EJ T 1010-1996 α、β放射性气溶胶监测仪校准与氡子体补偿有效性的检验方法.pdf
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1、EJ 中华人民共和国核行业标准EJ/T 1010- 、P放射性气溶胶监测仪校准与氧子体补偿有效性的检验方法060524000fJ72 1996-0牛18发布1996四”创实施中国核工业总公司发布中华人民共和国核行业标准、P放射性气溶胶监测仪EJ/T 1010-96 校准与氨子体补偿有效性的检验方法1 主题内容与适用范围本标准规定了放射性气溶胶监测仪的校准与氧子体补偿有效性的检验方法与要求,以及检验用气清胶的有关特性。本标准适用于场所、排出流和环境的辐射防护监测的各种放射性气溶胶监测仪。2 引用标准GB/T 7165. 2气态排出流(就射性活度连续监测设备第二部分气榕胶排出流监测仪的特殊要求EJ
2、/T 587 放射性气溶胶污染测量仪和监测仪3 术语与放射性气溶胶污染测量仪和监测仪有关的一般术语见GB/T7165. 2和EJ/T587。3. J 空气动力学直径某个气清胶粒子在空气中沉降时的滑流末速度,与一个密度为lg/cm毒的球体在相同的空气功力学条件下沉降时的滑流末速度相等时,此球体直径称为该气洛胶粒子的空气功力学直径。本标准所涉及的粒子直径都指的是空气动力学直径。3.2 活度中值空气动力学直径(AMAD)在某一气榕胶粒子群中,直径大于和小于空气动力学直径的粒子的活度各占其总活度的一半,则此直径称为该气溶胶粒子群的活度中值空气动力学直径,用AMAD表示。3. 3 几何标准偏差假设气榕胶
3、的活度随粒子直径的对数服从正态分布,几何标准偏差就等于活度中值直径与活度随粒径的累积百分份额为16%时所对应的粒子直径之比,亦等于累积百分份额为84%时所对应的粒子直径与中值直径之比。几何标准偏差用。g表示,在正负一个吨的粒径范围内所占的活度份额为总活度的68%。3.4 活度粒度谱气榕胶粒子空气动力学直径的分布。对于服从对数正态分布的气榕肢,其粒度分布通常可用AMAD及其几何标准偏差确定,此时可称为活度粒度谱。3.5 自由份额中国核工业总公司1996-04-18批准1996-08-01实施EJ/T 1010-96 单位体积空气中未附着在非放射性粒子上的氧子体原子数目占其氧子体总数的百分比。3.
4、 6附着份额单位体积空气中附着在非放射性粒子上的氧子体v原子数目占其氧子体总数的百分比。3.7 氧子体气溶胶平衡因子实际存在的短寿命氧子体潜能与当短寿命氧子体与氧达到平衡时氧子体潜能之比。当氧子体与氧处于平衡态时,平衡因子等于1,否则,它将小于1。3.8 参考响应标准试验条件下,J放射性气溶胶监测仪的指示值与被测辐射量约定真值之比它可有亦可无量纲。4 检验用人工放射性气溶胶的特性要求4. 1 一般特性与要求在核燃料循环过程中,工作场所中的放射性气溶胶通常由粒径为0.1lOm泡围内的粒子组成。在核事故情况下,环境中放射性气榕胶粒子的直径也大致在此范围内。具有不同直径的放射性气溶胶粒子在呼吸系统中
5、的穿透能力也不同,因而由气溶胶发生器产生的用于校准与检验人工放射性气榕胶监测仪的气榕胶粒子空气动力学直径必须能进行控制和选择。随着监测仪所用的阻留介质、取样头和取样管道的不同,其响应也受到粒子直径的影响在设计监测设备时必须尽可能避免这些影响因素。发生器产生的放射性气溶胶的特性一般可用下列参数描述z活度粒度谱、辐射类型、体积活度以及粒数浓度或质量撒度。在有通风和过滤系统的核设施中,气溶胶质量浓度一般为30周m 3,而在多尘城市环境中质量放度可能达到数百微克每立方米由于监测仪(尤其是监测仪即使对相同大小粒子的响应也会受阻留介质所收集的粒子质量的影响,所以发生器产生的气溶胶质量放度和粒数浓度及其准确
6、度必须已知并可控。4. 2 详细要求气梅胶发生器产生的用于校准与检验气榕胶监测仪的人工放射性气宿胶通常应具有如下特性za. 以AMAD给出粒度谱,AMAD值分别为0.4m和4pm,几何标准偏差为1.3 1. 5 由于粒子直径已经选定,其比值为10,则这两种直径的粒子质量相差103倍,因而粒子受阻留的特性变化范围很大,能使所推荐的直径值适于反映出仪器响应的变化sb. 质量浓度与粒度谱相关对AMAD为0.4m的气溶胶,浓度在30问ms至几百微克每立方米之间,对AMAD为你m的气溶胶其浓度为lmg m 3量级z? “ c. 用于产生放射性气溶肢的发射体为mpu、137Cs或其它放射性核素:d. 体积
7、活度变化范围对mp为8102 12Bq m-3,对137Cs为1105Bq m气这些值通常应采用参考过滤器对气榕胶进行取样,并测量通过介质的空气流量和沉积EJ/T 1010-96, 在介质上的活度而确定的。通常应采用谱仪测量mpu气溶胶活度、谱仪测量131c8气溶胶活度,对于纯白放射性核素可用总R计数法测量气榕胶活度。5 检验用天然氧子体气溶胶的特性要求5. 1 一般特性与要求5. I. 1 室外、室内和核设施周围都存在着不同浓度的天然氧气及其子体。即使在某一指定地点其浓度也随大气条件而变化。在氧e22Rn)的放射性子体(川Po、mpb、2HB!、2up0、2lpb、210Bi和210Po)中
8、只有短寿命的前4个子体才有时间产生。部分氧子体的原子附着在非放射性粒子上成为结合态,未附着的部分就处于自由态,该非放射性粒子可以有各种不同浓度。这些天然放射性气溶胶的特性应由下列参数描述z结合态部分的粒度谱,氧及其各个子体的体积活度以及它们的平衡因子,载体气溶胶的粒数浓度或质量浓度,附着份额和自由份额。s. 1.2 气象条件不同,天然氧子体气榕肢的特性参数也不同。可考虑两种极端情况。5. 1. 2. 1 在几小时内气象条件保持稳定的平静大气在这种情况下,氧及其子体之间有一个恒定且相当高的平衡因子,氧的每一子体的体积活度几乎接近氧自身的体积活度,通常其变化范围为10。l03Bq m气AMAD在0
9、.1 0. Sm之间。载体气珞胶质量浓度可达几百微克每立方米。自由份额与附着份额的比例是可变的,其比值取决于载体气溶胶的粒数浓度或质量浓度及其粒度谱。5.1.2.2 设施内经通风与过滤后的大气在这种情况下,天然放射性气溶胶的特性参数可为za. AMAD 通常比环境气溶胶的低,且与设施内的工作方式有关,AMAD可为O.lm 量级zb. 通常载体气榕胶质量浓度可为30g m a量级sc. 与设施周围大气相似,氧体积活度变化范围可为10。l03Bq m气d. 考虑到核设施中的空气通常每隔46h更新和过滤一次,氨子体来不及达到平衡故其体积活度不接近氧体积活度,氧最初4个子体体积活度变化范围从几个10B
10、q m 3至102Bq m 3。这种变化取决于设施外的气象条件租设施内的空气更新速率。e. 自由份额和附着份额的比例由载体气榕胶的质量浓度或粒数浓度以及粒度谱决定。s.2 详细要求考虑到检验的经济性与气溶胶发生器的技术可行性以及两种不同气象条件的极端情况的合理兼容性,校准与检验放射性气溶胶监测仪对氧子体补偿有效性和检验监测仪有关特性用的天然放射性气溶胶通常可具有如下特性:a. AMAD等于0.2m,处于o.1 0. Sm之间,几何标准偏差为2;b. 载体气榕胶的粒数浓度为空气中10810川ma; c. 附着份额的百分数决定于粒数浓度和粒度谱,其变化范围可从百分之几至近百分之百。对测量正常尘埃大
11、气环境中使用的气溶胶监测仪的检验,附着份额可取约80%。对测3 EJ/T 1010-96 量通风与过滤后空气(如热室的气溶胶监测仪的检验,可取约50%;d. 对于环境大气的平均条件,平衡因子可取约0.4,对于有通凤和过滤的大气的平均条件,平衡因子可取约o.15; e. 对于上述两类气榕胶监测仪的校准与检验,短寿命氧子体的总体积活度可取约40Bq m 3. 6 监测仪对规定的由、自人工放射性气)f跤响应的检验6. 1 目的检验并确定监测仪对人工放射性气溶脏的参考响应6.2 测量原理与计算方法测量大气中人工放射性气榕肢的监测仪通常可以由一定时间间隔内阻留介质收集的人工放射性气溶胶的总活度或人工放射
12、性气榕胶的体积活度的两种方式给出读数。6. 2. 1 总活度读数监测仪此种监测仪抽取大气中气溶肢,并给出阻留介质收集的人工放射性在一定时间间隔内的总活度以Bq表示亦可用每秒计数(SI)或导出空气浓度小时DAC h表示6. 2. 1. 1 监测仪参考响应的计算设总活度读数监测仪的读数以计数率sl表示,则仪器对以气溶胶形式沉积在阻留介质上的放射性核素Z的参考响应为z11, (t飞【RA)卫一一H “”. (l) 嘻Av q t 式中:(RA )z一一总活度读数监测仪的参考响应z11, (t)一净计数率(即以气溶胶形式注入井沉积在阻留介质上的放射性核素Z产生的净计数率),S I; A.在检验期间维持
13、恒定值的注入气榕胶体积活度,Bq m 3; q一一监测仪取样流量tffi3o S I I t一一取祥时间,h为了减小确定参考响应的不确定度,必须测量从气溶胶注入的起始到结束这一时间间隔(0t1)内的净计数,由于气溶股能穿透阻留介质,所以气溶胶在注入的初始时(儿)z不恒定,对某一给定的阻留介质,经一段注入时间(;后,(RA)z才恒定,t,的长短取决于沉积在阻留介质上的气溶胶的粒度谱、粒数浓度和质量浓度以及辐射类型。体积活度Av和取样流量可以维持恒定,经过一段初始时间t;后,(RA)z、q和Av都可以认为是常数,N是时间间隔(t1-t,)内记录的净计数,则仪器参考响应见附录A补充件)为z2N (R
14、A)z=. (2) q Av (tl-tf) 式中:N一监测仪在时间间隔(t,t1)内记录的净计数。6. 2. 1. 2 监测仪参考响应不确定度的计算假设确定监测仪参考响应的各变量之间是相互独立的,那么(R)z的相对方差可用下4 EJ/T 1010-96 式见附录A补充件计算:AV z 4tf z 4d (走?尸.J)z阳互;)萨,10j (3) 式中:阳lZ一一CR.dz的标准偏差;N一一N的标准偏差Fq一q的标准偏差;AV一一Av的标准偏差za;r一tr的方差:一ti的方差。净计数N等于相同时间间隔(Llt=t1-t)内的总计数Nb与本底计数B之差。为减小N的方差句,可取at内(丘at)的
15、本底计数B,于是均可用下式计算zN+B+Bz .( 4) q、Av、t1和t,的合成方差由A类方差和B类方差的计算结果叠加来确定。如果B类不确定度的极限值可以估计并且假设这些不确定度在极限值范围内遵从均匀概率分布则相应的B类方差就等于各个极限值的平方除以3。如果不能假定B类不确定度服从均匀概率分布,则相应的B类方差就等于各个极限值的平方除以9。(七)z相应于95%置信水平的相对展伸不确定度就等于由(4)式求得的相对合成标准不确定度(RA)z/ (RA )z乘以2.由式(3)可清楚地看出(RA)z的不确定度可以尽可能地减小,如果za. 注入气清肢体积活度Av尽可能大,则相同时间间隔(t1-t,)
16、内记录的计数N就大zb. 使体乎只活度Av和监测仪流量维持恒定的时间间隔(t1-tJ尽可能延长zc. 通过参考过滤介质的空气体积应尽可能大。因体积ii度Av等于Ar!V且(旦旦)Z=(生.:)()Z. (5) Av A, V 式中:Av在参考过滤器阻留介质上测得的活度zV一一通过参考过滤器的取样累积掩量F.v-Av的标准偏差zk一一A,的标准偏差$v一v的标准偏差。6.2.2 体积活度读数监测仪要求监测仪器能直接给出人工放射性气溶胶体积活度读数。6.2.2. 1 监测仪参考响应的计算通常监测仪通过具有下列功能的运算系统给出人工气溶胶体积活度za. 获取并处理探测器测得的阻留介质上放射性活度的计
17、数率z5 EJ /T 1010-96 b. 将式(1)给出的计数率,1=(t)对时间微分。监测仪器显示的体积活度由下式表示g,R,: .(们R为RR(C1JR3.故其B类不确定度可为3(CL)R其大小与方向取决于R,言,如RR已用1J定,则在算法程序中可取代(CiJR。7.3要求在有效量程内的天然放射性气洛肢体积活度值中至少有一个点要用规定的放射性气榕胶进行检验。这个点必须加以选择以尽量减小监测仪参考响应测定的不确定度。制造厂应给出监测仪对规定的放射性气溶胶的参考响应及其相对展伸不确定度和变异采数c7.4 检验设备应采用下列检验用的设备。7. 4. l 气的胶发生器能产生女fl5. 2中规定的
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