体源法校准环境X、γ剂量率仪结果不确定度评定

张长兴　管少斌　刘姗姗

摘 要：基于环境X、γ剂量率仪（简称剂量率仪）在环境辐射监测领域中的重要性，结合采用环境电离辐射体源（简称体源）法校准剂量率仪的原理和在实际测量工作中使用情况，对剂量率仪的校准结果的可靠性的影响因素进行了深入的分析，结果表明影响因素主要有几何修正、散射影响、体源标准复现量值、能量响应及统计涨落等，最后根据数学模型与影响因素评定了剂量率仪校准结果的不确定度。

关键词：体源法 剂量率仪 不确定度

中图分类号：T1L8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

环境X、γ剂量率仪普遍用于环境辐射本底监测（包括建材与居室放射性水平测量）、核技术利用场所监测、放射性物质丢失的寻测、核与辐射应急响应监测等，由此可见剂量率仪其校准结果的可靠性关系到生态环境的发展、关系到人们身体健康及生命安全等至关重要的问题，因此有必要对校准结果的影响因素进行深入的分析。

在我国环境X、γ剂量率仪的校准可分为点源法和国际原子能机构推荐使用的环境电离辐射体源法。现如今绝大多数实验室校准剂量率仪的采用点源标准（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的对象是采用体源法校准环境X、γ剂量率仪校准结果的不确定度分析评定。

1 校准方法

标准装置：环境电离辐射体源几何形状为圆柱体，直径2.2 m，高0.6 m，表面积3.8 m2。采用铀矿粉、钍矿粉、钾矿粉及其混合物与石英砂、硅酸盐等筑造的混凝土结构，重约5 t。有纯铀、纯钍、纯钾、本底、铀钍钾混合五类共12个，其中之一的铀模型体源实物见图1，体源技术性能指标见表1。

测量对象：环境监测用X、γ剂量率仪，其输出量值为空气比释动能率，探测器晶体多为碘化钠（NaI）、锗酸铋（BGO）、塑料闪烁体等，能量阈下限一般为为0.4 MeV，上限为3.0 MeV左右。本次实验采用的仪器为加拿大Explore公司生产的GR130型环境剂量率仪，探测器晶体为锗酸铋类型。

测量方法：在规定的环境条件下[1]，将待校准的剂量率仪的探测器置于体源表面中心点，记录仪器在各个体源上的响应（空气比释动能率）值，连续测量10次，取平均值作为测量结果。以体源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空气比释动能率的标称值为纵坐标，测量结果为横坐标，采用最小二乘法拟合，计算出仪器的校准因子，最后在验证体源（YM1）上计算仪器的空气比释动能率示值误差。

2 数学模型

5 结语

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》规范的要求，在最优化的校准环境条件下使用技术性能最优的剂量率仪，计算出采用体源校准X、γ剂量率仪的结果不确定度为10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

参考文献

[1] JJG（核工）020-1998，轻便γ总量闪烁辐射仪检定规程[S].北京：中国核工业总公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2011.

[3] 张积运.建立环境电离辐射体源标准[M].石家庄：核工业航测遥感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.电离辐射计量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint

摘 要：基于环境X、γ剂量率仪（简称剂量率仪）在环境辐射监测领域中的重要性，结合采用环境电离辐射体源（简称体源）法校准剂量率仪的原理和在实际测量工作中使用情况，对剂量率仪的校准结果的可靠性的影响因素进行了深入的分析，结果表明影响因素主要有几何修正、散射影响、体源标准复现量值、能量响应及统计涨落等，最后根据数学模型与影响因素评定了剂量率仪校准结果的不确定度。

关键词：体源法 剂量率仪 不确定度

中图分类号：T1L8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

环境X、γ剂量率仪普遍用于环境辐射本底监测（包括建材与居室放射性水平测量）、核技术利用场所监测、放射性物质丢失的寻测、核与辐射应急响应监测等，由此可见剂量率仪其校准结果的可靠性关系到生态环境的发展、关系到人们身体健康及生命安全等至关重要的问题，因此有必要对校准结果的影响因素进行深入的分析。

在我国环境X、γ剂量率仪的校准可分为点源法和国际原子能机构推荐使用的环境电离辐射体源法。现如今绝大多数实验室校准剂量率仪的采用点源标准（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的对象是采用体源法校准环境X、γ剂量率仪校准结果的不确定度分析评定。

1 校准方法

标准装置：环境电离辐射体源几何形状为圆柱体，直径2.2 m，高0.6 m，表面积3.8 m2。采用铀矿粉、钍矿粉、钾矿粉及其混合物与石英砂、硅酸盐等筑造的混凝土结构，重约5 t。有纯铀、纯钍、纯钾、本底、铀钍钾混合五类共12个，其中之一的铀模型体源实物见图1，体源技术性能指标见表1。

测量对象：环境监测用X、γ剂量率仪，其输出量值为空气比释动能率，探测器晶体多为碘化钠（NaI）、锗酸铋（BGO）、塑料闪烁体等，能量阈下限一般为为0.4 MeV，上限为3.0 MeV左右。本次实验采用的仪器为加拿大Explore公司生产的GR130型环境剂量率仪，探测器晶体为锗酸铋类型。

测量方法：在规定的环境条件下[1]，将待校准的剂量率仪的探测器置于体源表面中心点，记录仪器在各个体源上的响应（空气比释动能率）值，连续测量10次，取平均值作为测量结果。以体源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空气比释动能率的标称值为纵坐标，测量结果为横坐标，采用最小二乘法拟合，计算出仪器的校准因子，最后在验证体源（YM1）上计算仪器的空气比释动能率示值误差。

2 数学模型

5 结语

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》规范的要求，在最优化的校准环境条件下使用技术性能最优的剂量率仪，计算出采用体源校准X、γ剂量率仪的结果不确定度为10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

参考文献

[1] JJG（核工）020-1998，轻便γ总量闪烁辐射仪检定规程[S].北京：中国核工业总公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2011.

[3] 张积运.建立环境电离辐射体源标准[M].石家庄：核工业航测遥感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.电离辐射计量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint

摘 要：基于环境X、γ剂量率仪（简称剂量率仪）在环境辐射监测领域中的重要性，结合采用环境电离辐射体源（简称体源）法校准剂量率仪的原理和在实际测量工作中使用情况，对剂量率仪的校准结果的可靠性的影响因素进行了深入的分析，结果表明影响因素主要有几何修正、散射影响、体源标准复现量值、能量响应及统计涨落等，最后根据数学模型与影响因素评定了剂量率仪校准结果的不确定度。

关键词：体源法 剂量率仪 不确定度

中图分类号：T1L8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0229-02

Abstract：The environment of X、 γ dose rate meter based on （referred to as the dose rate meter） in environmental radiation monitoring of the importance， with environmental ionizing radiation （referred to as the body source） principle method to calibrate the dose rate instrument and used in actual measurement， analyzed the calibration results of dose rate instrument reliability the influence factors， results show that the main factors that affect the geometric correction， scattering effects， body source standard value realization， the energy response and the statistical fluctuation and， finally， according to the mathematical model and evaluate the effects of factors of uncertainty for the calibration results of dose rate

Key Words：body source method； dose rate meter； uncertainty

环境X、γ剂量率仪普遍用于环境辐射本底监测（包括建材与居室放射性水平测量）、核技术利用场所监测、放射性物质丢失的寻测、核与辐射应急响应监测等，由此可见剂量率仪其校准结果的可靠性关系到生态环境的发展、关系到人们身体健康及生命安全等至关重要的问题，因此有必要对校准结果的影响因素进行深入的分析。

在我国环境X、γ剂量率仪的校准可分为点源法和国际原子能机构推荐使用的环境电离辐射体源法。现如今绝大多数实验室校准剂量率仪的采用点源标准（60Co、137Cs、226Ra等），本文在此研究的对象是采用体源法校准环境X、γ剂量率仪校准结果的不确定度分析评定。

1 校准方法

标准装置：环境电离辐射体源几何形状为圆柱体，直径2.2 m，高0.6 m，表面积3.8 m2。采用铀矿粉、钍矿粉、钾矿粉及其混合物与石英砂、硅酸盐等筑造的混凝土结构，重约5 t。有纯铀、纯钍、纯钾、本底、铀钍钾混合五类共12个，其中之一的铀模型体源实物见图1，体源技术性能指标见表1。

测量对象：环境监测用X、γ剂量率仪，其输出量值为空气比释动能率，探测器晶体多为碘化钠（NaI）、锗酸铋（BGO）、塑料闪烁体等，能量阈下限一般为为0.4 MeV，上限为3.0 MeV左右。本次实验采用的仪器为加拿大Explore公司生产的GR130型环境剂量率仪，探测器晶体为锗酸铋类型。

测量方法：在规定的环境条件下[1]，将待校准的剂量率仪的探测器置于体源表面中心点，记录仪器在各个体源上的响应（空气比释动能率）值，连续测量10次，取平均值作为测量结果。以体源（YB2、YK2、YU1、YTh1、YM2）空气比释动能率的标称值为纵坐标，测量结果为横坐标，采用最小二乘法拟合，计算出仪器的校准因子，最后在验证体源（YM1）上计算仪器的空气比释动能率示值误差。

2 数学模型

5 结语

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》规范的要求，在最优化的校准环境条件下使用技术性能最优的剂量率仪，计算出采用体源校准X、γ剂量率仪的结果不确定度为10%（置信概率P=95%，包含因子k=2）。

参考文献

[1] JJG（核工）020-1998，轻便γ总量闪烁辐射仪检定规程[S].北京：中国核工业总公司，1998.

[2] JJF1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2011.

[3] 张积运.建立环境电离辐射体源标准[M].石家庄：核工业航测遥感中心，2002.

[4] IAEA.Construction and Use of Calibration Facilities for Radiometric Filed Equipment.IAEA Technical Reports Series No 309，VIENNA.1989.

[5] 容超凡.电离辐射计量[M].北京：原子能出版社，2002，130.endprint