GB T 16139-1995 用于中子辐射防护的剂量转换系数.pdf
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1、中华人民共和国国家标准用于中子辐射防护的剂量转换系数Dose conversion coefficients for use in protection against neutron radiation 1 主题内容与适用范围GB/T 16139-1995 本标准规定了中子辐射防护中常用的实用量、中子注量与基本限值量之间的转换系数。本标准只适用于成人。不适用于因辐射事故等原因引起的剂量约在100mSv以上的照射。2 引用标准GB 4792-84 放射卫生防护基本标准3 术语3. 1 中子注量neutron fluence 空间一给定点处的中子注量是射入以该点为中心的小球体的中子数除以该球体的
2、截面积所得的商。3. 2 弱贯穿性辐射weakly penetrating radiation 在均匀、单向电离辐射场中,对某一给定的人体取向,如皮肤敏感层的任何小块区域内所接受的剂量当量与有效剂量当量的比值大于10,则此种辐射称为弱贯穿性辐射。3.3 强贯穿性辐射strongly penetrating radiation 在均匀、单向电离辐射场中,对某一给定的人体取向,如皮肤敏感层的任何小块区域内所接受的剂量当量与有效剂量当量的比值小于10,则此种辐射称为强贯穿性辐射。3.4 ICRU球ICRUsphere ICRU球是国际辐射单位与测量委员会(lCRU)在其33号报告中规定的组织等效球体
3、,球的直径为30cm,密度为1g/cm3,元素组成按质量计为0:76.2%、H:10.1%、C:11.1%、N:2.6%。3. 5 基本限值量primary limiting quantity 基本限值量是用以表示剂量当量基本限值的量,即有效剂量当量CHE)与器官(或组织平均剂量当量CHT)。3. 6 实用量operational quantity 实用量亦称运用量。实用量是在辐射防护实践中使用并具有以下性质的量za. 可用简单的监测仪器测出;b. 可作为限值量的合理近似(既不低估也不过高高估)。3. 7 扩展场expanded field 扩展场是由实际的辐射场导出的一个假设的辐射场。在其中
4、的整个有关体积内,注量及其角度和能量分布与参考点上的实际辐射场相同。3.8 齐向扩展场aligned and expanded field 国京技术监督局1995-12-15批准1996-07-01实施GB/T 16139-1995 齐向扩展场是由实际的辐射场导出的一个假设的辐射场,在其中的整个有关体积内,注量及其能量分布与参考点上的实际辐射场相同,但注量是单向的。3. 9 场所(或工作场所)监测area (or workplace) monitoring 场所监测是为提供设施及其周围的辐射环境和与操作有关的辐射状况方面的数据而进行的监测。工作场所监测的结果主要用来对辐射照射进行分类和预测,一
5、般不能用于评价个人的剂量当量。场所监测的目的是证实运行状况是否符合要求。3. 10 个人监测individual monitoring 个人监测是为估计人体组织所受的剂量当量,利用个人佩带的剂量计所进行的测量及对测量结果的解释。个人监测的结果主要用来验证工作条件的安全性,确定意料之外的照射以及作为档案保存。3. 11 周围剂量当量ambient dose equivalent ,H* (d) 周围剂量当量是相应于测量点的齐向扩展场在ICRU球内与齐向场方向相反的半径上、深度为d处产生的剂量当量。d的推荐值为10mm,此时H骨(d)记为H*(10)。3. 12 定向剂量当量directional
6、 dose equivalent ,H (d) 定向剂量当量是相应于测量点的扩展场在ICRU球内指定方向的半径上、深度为d处产生的剂量当量。d的推荐值为0.07mm,此时H(d)记为H(0.07)。3. 13 深部个人剂量当量individual dose equivalent ,penetrating,HpCd) 深部个人剂量当量亦称贯穿性个人剂量当量。深部个人剂量当量适用于强贯穿性辐射。它是身体上某一指定点下面深度为d处软组织的剂量当量,d的推荐值为10mm,此时Hp(d)记为Hp(10)。3. 14 浅表个人剂量当量individaul do崎equivalent,superficial
7、 , H. (d) 洗表个人剂量当量适用于弱贯穿性辐射。它是身体上某一指定点下面深度为d处软组织的剂量当量,d的推荐值为0.07mm,此时H,(d)记为H.(0.07)。3. 15 品质因数quality factor , Q 品质因数表示吸收能量的微观分布对生物效应的影响的因数。计算本标准中给出的所有转换系数时所用的Q值见GB4792。3. 16 照射几何条件irradiation geometries 在本标准中,照射几何条件表示入射辐射束相对于身体或体模的取向。本标准中列出的各种转换系数所涉及到的四种照射几何条件都是指宽(实际上无限的)单向中子束,即平面平行中子束而言的。照射时中子束垂直
8、于身体或体模的轴线。四种照射几何条件分别用以下符号表示:AP一由前向后照射;PA一由后向前照射;LAT-由侧面照射;ROT-旋转照射,在以下两种情况下可产生旋转照射:身体围绕自身轴线以匀速旋转或在身体不动情况下,中子场围绕身体轴线以匀速旋转。4 中子防护监测中实用量的运用4. 1 周围剂量当量H僻(d)与定向剂量当量H(d)a. 周围剂量当量H惕(d)适用于强贯穿性辐射。空间某点的H幡(10)值可作为位于该处的人体所受有效剂量当量的近似值;)l. 定向剂量当量H(d)适用于弱贯穿性辐射。H(10)值可作为与其规定方向垂直的任何一块无遮盖皮肤的敏感层(深度0.07mm)所受剂量当量的近似值。H份
9、(10)和H(0.07)是场所监测中使用的实用量。4.2 深部个人剂量当量Hp(d)与浅表个人剂量当量H,(d)a. 深部个人剂量当量Hp(10)适用于强贯穿性辐射。躯干前半部分某一点的Hp(10)值可作为APGB/T 16139-1995 条件直至LAT条件照射时躯干所受有效剂量当量的近似值。b. f.戈表个人剂量当量H.CO.07)适用于弱贯穿性辐射。剂量计测出的H.CO.07)值可作为剂量计附近皮肤所受剂量当量的近似值。Hp(10)和H.CO.07)是个人监测中使用的实用量。4.3 体模中的最大剂量当量CMADE)这是中子防护监测中过去长期以来使用的实用量。所说的体模通常是指圆柱形组织等
10、效体模。5 实用量与中子注量的转换系数5. 1 实用量与中子注量忡)之间的转换系数。用于中子监测仪器的研制、评价和标定。国家标准实验室的中子标准通常是用中子注量给出或传递的。5.2 附录A给出了H惕。0)与换算的函数关系以及根据这一函数关系得出的一系列能量点上单位中子注量的周围剂量当量H*(10),即转换系数H赘(10)/以补充件)。5.3 附录E给出了单位注量的定向剂量当量HCO. 07),即转换系数HCO. 07)/供参考件)。5.4 附录F给出了单位中子注量的体模中最大剂量当量,即转换系数MADE/以参考件)。5.5 附录G给出了一些实际中子源的单位中子注量的周围剂量当量H份(10)和定
11、向剂量当量HCO.07),即转换系数H*(10)/和HCO. 07)/以参考件)CH (10)可看作是Hp(10)的近似值)。6 场所监测实用量与基本限值量的转换系数6. 1 附录B给出了HE与H*(10)的比值。这些比值说明,H惕。0)不会低估HE在大多数情况下高估程度也是可以接受的,但在某些能段有较高的高估。如果监测的主要目的是进行辐射防护最优化,则对高估的情况应加以考虑。6. 2 附录G给出了一些实际中子源的HE与H*(10)的比值,由此可以了解在这些情况下H*(10)对HE高估的程度。6. 3 附录C给出了皮肤剂量当量H,k与HCO. 07)的比值。这些比值说明,除能量较高的情况外,H
12、(0.07)不会低估H吨,高估的程度一般也可以接受。7 个人监测实用量的应用及其与基本限值量的转换系数7.1 在辐射监测中根据剂量的大小对监测有不同的要求。一般说,剂量越大,监测的可靠性应越高。7.2 当剂量当量较低时(譬如相当于乙种工作条件所涉及到的剂量,即预期的年剂量当量有可能超过5 mSv,但很少可能超过15mSv) ,可直接用个人监测的实用量(即无需换算成基本限值量)进行评价。7. 3 当剂量当量达到较高水平时(譬如相当于甲种工作条件所涉及到的剂量,即预期的年剂量当量有可能超过15mSv;或事故情况下轻度过量照射的剂量,NP稍大于50mSv;甚至于达到事先计划的特殊照射的剂量,即超过5
13、0mSv,但不到100mSv) ,应设法从个人监测的实用量计算基本限值量,特别是对于事先计划的特殊照射,必须按基本限值量进行剂量评价。利用附录B中AP条件的数据可将佩带在身体表面的个人剂量计(在10mm组织等效材料覆盖下)所记录的剂量当量转换成有效剂量当量。利用附录C中的数据可将个人剂量计(表层有0.07mm组织等效材料)所记录的剂量当量转换成皮肤剂量当量。利用附录G中给出的一些实际中子摞的HdH篝(10)比值,可以了解在这些情况下Hp(10)对HE的高估程度。8 基本限值量与中子注量的转换系数8.1 附录D给出了各种照射条件下,用人体模型算出的单位中子注量的有效剂量当量和器官剂量当量,即转换
14、系数Hdrp和HT/rp(见附录D)。中子注量以基本的方式规定了中子场。在进行设计(工程设施的设计、操作的设计以及监测方案的设计等)时,可利用附录D的数据由中子注量计算有效剂量当量G/T 16139-1995 或某些器官或组织的平均剂量当量。8. 2 由于中子注量也是在现场条件下可测的量,附录D的数据对于辐射监测结果的解释和辐射防护评价也是有用的。8.3 附录G给出了一些实际中子源的单位中子注量的有效剂量当量,即转换系数Hd扎GB/T 16139-1995 附录A周围剂量当量H*(10)与中子注量的转换系数(补充件)A1 中子能量为0.025eV运E运20MeV时,周围剂量当量H(10)与中子
15、注量的转换函数H*(10)/ 以10一12SV cm2)见式(Al)。log H(10)a dBh 10一一一一一一+ 一一一一- 1十(9+ CX)2 I 1 + expCf - gx) I 1 + exp(j - kx) .( A1 ) 式中:x=loglOE ,a=l. 02 ,b=0. 010 2 ,c=0. 208 ,d=2. 33 ,1=9. 56 ,g= 1. 98 ,h=0.187 ,j=93. 3 ,k= 13.1。注:E以电子伏特(eV)为单位。A2 由式(Al)得出的单位中子注量的周围剂量当量H铃(10),即转换系数H*(10)/1见表A1.表A1能量为E的单能中子的转换
16、系数H幡(10)/1E H (1 0)116 (10-12Sv cm2) 0.025 eV 8.4 0.1 eV 9.6 1 eV 10.5 10 eV 9.4 100 eV 7.4 500 eV 6.3 1 keV 6.1 2 keV 6.2 5 keV 7.2 10 keV 9.4 20 keV 14.7 24 keV 17. 0 50 keV 34.1 100 keV 70.2 144 keV 100 200 keV 135 250 keV 161 500 keV 250 565 keV 265 l MeV 328 1.2 MeV 345 2 MeV 382 2.5 MeV 393 2.
17、8 MeV 398 5 MeV 企1510 MeV 451 14.8 MeV 553 19 MeV 609 20 MeV 615 注2换算系数给出三位有效数字是为了计算的方便,并不表明数据所具有的准确度。数据出自:Wager ,S. R. ,Grosswendt.且,Harvey.J. R. ,Mill. A. J. ,Selbach. j. -J. and Siebert. B. R. L. Uni-GB/T 16139-1995 tied conversion function for the ncw ICRU operational radiation protection quanti
18、ties. Radiat. Prot. Dosim. 12, 231-235 (1985). 附录B有效剂量当量HE与周围剂量当量H(10)的比值(补充件)B1 平面平行中子束入射于人形体模和ICRU球时,有效剂量当量与周围剂量当量的比值HdH*(10)见表Bl。表Bl能量为E的单能中子HdH*(10)比值E HdH* (10) AP PA 0.025 eV (0.50) (0. 33) o. 1 eV (0.42) (0.26) 1 eV 0.43 0.25 10 eV 0.48 o. 30 100 eV 0.58 0.37 1 keV 0.62 0.40 10 keV 0.53 0.30
19、20 keV 0.40 0.19 50 keV 0.31 0.10 100 keV 0.29 0.08 200 keV 0.31 0.07 500 keV 0.34 0.12 1 MeV 0.42 0.16 1. 5 MeV 0.51 0.24 2 MeV 0.61 0.34 3 MeV 0.69 0.46 4 MeV 0.73 0.53 5 MeV 0.87 0.65 6 MeV O. 91 0.69 8 MeV 0.91 O. 71 10 MeV 0.92 0.72 14 MeV (0.92) (0.80) 注2括弧中数据是根据原有数据外推得出的。数据出处:ICRP. Data for U
20、se in Protection Against External Radiation. ICRP Publication 5l( Oxford: Perga mon Press)p. 127 (1 987). GB/T 16139-1995 附录C皮肤剂量当量H.k与定向剂量当量H(0.07)的比值(补充件)C1 平面平行中子束入射于人形体模和ICRU球时.AP照射条件下皮肤剂量当量与定向剂量当量的比值H./H(0.07)见表C1。表C1能量为E的单能中子H.k/H (0. 07)比值E 1 eV 10 eV 100 eV 1 keV 10 keV 50 keV 100 keV 500 ke
21、V 1 MeV 2 MeV 5 MeV 10 MeV 14 MeV H.k/H (0.07) AP O. 85 0.94 0.91 0.76 0.59 0.50 0.48 0.62 0.73 0.83 1.05 1.09 1. 35 注g低能量中子单向照射时,表中数值应乘以2以便得到按身体靠近源的一面平均的皮肤剂量当量。数据出处:ICRP. Data for Use in Protection Against External Radiation. ICRP Publication 51(0xford:Perga田mon Press)p. 129 (1987). 附录D有效剂量当量HE和器官剂
22、量当量,HT与中子注量的转换系数(补充件)D1 各种照射条件下,单位中子注量的有效剂量当量,即转换系数HEf1见表D1。GB/T 16139-1995 表Dl各种照射条件下能量为E的单能中子的转换系数Hd1Hd1 E (10-12Sv cm2) AP PA LAT ROT 0.025 eV (4.00) (2. 60) (1.30) (2.30) 0.1 eV (4.40) (2.70) (1.40) (2.40) 1 eV 4.82 2.81 1.43 2.63 10 eV 4.46 2.78 1. 33 2.48 100 eV 4.14 2.63 1. 27 2.33 1 keV 3.83
23、 2.49 1. 19 2. 18 10 keV 4.53 2.58 1. 27 2.41 20 keV 5.87 2.79 1. 46 2.89 50 keV 10. 9 3.64 2.14 4. 70 100 keV 19.8 5.69 3.57 8.15 200 keV 38.6 8. 60 6.94 15.3 500 keV 87.0 30.8 18.7 38.8 1 MeV 143 53.5 33.3 65.7 1.5 MeV 183 85.8 52. 1 93.7 2 MeV 214 120 71. 8 120 3 MeV 264 174 105 162 4 MeV 300 215
24、 131 195 5 MeV 327 244 151 219 6 MeV 347 265 167 237 7 MeV 365 283 181 253 8 MeV 380 296 194 266 10 MeV 410 321 218 292 14 MeV (480) (415) (280) (365) 注:括孤中数值是根据原有数据外推得出的。转换系数给出三位有效数字是为了计算的方便,并不表明数据所具有的准确度。数据出处:ICRP. Data for U se in Protection Against External Radiation. ICRP Publication 51C Oxford
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