合适的电信号注入到测量部件的输入端来进行。量当量率的初值和终值必须相差十倍以上，并按此倍数做增加和减少周围剂量当量率的两种测量。如果使用电信号试验方法，输入信号必须符合上述要求。做增加周围剂量当量率的试验时，探测部件

24、必须先受较高的周围剂量当量率的照射，并记下指示值H,i (10)。然后，仪器再受较低的周围剂量当量率的照射，照射时间要足以使指示值H:(10)达到稳定值，记下此指示值。最后，再尽可能快地把周围剂量当量率改变到相当于指示值H，i(10)的周围剂量当量率，记下指示值达到U5. 3. 2. 1条公式(5)的数值所需要的时间。降低周围剂量当量率的试验按同样方式进行，但相应于H，r(10)与Kt;(10)的周围剂量当量率数值互相对换。5.3.3响应两间和统计涨落之阔的关系响应时间和统计涨落的变异系数是两个相互关联的特性，5.3.1.1和5.3. 2. 1条给出了它们的允许限值。对于高的周围剂量当量率，建

25、议只要可能，在统计涨落满足规定的限值要求时，应减少时间常数。5.3.4 零点漂移5. 3. 4. 1 要求在标准试验条件下，无中子照射的仪器在工作30min后，仪器的指示值与以后8h内的指示值的差别，在每个章程范围内，都不能超过下面的值2a. 对于模拟显示的仪器，不大于满刻度偏转角的5%;, b. 对于数字显示的仪器，不超过最低十进位位的五个字。5.3.4.2 试验方法打开仪器的开关并预热30mino使用调零控制器将指示值调到j零点。对于非线性刻度的某些仪器，可用此种控制器将指示值调到某个适当的参考点。在以后的8h内，每隔一小时记录一次读数。指示值应符合5.3. 4. 1条的要求。5. 3.

26、5 预热时间5. 3. 5. 1 要求应由制造厂给出预热时间。5. 3. 5. 2 试验方法关断仪器的电源开关，用一个合适的辐射源照射探测部件，该中子源、应能使指示值至少达到最灵敏量程或最低十进位位满费j度假的一半处。接通电源开关，在36min的时间内，每15s记录一次读数。然后在仪器通电30min后，取足够多的读数(见5.1.3条)，以这些读数的平均值作为指示值的终值飞在指示值随时间变化的图上，画出条观测值的光滑曲线。指示值的终值与曲线上5皿in时的读数之差应在制造厂规定的限值以内。5.3.6 电源5. 3,6.1 电池供电5. 3.6. 1. 1 要求必须提供仪器在最大负载下，检验电池状态

27、的设备。应在显示部件上或显示部件旁，清晰地标出仪器性能仍符合本标准要求的最低电池电压指示。电池可以以任何方式连接，但电池必须能逐个更换。制造厂必须在仪器上清禁地标出电池安装极性。一次电池z当仪器由-次电池供电时，在间断性使用40h后，仪器的指示傻与初始值相差不得起8 GB 14318-93 过10%。, 注，1)间断性使用40h是指连续使用8h后停机16h，持续5d. 二次电池2当仪器由二次电池供电时，在连续使用12h后，仪器的指示值与初始值相差不能超过10%。二次电池充电时间必须不大于16h。建议使用一个充电完成时充电器能自动断开的设备。5. 3.6. 1. 2试验方法必须使用新的一次电池或

28、由制造厂指定的充满电的二次电池进行本项试验。将仪器置于-个辐射场中，使仪器获得一个合适的指示值。使仪器按5.3. 6. 1条a项给出的时间工作，并在这段时间结束时记录读数。每个读数必须符合5.3. 6. 1条a项给出的要求。5.3.6.2 交流电源供电5. 3. 6. 2. 1 要求仪器能在193.，6242 V电压、4753Hz频率范围内正常工作旦指示值的平均值与额定电压下所获得的平均值之差不大于+10%。5.3. 6. 2. 2试验方法将探测部件置于中子辐射场中某点处，该点的周围剂量当量率大约相当于有效量程下限值的三倍(见4.4条。电源电压为额定电压UN时，取足够多的周围剂量当量率读数，求

29、出平均值(见5.1.3条)。电源电压比额定电压UN高10%和低12%时，也分别取足够多的读数，求出平均值。在周围剂量当量率至少相当于有效量程上限值的2/3处重复上述试验。5.4 机械特性与试验方法5.4. 1 机械冲击测量部件必须能够经得起来自各个方向的机械冲击而不损坏。要求与试验方法必须符合GB 8993.5中第E组仪器的有关规定。5.4.2 仪器的取向(向地佐)5. 4.2.1 要求仪器(探测部件除外)处于任意取向时的指示值与参考取向的指示值之差不能超过士2%。制造厂必须说明仪器的参考取向。5.4.2.2 试验方法原则上应在任意取向时对仪器做本项试验，但该类仪器通常只有模拟指示表头会受不同

30、取向的影响，因此，取向试验只限于仪器拿在手里，操作者能够看得见指示率表的那些取向。最好用电子学的方法进行本项试验。5.5 安全特性与试验方法5. 5. 1 过载特性5.5.1.1 要求当周围剂量当量率大于仪器满刻度所相当的大小时，仪器的指示值必须保持在满刻度之外。这个要求适用于每一个量程。当仪器受到5.5. 1. 2条中规定的周围剂量当量率照射后，仍必须满足5.2. 1. 1条的要求。5. 5. ,. 2试验方法用十倍于满刻度或250mSv hl的中子周围剂量当量率(取两者中较小的照射探测部件5mino 在此期间，仪器的指示值必须保持在满刻度以外。5.5.2 易去污仪器的结构必须易于去污。为此

31、，仪器的外表面应该光滑无孔、无裂缝，或把仪器放在一层薄而柔软的封套内，封套的一部分是透明的，可供读出仪器的指示值。5.6 环境特性与试验方法 9 一一一-_二十GB 14318-93 a. 检验合格证明9 b. 检验数据z2. 检验员标志。、12 卜r 单能中子能量，MeV2.5Xl0(热中子1. 0X lO- 1. 0Xl0. 1. 0XI0-5 1. 0X10- 1. 0Xl0- l. OX10-2 1. 0X lO- 5. OX 10- 1. 0 2.0 5. 0 10.0 20.0 GB 14318-93 附录A (参考件)、附录B 的转换系数转换系数，pSv cm& 8.4 9. 6

32、 10. 5 9.4 7.4 6. 1 9.4 70.2 250 328 382 415 451 615 中子参考辐射源的注量与周围剂量当量的转换系数(参考件)源周围剂量当量的平均能孟，MeV241 Am-Be( a n ) 4.3 252Cf(裂变)2.13 D( d n )He 2. 8 附加说明.本标准由全国核仪器仪表标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所负责起草。本标准主要起草人李国祥、张京长、贺宣庆。1咛转换系数，pSv cmz 380 340 393 一一干一一一一一一一一)一一一的iFm叮Fmu(京)新登字023号华人民共和国家标准辐射防护用便携式中子周围剂量当量率仪G 14318 国93 r f1 特中国标准出版社出版(北京复外三里河)中国标准出版社北京印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印9峰印张l字数26千字1993年12月第一次印刷书号，155066 110153 定价2.40元开本880X1230 1/16 1993年12月第版句庭231一18标自