EJ T 1011-1996 固定式中子剂量当量率仪、报警装置与监测仪.pdf
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1、E 核国和共民人华EJ/T 1111一,6固定式中子剂量当量率仪、报警装置与监测仪-EE-ZEE - EE-EE -EE-EE - EE- “aa-, . 刷刷刷刷UUUl -EE-EE Ea-EE- . , . ,句SEEEE-EE-ZEFAS- -EE-E EE- aa-., . ! E3aEE -EE-,AEa -BEa-,Ea-EEE., sl-EEa l -EE- EEa-BEa-EEa-, EE-E a-EE-,BEa-a, . ,. 0J052 400C071 1996”。4-18发布1饵”01实施中国核工业总公司发布目次1 主题内容与适用灌围.”. (1) 2 引用标准”.”(
2、1)3术语”.”.”.”(1)4 设计要求.”.”.(5) 5 技术要求与试验方法”.”(7)6检验规则”(18)7 标志、包装、运输与贮存”.”.”G的8 说明书和检验合格证书”.”“(19)附录A推荐的注量与周围剂量当量的转换因子H(10)(参考件”(24)附录B中子参考辐射源瞬时注量与周围剂量当量的转换因子H* 00)参考件”.”(2日附录C关于确立指示值真正的差别与所需要的独立仪器的读数的次数的关系参考件“(25)中华人民共和国核行业标准固定式中子剂量当量率仪、报警装置与监测仪EJ/T 1011-96 本标准参照采用IEC1322 (1994)辐射防护仪表一一用于测量能量范围从热中子至
3、15MeV的固定式中子剂量率仪、报警装置与监测仪队1 主题内容与适用范围本标准规定了固定式中子剂量当量率仪、报警装置与监测仪的设计要求、技术特性、试验方法和检验规则等本标准适用于辐射防护用的固定式中子剂量当量率仪、报警装置与监测仪。测量能量从热能至15MeV.注s通常称这种类型的装置为场所(区域辐射监测仪官们一般用来连续测定辐射场随时阅变化的那些工作场所如核反应堆,粒子加速棒,强放射性实验室,核燃料后处理厂等的辐射场情况,而且当辐射场超出预定限值时绘出报警典型的测量范围应在10,.,.Sv/h量级以上本标准也适用于测量特殊用途的固定式中子剂量当量率仪(如,高剂量当量率仪,其技术指标可根据特殊要
4、求加以改变或补充本标准不适用于测量脉冲辐射本标准也不适用于临界事故的测量装置和反应堆的控制装置。2 引用标准GB 8993. 2核仪器环境试验基本要求与方法温度试验GB 8993. 3核仪器环境试验基本要求与方法潮湿试验GB 8993. 9核仪器环境试验基本要求与方法包装运输试验GB 10257 核仪器与核辐射探测器质量检验规则GB 12127 核仪器产品包装总技术条件GB 12162 用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的x,Y参考辐射GB 14:055 校准辐射防护用的中于测量仪表并确定其能量响应的中子参考辐射EJ/T 528 核仪器基本安全要求3 术语3. 1 吸收剂量任何电离辐射,
5、授予质量为dm的物质的平均能量dE除以dm.中国核工业总公司1996-04-18批准1996-08-01实施1 EJ/T 1011-96 D d =-dm 吸收剂量的法定单位是戈端符号Gy)。lGy=lJ/kg 3.2吸收剂量事在dt时间内吸收剂量的增量dD除以dt.i:J_dD 一dt 吸收剂量率的法定单位是Gy/s或者mGy/h等3.3 剂量当量和器官.组织内的当量剂量剂量当量H是在要研究的组织中,某点处的吸收剂量D和品质因数Q的乘积。H=DQ 剂量当量的法定单位是希沃特(符号Sv),且lSv=lJ kg-1. D用戈端(Gy)表示时,H为希沃特(Sv)。现今,ICRP600990)推荐一
6、个称做“当量剂量”的新的量,该量由吸收剂量对某个组织或器官进行平均而得出。在组织或器官T,由辐射R导致的当量剂量HT,R等于HT,R =WR. DT,R 此处,DT,R是辐射R在组织或器官T内的平均吸收剂量,WR是辐射权重因子囡WR是无量纲量,故当量剂量的单位与吸收剂量单位相同CJ.kg一1),专门定名为希沃特cs忡。3.4 剂量当量率和当量剂量事2 剂量当量率H是在dt时间内剂量当量的增量dH除以dt.H空空dt 剂量当量率的法定单位是Sv/h或其导出单位。当量剂量率是当量剂量的时间导数,HT,R,其单位与H的相同EJ/T 1011-96 3.5粒子注量在空间一给定点处射入以该点为中心的小球
7、体的粒子数dN除以该球体的截面积命。粒子注量的法定单位是m-lo3.6植子注量事(粒子通量密度 = 41!. da 粒子注量率是d除以dt的商,d是在时间间隔dt里桂子注量的增量。注量率的法定单位是m寸s-1 o 3.7周围剂量当量H*(d) d 一dt 辐射场中某点处的H*(d)是相应的扩展齐向场在ICRU球内、逆齐向场的半径上深度为d处产生的剂量当量注g在定义这个量时,约定从实际辐射场中导出某些派生辐射场是有用的术语“扩展场”和“齐向场”是惯用的派生辐射场扩展场中,注量、角分布与能量分布,在感兴趣的整个体积内,数值相同,且该值等于实际场参考点的值齐向扩展场中注量与其能量分布与扩展场相同,但
8、注量为单肉的ICRU球是一个直径30cm,密度为lg/cm3和质量成分分别为氧76.2%、碳11.1%、氢10.1%及氮2.6%组成的组织等效球。在环境监测中,d的推荐值为lOmm,而且H(d)可以写作H(lO).具有各向同性而又接H(d)刻度的仪棒,可以用来测量在仪辘线性刻度范围内均匀的任何辐射场的H(d)值串串设计测量中子H(d)的仪穆时,应考虑到仪糖对中子反散射的影响3.8 注量一剂量当量转换因子将注量转换成剂量当量的因子。它取于ICRP60号报告的值,对ICRU球内lOmm深处的有效品质因数,作为中子能量的函数,与WR的推荐值一致附录A和附录B给出了注量一周围剂量当量的转换因子制造厂与
9、用户间可以协商选择其它转换因子3.9 剂量当量事仪测量中子辐射的剂量当量率的辐射仪,它由一个或几个辐射探测器及相连的部件和基本功能单元组成。3.10 剂量当量事报警暴置当中子辐射剂量当量率超过某个预定值,或测量值超过某个预定的限值范围时,给出可视或音响报警的装置3 EJ/T 1011-96 3.11 剂量当量事监测仪既具有剂量当量率测量功能又具有剂量当量率报警功能的装置3.12装置的参考点用于指示装置灵敏体棋中心位置而在外部刻印的标志点3.13约定真值剂量当量率真值的最佳估计值用于装置的刻度,该值和它的不确定度应由一级标准或二级标准飞或者经二级或一级标准刻度的参考装置确定注11)中子辐射一级或
10、二级标准通常借助注量率划分将注量率转换成周围剂量当量(率约定真值时,应采用附录A与附录B中给出的注量(率对周围剂量当量率)适当的转换因子3.14 剂量当量事指示值受试测量装置所指示的剂量当量率值3.15 剂量当量擎的响应RH.装置剂量当量率的指示值iii与剂量当量率约定真值ii,之比23.16 指示值的相对误差RH军iH, 装置指示值的相对误差I,由下式以百分比给出。H.-R. 1(%) :100(1) H、3.17相对固有误肇在规定的参考条件下,相对于规定的参考辐射,装置指示值的相对误差。3.18 变异系数标准偏差S与n次测量值X;的算术平均值X之比由下式给出zU至2去JX;一X)2. 3.
11、19有效量程满足本标准要求的测量范围3.20响应时间用给定的剂量当量率辐照探测部件,其开始与达到终值读数的90饵,或对于棋分监测仪,达到指示值一级导数平衡值90%之间的时间延迟。4 EJ/T 1011-96 本标准中论及的量,不管待测量是圆柱形体模内的最大剂量当量率,还是周围剂量当量率,一般皆简化为剂量当量率仅当需要时,才对剂量当量率这一术语进一步区分4设计要求4.1 暴置的组成本标准论及的装置至少包括2探测部件s它可由探测器(BF3正比计数管,3He正比叶数管,Lil闪烁探测器等与环绕探测器的慢化和吸收介质组成测量部件z对于报警装置和监测器,其信号输出应能触发用于辐射防护的报警器或其他电子学
12、线路。4.2结构与性能4.2.1 装置可以设计成一个独立的整体,其探测部件或者与装置毗邻,或者包含于装置之内。探测部件也可远离装置的其它部分,此时,探测部件离电子学单元(主放大器等相距可至lOm远,而探测部件离指示器和报警单元相距可至lOOm,甚至更远4.2.2 装置应能测量从热中子至15MeV能量区间的中子辐射产生的剂量当量率。且通常应避免使用手动量程转换。装置应直接显示剂量当量率或周围剂量当量率值4.2.3 装置的设计应尽可能降低对中子辐射以外的电磁和电离辐射的响应。4.2.4在强中子辐射场中应用的探测部件应由中子激活效应低的材料构成4.2.5 装置参考点的位置,应在其外表面标明,仪器相对
13、于校准方向取向应在仪器有关的附件中给出4.2.6装置设计应当满足仅仅指定人员才能够实施对校准和报警设置的控制与调节。4.2.7 应提供允许对指示灯或其它可视报警指示器进行试验的条件4. 2. 8应提供能模拟探测器输出的信号输入口,而且若有可能应不通过探测部件4.2.9 使用干燥剂时,其颜色变化应能透过监测器的透明窗由外部观察到4.2.10 探测部件应设计成易于去宵。4. 2.11 监测仪推荐设计成引起报警或其它指示的故障的平均无故障间隔时间(MTBF)为10 00饨,无指示的故障的MTBF为50OOOh.制造厂应提供证据证实这一特性通常以理论评估的形式给出。此时,对数据来源和评价方法,制造厂与
14、用户应取得共识,并应依据随后的操作经验再评估4.2. 12 对抗地震干扰的装置的某些特殊要求及补充试验要求,由制造厂与用户商定。4. 2.13 对装置中使用的辐照工作寿命有限的探测器或其它器件,制造厂应指明其预期辐照工作寿命。应当指明运行与非运行条件下受辐照的工作“寿命”之间的差别。该值的基值可以是统计的,也可以是参考类似器件的数据,而不对装置进行专门试验。4.2. 14 带放射源的装置,其放射摞与装置标志应符合EJ/T528的规定4. 2.15 制造厂应标明配用放射源的有效期,该有效期不应短于五年,否则源位置应可调,但调节不多于每年一次。5 EJ/T 1011-96 4. 2.16 密封装置
15、多用于异常潮温的情况下例如室外、玲却池等,用户应当声明考虑保护装置不受潮湿的密封要求,装置还应当符合GB8993. 3有关条文的要求,或者符合制造厂和用户商定的要求。4.3揭示单元4. 3.1 监测仪应能就地给出指示或报警信号,并配有在1OOOm以内的臣离上向遥控站重复传送该信号装置。对于多路监测装置,该遥控站可以有中央处理和显示单元但仪器的性能和基本工作状态应不受任何运行模式或遥控站的任何故障的影响。4.3.2 仪器的显示最好是按对数刻度,每个量级的长度应不小于20mm,并刻有合适的分度标记,或数字显示指示部件应当配有外接表头或指示器校准刻度指示值应扣除装置内装的放射源的贡献,并考虑该源的寿
16、命。4.3.3 装置指示值应用周围剂量当量率的单位刻度,如mSv/h.4.3.4对于线性刻度的装置,相邻的两个量程段之间的刻度因子之比值应不超过10.4.3.5 推荐同时采用记录器输出4.4报警单元如有可能,含有触发线路的测量部件应设计成“故障安全”,即供电电源的中断或故障,或引起信号丢失的元器件故障,应导致触发电路动作而产生报警。供电电摞的故障应不能阻断报警,应设有电源故障指示报警线路应是可操作的,或者保持报警条件直至于动复位,或者当报警状态消失时自动复位。这两种操作模式,通过对整个装置的简单调整都应当可行检验部件应当具有所有报警功能,以便检查报警效果在可调报警的情况下,应当在包括实际报警点
17、在内的整个调整范围内可实施报警检验通常应具有高值报警、低值报警和故障报警的功能。4. 4.1 高值报警对线性刻度至少覆盖读数范围的10%90%,对对数刻度至少覆盖最低档的50%至最高档的90%,对数字显示至少覆盖除最低有效数字位的整个范围之外,还应具有一个或数个可调报警值。触发报警单元的延迟大于2s时,由此所导致的剂量应当不大于lOOSv.如果用户要求,可装配第二个同样性能的报警器4.4.2低值报警应当设有低值报警功能。它应设在低于有效量程最小值的某一点上,并应能在探测器故障发生的5min之内给出报警。在标准试验条件下,误报警次数应低于每15OOOh一次。通常,报警响应时间、误报次数、本底水平
18、与报警水平的差值这三者之间有一定的相互关系。如果要求一套装置去测量接近本底的低剂量率时,报警水平也应设置得很低,且需要较大的报警时间常数以减小误报次数如果降低较低量程的灵敏度可以接受时,那么低值报警可工作于较高的本底之上,此时测量的统计性使误报次数降至最低。对于这类装置的许多应用场合,这将是很具优越性的,这会使报警响应大大加快,或减小误报次数4.4.3 故障报警应按实际可能对尽可能多的电子学线路故障及电缆切断或断路故障给出报警,最好对6 EJ/T 1011-96 各故障源分别指示。在设定故障报警范围时,应考虑到提供低值报警4.5外部设备如果装置配有远距离读出部件(例如计数或积分部件,则装置的输
19、出口应予标明。推荐配备下述输入与输出接口za. 前置放大器用于电栓验的输入接口,b. 放大器的输出接口Fc. 由班别器输出的输出接口4.6有鼓量程测量的有效量程应至少覆盖4个量级典型有效量程应为lOSv/hlOOmSv/h.如果要求有效量程上限提高到ISv/h或更高时,需由制造厂与用户商定。有效量程至少应包括2a. 对于给性刻度的装置,每一档最大偏转角的10%100%1b. 对于对数刻度的装置,从标注的最低有效剂量率的1.5倍至满刻度Fc. 对于数字指示的装置,从第二最低有效位的非零指示至每一档的最大指示(例如,对于最大指示为199.9的装置,其有效量程应超过1.0至199.9)。4.7 响应
20、时间再统计涨落之间的关系响应时间与统计涨落的变异系数是相关的特性,其允许的限值在第5.3. 2条中给出。对于高剂量当量率,在符合统计涨落限值条件下,推荐尽可能降低响应时间然而,响应时间远低于ls时统计涨落的调整效果已不显著。但是,用减小统计涨落来减小响应时间的确是一个可行的方法。对于极低的剂量当量率,制造厂应指明变异系数和响应时间的合适的数值,对其中可能超出第5.3. 2条给出的限值的数值应由制造厂与用户商定5技术要求与试验方法s.1 般试验要求s.1.1 试验要求5. 1. 1. 1 标准试验条件列于表I.5, 1. 1. 2 标准试验条件下进行的试验列于表2.s. 1.1. 3 改变影响量
21、的试验用于确定影响量改变的响应,各影响量改变的范围及装置指示值的变化限值列于表3.为了试验表3中的某个影响量变化产生的影响,所有其官影响量除在试验方法中另有说明外应保持在表1列出的标准试验条件的范围内为简化对每个独立的重要影响量所做的这些试验,仅需要用在任一量程或量级的满刻度大约2/3的地方的一个剂量率,进行涉及固有误差的交收检验仅当上述试验不能给出具有代表性数据时,才需要对装置的其他性能在影响量的变化范围内进行试验。s.1. 2 试验点7 EJ/T 1011-96 试验点是中子场中已知剂量当量率的约定真值的点在该点上,探测部件整个体现的辐射非均匀性不应超过5%.应测出试验点上散射辐射的剂量当
22、量率值装置的安置应当使装置的参考点正好在试验点上除非制造厂另有说明。s. 1. 3 本底辐射试验过程中允许装置对本底辐射有响应。5.1. 4统计涨落对于任何应用辐射的试验,如果指示值的统计涨落仅由辐射的随机性所致,且其在试验所允许的指示值变化中占有显著份额,就需要取足够多的读数,以保证能用足够的精度来估算这些读数的平均值,并证明与实际要求相符(见附录。这些读数间的时间间隔应能保证读数在统计上是互不关联的,s. 1. 5 参考中子辐射参考中子辐射摞应为下列之一种:mAm-Be中子源,252Cf中子源或D(d,n)3He反应中子源。源的特性、结构及源的应用条件应符合GB14055的有关规定。这些糠
23、的剂量当量率的约定真值,可由摞的谱注量率分布与注量“剂量当量率转换因于求出。阳录A给出了能量由o.025eV20MeV的中子注量周围剂量当量转换因子。附录B给出了三种源的注量对应的周围剂量当量的转换回子。另外,应确知源的伴随辐射。s. 2 辐射特性与试验方法s. 2.1 相对固有误差s. 2.1.1 要求在标准试验条件下乡相对面有误差应不超过翻量点上参考辐射剂量当量率约定真值的土30%。s. 2.1. 2 试验方法对于线性刻度的装置,型式试验应包括在所有刻度档上进行的相对固有误差测量,每一档上至少取三个点。这些点应在每档最大刻度A撞的30%、60%与90%附近,交收检验应在每档最大刻度值的50
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