DIN 25457-1-2014 Activity measurement methods for the clearance of radioactive substances and nuclear facility components - Part 1 Fundamentals《清理放射性物质与核设施部件的活度测量方法 第1部分 基础》.pdf

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1、Dezember 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)DIN-Normenausschuss Radiologie (NAR)Preisgruppe 31DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 17.240;

2、 27.120.10!% 60 keV) Kontaminationsmessgerte und monitore DIN ISO 7503-1:1990-07, Bestimmung der Oberflchenkontamination; Beta-Strahler (Max. Beta-Energie Emaxgrer als 0,15 MeV) und Alpha-Strahler E DIN ISO 7503-3:2007-04, Bestimmung der Oberflchenkontamination Teil 3: Isomerische bergangs- und Elek

3、troneneinfangsstrahler und Niedrigenergie-Betastrahler (EmaxVerhltnis von Nettozhlrate einer Gesamtabsorptionslinie zur Flussdichte ungestreuter Photonen am Ort des Detektors QUELLE: DIN 25462:2000-10, 3.1.3 3.1.4 dynamische Messung Messung, bei der der Detektor ber die zu messende Flche bewegt oder

4、 bei der das Messgut am Detektor vorbeigefhrt wird 3.1.5 Entscheidungsmessung Aktivittsmessung, deren Ergebnisse durch Vergleich mit den Freigabewerten eine Entscheidung ber die Freigabe des Messgutes ermglichen 3.1.6 Freigabewert gesetzliche oder behrdliche Vorgabe fr die massen- oder flchenbezogen

5、e Aktivitt eines Radionuklids, die einzuhalten ist, damit das Messgut freigegeben werden kann und fr die bei Vorliegen eines Radionuklid-gemisches die Summenformel nach Strahlenschutzverordnung einzuhalten ist 3.1.7 Geometriefaktor Verhltnis von Flussdichte ungestreuter Photonen am Ort des Detektors

6、 zur Photonenquellstrke der betrachteten Flchen- bzw. Masseneinheit QUELLE: DIN 25462:2000-10, 3.1.8 3.1.8 Nulleffekt Messeffekt, der durch andere Strahlungsquellen als die des Messobjektes selbst bewirkt wird DIN 25457-1:2014-12 7 QUELLE: DIN ISO 11929:2011-01, 3.11 Anmerkung 1 zum Begriff: Z. B. n

7、atrliche Strahlenquellen, Strahlung aus Nachbarrumen. 3.1.9 Oberflchenansprechvermgen Verhltnis zwischen der gemessenen Nettozhlrate und der Aktivitt je Flcheneinheit 3.1.10 Radionuklidgemisch in einer definierten Materialcharge vorkommende Radionuklide (, , Elektroneneinfang-Strahler und Isomere) 3

8、.1.11 Radionuklidvektor Liste der auf 100 % normierten Aktivittsanteile von Radionukliden in oder auf einem Material, welche fr die Entscheidungsmessung relevant sind 3.1.12 reprsentative Probe Probe, deren Eigenschaften weitestgehend den Durchschnittseigenschaften der Gesamtmenge des Prfgutes entsp

9、rechen QUELLE: DIN 51750-1:1990-12, 3.8 3.1.13 Sttigungsschichtdicke Schichtdicke eines homogenen radioaktiven Stoffes, die der maximalen Reichweite seiner - bzw. -Strahlung entspricht 3.1.14 Schlsselnuklid messtechnisch einfach erfassbares Radionuklid, ber dessen Messung das Inventar schwierig zu m

10、essender Radionuklide rechnerisch bestimmt werden kann QUELLE: DIN 25401-9:2002-04, 3.119 3.1.15 stationre Messung Messung bei ortsfester Anordnung des Detektors ber der zu messenden Flche 3.1.16 Tracer Radionuklid, das als Indikator, z. B. zur Bestimmung der chemischen Ausbeute, verwendet wird 3.1.

11、17 Verteilungsmodell Modell zur mathematischen Beschreibung der Verteilung der Radionuklide im und auf dem Messgut QUELLE: DIN 25463:2000-10, 3.1.15, modifiziert Verteilung der Radionuklide im und auf dem Boden“ ersetzt durch Verteilung der Radionuklide im und auf dem Messgut“ 3.1.18 Winkelkorrektur

12、faktor Faktor zur Bercksichtigung der Richtungsabhngigkeit der Detektorausbeute QUELLE: DIN 25462:2000-10, 3.1.16 DIN 25457-1:2014-12 8 3.2 Formelzeichen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die in Tabelle 1 aufgefhrten Formelzeichen und Benennungen. Tabelle 1 Formelzeichen und Benennungen Forme

13、lzeichen Bedeutung Einheit a flchen- oder massenbezogene Aktivitt Bq/cm2oder Bq/g Va flchen- bzw. massenbezogene Aktivitt jedes nachgewiesenen Radionuklids fr ein Verteilungs-modell V Bq/cm2oder Bq/g FGWa flchen- oder massenbezogene Aktivitt, die dem Freigabewert entspricht Bq/cm2oder Bq/g A Aktivit

14、t Bq 210, ccc Parameter zur Berechnung von )(yu , sowie fr die Nachweis- und Erkennungsgrenze *y und #y VE,G,f Geometriefaktor nach DIN 25462 (dort noch mit Formelzeichen GE,V) bei der In-situ-Gammaspek-trometrie EVW,f Winkelkorrekturfaktor nach DIN 25462 (dort noch mit Formelzeichen WE,V) bei der I

15、n-situ-Gammaspektro-metrie Gf Geometriefaktor zur Bercksichtigung der Geometrie des Messgutes Ef Entnahmefaktor Eatt,f Faktor zur Korrektur der Eigenabsorption bei Energie E; att = attenuation GR,E,c,f Faktor zur Korrektur der Koinzidenzen bei Energie E fr das Radionuklid R bei der Messgeometrie G s

16、cf Quotient aus Flche des Detektors zur Flche des Kalibierstrahlers RV,f Faktor zur Umrechnung der flchen- bzw. massenbezogenen Aktivitt eines Radionuklids aVin die nuklidspezifische quivalentdosisleistung Bq h/(cm2Sv) bzw. Bq h/(g Sv) F beprobte Flche cm2Fidie der Kalibrierung zugrunde liegende wir

17、ksame Flche eines Detektors cm2G Modellfunktion RV,h nuklidspezifischer Beitrag des Radionuklids R zur Umgebungs-quivalentdosisleistung Sv/h qk Quantil der standardisierten Normalverteilung zur Wahrscheinlichkeit q (beispielsweise ,1 =q 1 oder 2/1 ) DIN 25457-1:2014-12 9 Tabelle 1 (fortgesetzt) Form

18、elzeichen Bedeutung Einheit K kkk= 11 m Anzahl der Eingangsgren m Probenmasse g in Anzahl der gezhlten Impulse bei der Messung der Eingangsgre iX gn Anzahl der gezhlten Impulse des Bruttoeffektes bei zhlenden Messverfahren nnAnzahl der gezhlten Impulse im Nettopeak bei spektrometrischen Messverfahre

19、n 0n Anzahl der gezhlten Impulse des Nulleffektes bei zhlenden Messverfahren nn,E,NEAnzahl der gezhlten Impulse in der Nettopeakflche bei der Energie E im Nulleffektspektrum E,0n Anzahl der gezhlten Impulse im Untergrund bei der Energie E bei spektrometrischen Messverfahren En,n Anzahl der gezhlten

20、Impulse in der Nettopeakflche bei der Energie E bei spektrometrischen Messverfahren Eg,n Anzahl der gezhlten Impulse in der Brutto-peakflche bei der Energie E bei spektrometrischen Messverfahren NEE,g,n die Anzahl der gezhlten Impulse im Nulleffekt-spektrum im gleichen Peakbereich bei der Energie E

21、1An ,2An die Anzahl der Impulse des Untergrundes im Bereich A1 bzw. A2 scn bei der Kalibierung bestimmte Gesamtzhlrate in s1RE,p Emissionswahrscheinlichkeit fr ein Radionuklid R bei Energie E q2,FFlchenbezogene Oberflchenemissionsrate des Kalibrierstrahlers in den Halbraum s1 cm2ir Zhlrate bei der M

22、essung der Eingangsgre iX s1nrZhlrate des Nettoeffektes s1grZhlrate des Bruttoeffektes s10r Nulleffektzhlrate s1rAWeinzustellende Alarmwertzhlrate s1FGWr Zhlrate, die dem Freigabewert entspricht s1#r Zhlrate der Nachweisgrenze s1DIN 25457-1:2014-12 10 Tabelle 1 (fortgesetzt) Formelzeichen Bedeutung

23、Einheit *r Zhlrate der Erkennungsgrenze s1VBr Zhlrate, die der Intervallbreite des Vertrauens-bereiches (einseitig) entspricht s1r mittlere Zhlrate s1)(relwu Relative Standardunsicherheit einer Gre W zum Schtzwert w )(ixu Standardunsicherheit der Eingangsgre iX zum Schtzwert ix )( yu Standardunsiche

24、rheit der Messgre zum primren Messergebnis y )(yu Standardunsicherheit des Schtzers Y als Funktion des wahren Wertes yder Messgre it Messdauer bei der Messung der Eingangsgre iX s gt Messdauer bei der Bestimmung des Bruttoeffektes s 0t Messdauer bei der Bestimmung des Nulleffektes s mint minimale Me

25、sszeit bei der Entscheidungsmessung s t berstreichzeit fr eine Messstrecke entsprechend Detektorbreite s t, min minimale berstreichzeit fr eine Messstrecke bei der Entscheidungsmessung s iX Eingangsgre ( mi ,.,1= ) ix Schtzwert der Eingangsgre iX Y Zufallsvariable als Schtzer fr die Messgre y ermitt

26、elter Wert des Schtzers Y ; primres Mess-ergebnis fr die Messgre jy Werte aus unterschiedlichen Messungen ( .3,2,1=j ) ywahrer Wert der Messgre; liegt der betrachtete physikalische Effekt nicht vor, so ist 0=y , anderenfalls ist 0y *y Erkennungsgrenze fr die Messgre Bq/cm2, Bq/g oder Bq #y Nachweisg

27、renze fr die Messgre Bq/cm2, Bq/g oder Bq y bester Schtzer fr die Messgre Bq/cm2, Bq/g oder Bq DIN 25457-1:2014-12 11 Tabelle 1 (fortgesetzt) Formelzeichen Bedeutung Einheit y obere Grenze des Vertrauensbereichs fr die Messgre Bq/cm2, Bq/g oder Bq w Abkrzende Schreibweise fr einen Kalibrierfaktor ,

28、Wahrscheinlichkeit zur Festlegung der Erkennungs- bzw. Nachweisgrenze 1 Wahrscheinlichkeit zum Vertrauensbereich fr die Messgre D Oberflchenansprechvermgen des Detektors fr ein Einzelnuklid cm2/(s Bq) NVD, Oberflchenansprechvermgen des Detektors fr den Nuklidvektor NV cm2/(s Bq) M , sc Emissionswirk

29、ungsgrad des Messgutes bzw. der Quelle Fi, Flchenbezogenes Ansprechvermgen des Messgertes cm2/(s Bq) 21,Nachweiswahrscheinlichkeit fr ein Nuklid bei zwei verschiedenen Energien VE, Effizienz des Detektors fr Verteilungsmodell V bei der Energie E bei spektrometrischen Methoden g oder cm2E Effizienz d

30、es Detektors bei der Energie E bei spektrometrischen Methoden Verteilungsfunktion der standardisierten Normal-verteilung TAusbeute des zu messenden -Strahlers whrend der Probenaufbereitung einschlielich Herstellung des Messprparats Abschirm- bzw. Interferenzfaktor, d. h. Faktor zur Bercksichtigung d

31、er Variabilitt des Nulleffektes als Konsequenz des Einflusses des Messgutes Ansprechzeit s g Ansprechzeit fr die Bruttoeffektmessung bei Impulsratenmessgerten s 0 Ansprechzeit fr die Nulleffektmessung bei Impulsratenmessgerten s min minimale Ansprechzeit bei der Entschei-dungsmessung s )(/ yuy= Korr

32、ekturfaktor durch die unterschiedlichen Emissionswahrscheinlichkeiten p und Nachweis-wahrscheinlichkeiten fr ein Strnuklid fr die Energielinien bei E1und E2bei Gammaspek-trometrie DIN 25457-1:2014-12 12 Tabelle 1 (fortgesetzt) Formelzeichen Bedeutung Einheit Index V Verteilungsmodell Index i en: ins

33、trument (Messgert) Index F Flche Index T Tracer Index E Energie Index R Radionuklid Index NV Nuklidvektor Index D Detektor Index sc source (Quelle, Kalibrierstrahler) Index G Geometrie Index g gross (brutto) Index M Messgut 4 Messverfahren 4.1 Grundlegendes Modell und charakteristische Gren der Akti

34、vittsmessverfahren unter Bercksichtigung von Typ A- und Typ B-Messunsicherheiten 4.1.1 Allgemeines In 4.2 bis 4.5 wird die Anwendung von Aktivittsmessverfahren beschrieben, welche fr die Freigabe wie in Abschnitt 1 beschrieben vorgesehen sind. Zur Herleitung der charakteristischen Gren dieser Messve

35、rfahren (Erkennungsgrenze, Nachweisgrenze, bester Schtzer des Messwerts und der obere Vertrauensbereich des Messwertes) werden in ihren Grundzgen jeweils hnliche Anstze verwendet. Daher wird die zugehrige allgemeine Vorgehensweise einschlielich der allgemeinen Formeln einleitend beschrieben. Die Dar

36、stellung orientiert sich an DIN ISO 11929. In den Abschnitten zu den einzelnen Aktivittsmessverfahren werden zulssige Vereinfachungen dieses komplexen Ansatzes dargestellt (siehe dazu auch 4.1.4). Das Messverfahren beinhaltet den Messablauf und die Qualittssicherung der Messungen. Wesentliche Aspekt

37、e des Messablaufes wie die Anzahl (Hufigkeit) der durchzufhrenden Messungen oder Parameter der Freigabemessung (z. B. Messflchen) werden ebenso wie die Anforderungen an die Dokumentation in den speziellen Teilen dieser Normenreihe konkretisiert. Die Ermittlung der aktivittsbezogenen charakteristisch

38、en Grenzen der Anwendung der verschiedenen Messverfahren wird detailliert behandelt. Bei der messtechnischen Planung ist es erforderlich, alle wesentlichen Beitrge zur Messunsicherheit zu quantifizieren und festzulegen, ob die jeweilige Einflussgre entscheidend fr die Eignung des Messverfahrens oder

39、 auch entscheidend fr die Freigabe selbst ist. Im Folgenden werden Einflussgren aufgefhrt, welche bei den nachfolgend beschriebenen Messverfahren (siehe 4.2 bis 4.6) in jeweils unterschiedlichem Mae zutreffen. Es handelt sich hierbei um so genannte Typ A- und Typ B-Messunsicherheiten im Sinne von DI

40、N V ENV 13005. Die Unterscheidung von Typ A- und Typ B-Messunsicherheiten betrifft die unterschiedlichen Methoden, mit denen Messunsicherheiten ermittelt werden. Typ A-Messunsicherheiten knnen als Standardabweichungen aus mehrfach wiederholten oder zhlenden Messungen bestimmt werden. Typ B-Messunsic

41、herheiten knnen DIN 25457-1:2014-12 13 als Standardabweichungen aus Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen auf der Basis von Erfahrung oder anderer Information bestimmt werden. Damit knnen Beitrge zur Messunsicherheit, die aus der Messeinrichtung selbst ermittelbar sind, dem Typ A zugeordnet werden, wh

42、rend Unsicherheitsbeitrge, die ber ergnzende Untersuchungen abgeschtzt werden, dem Typ B zuzuordnen sind. Es sind jedoch Flle mglich, in denen entweder Beitrge zur Messunsicherheit nicht eindeutig einem Typ zugeordnet werden knnen (z. B. Unsicherheit des Kalibrierstrahlers) oder keinem Typ zugeordne

43、t werden knnen (insbesondere Effekte der Messelektronik). Derartige Beitrge zur Messunsicherheit sind jedoch bei Freigabemessungen aufgrund der Hhe der fhrenden sonstigen Beitrge zur Messunsicherheit i. A. vernachlssigbar. Die folgenden wesentlichen Einflsse sind als Messunsicherheiten zu betrachten

44、. Ihre Zuordnung zu Typ A- oder Typ B-Messunsicherheiten hngt zum Teil vom gewhlten Messverfahren ab. Sie werden in 4.2 bis 4.5 jeweils konkretisiert. Schwankungsbreite der Geometrie und der Selbstabschirmung des Messguts; Schwankungsbreite der Aktivittsverteilung im Messgut; Schwankungsbreite des N

45、ulleffekts; Schwankungsbreite der Aktivittsanteile der Radionuklide im Radionuklidgemisch in Relation zu den festgelegten Anteilen im Nuklidvektor; Schwankungsbreite des Entnahmefaktors bei indirekter Oberflchen-Gesamtaktivittsmessung; Schwankungsbreite des Gehalts natrlicher Radionuklide im Messgut

46、; Messunsicherheit bei der verwendeten Kalibrierung (z. B. Referenzmessgut bei der Gesamt-Gamma-Aktivittsmessung). 4.1.2 Darstellung des Modells in allgemeiner Form Bei der Quantifizierung der Eingangsgren iX und deren zugehriger Messunsicherheit )(iXu knnen der Ausschpfungsgrad der Freigabewerte un

47、d die Konservativitt aller Schritte des Freigabeverfahrens bercksichtigt werden. Des Weiteren spielt es eine Rolle, ob die Einzelmessung Grundlage der Entscheidung ber die Freigabe ist oder ob sie Bestandteil eines Ensembles von Messungen (Stichprobe) ist, die statistisch hinsichtlich der Entscheidu

48、ng ber die Freigabe ausgewertet werden. Fr den Fall der Anwendung im Rahmen von statistischen Verfahren ist folgendes zu beachten: die Nachweisgrenze muss so weit unter dem Freigabewert liegen, dass auch das angewendete statistische Verfahren als geeignet angesehen werden kann; je nach gewhltem Auswerteverfahren sind Erwartungswert, oberer Vertrauensbereich des Erwartungswertes oder andere Kenngren heranzuziehen. D