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1、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè),陳寶維、馬如維中國(guó)輻射防護(hù)研究院,,,,外照射監(jiān)測(cè),1,,,內(nèi)照射監(jiān)測(cè),2,,,監(jiān)測(cè)的一般原則,1,,,劑量測(cè)量方法,2,,,劑量測(cè)量?jī)x器及設(shè)備,3,,,4,,實(shí)際應(yīng)用,1.1 核電站外照射個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)概述1.1.1 核電站外照射粒子種類 γ 中子 β1.1.2 測(cè)量用的探測(cè)器 熱釋光 半導(dǎo)體 計(jì)數(shù)管
2、電離室 膠片劑量計(jì) 近年來還有OSL(光釋光)、RPL(玻璃熒光)等。,1.2 外照射劑量監(jiān)測(cè)的一般原則1.2.1 監(jiān)測(cè)的目的外照射劑量監(jiān)測(cè)的目的是:(1)估算外照射有效劑量,必要時(shí)估算主要受照的或所關(guān)心的器官或組織的當(dāng)量劑量,提供個(gè)人外照射劑量的資料,以達(dá)到并維持可接受的安全而又滿意的工作條件。(2)為安全評(píng)價(jià)和輻射防護(hù)評(píng)價(jià)提供外照射劑量資料,以評(píng)價(jià)和驗(yàn)證是否符合管理和審管部門的要求。(3)為
3、設(shè)施的設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制的優(yōu)化提供外照射劑量信息。(4)即時(shí)發(fā)現(xiàn)非預(yù)期的事件或事故。(5)在異常或事故照射情況下,為啟動(dòng)合適的應(yīng)急、健康監(jiān)督和醫(yī)學(xué)處理提供可靠的資料、支持和協(xié)助,并為事件或事故評(píng)價(jià)提供外照射劑量資料。,1.2.2 監(jiān)測(cè)的對(duì)象(1)對(duì)于任何在控制區(qū)的工作人員,或有時(shí)進(jìn)入控制區(qū)工作并可能受到顯著職業(yè)照射的工作人員,或其職業(yè)照射劑量可能大于5mSv/a的工作人員,均應(yīng)進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。(2)對(duì)在監(jiān)督區(qū)或只偶爾進(jìn)入控制區(qū)工作
4、的工作人員,如果預(yù)計(jì)其職業(yè)照射劑量在1mSv/a~5mSv/a范圍內(nèi),則應(yīng)盡可能進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測(cè)。(3)如可能,對(duì)所有受到職業(yè)照射的個(gè)人員均應(yīng)進(jìn)行個(gè)人外照射監(jiān)測(cè)。但對(duì)于受照劑量始終不可能大于1mSv/a的工作人員,一般可不進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測(cè)。(4)對(duì)臨時(shí)工作人員和訪問與實(shí)習(xí)人員也應(yīng)進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測(cè),按規(guī)定記錄和保存監(jiān)測(cè)結(jié)果,并將監(jiān)測(cè)結(jié)果通知本人。,1.2.3 監(jiān)測(cè)的類型 按監(jiān)測(cè)的目的,外照射個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的類型可分為常規(guī)監(jiān)測(cè)、任
5、務(wù)監(jiān)測(cè)和特殊監(jiān)測(cè)。按監(jiān)測(cè)的對(duì)象可分為工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)和個(gè)人監(jiān)測(cè)。(1)常規(guī)監(jiān)測(cè) 常規(guī)外照射個(gè)人監(jiān)測(cè)是按常規(guī)監(jiān)測(cè)計(jì)劃,以規(guī)定的時(shí)間表進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。它的主要目的是為安全評(píng)價(jià)和輻射防護(hù)評(píng)價(jià)提供個(gè)人外照射劑量數(shù)據(jù)。 常規(guī)監(jiān)測(cè)的另一個(gè)目的是在于表明工作環(huán)境對(duì)連續(xù)操作而言是令人滿意的,并未發(fā)生要求對(duì)操作程序作重新評(píng)價(jià)的那種變化。,(2)任務(wù)相關(guān)監(jiān)測(cè)和特殊監(jiān)測(cè) 為了給特定的操作提供相關(guān)資料,或有時(shí)為了給某項(xiàng)操作的
6、開展提供依據(jù)而進(jìn)行的非常規(guī)監(jiān)測(cè)稱為任務(wù)相關(guān)監(jiān)測(cè)。 為了解決某一特定問題,或當(dāng)出現(xiàn)異常或懷疑出現(xiàn)異常,或在事件或事故情況下進(jìn)行的監(jiān)測(cè)稱為特殊監(jiān)測(cè)。特殊監(jiān)測(cè)也常因工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)或個(gè)人監(jiān)測(cè)發(fā)生異?;虺^了導(dǎo)出調(diào)查水平而被引入。,(3)個(gè)人監(jiān)測(cè) 個(gè)人監(jiān)測(cè)是指用佩帶在工作人員身上的裝置,即個(gè)人劑量計(jì)對(duì)工作人員所作的測(cè)量和對(duì)此測(cè)量結(jié)果的解釋。這種監(jiān)測(cè)的主要目的是為了評(píng)價(jià)工作人員的有效劑量和當(dāng)量劑量。(4)場(chǎng)所監(jiān)測(cè)
7、 工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)是指用固定式劑量監(jiān)測(cè)儀或報(bào)警儀,巡測(cè)儀或報(bào)警儀對(duì)工作場(chǎng)所所作的測(cè)量和對(duì)此測(cè)量結(jié)果的解釋。這種監(jiān)測(cè)的主要目的是為了評(píng)價(jià)工作環(huán)境和設(shè)施設(shè)備運(yùn)行的狀況,以及工作人員的安全。,1.2.4 監(jiān)測(cè)的量(1)測(cè)量的量 外照射個(gè)人監(jiān)測(cè)的量是某一測(cè)量周期或某工作期間累積的個(gè)人劑量當(dāng)量:深部個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(10),Sv;3mm深的個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(3),Sv;淺表個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(0.07),Sv。
8、在環(huán)境及工作場(chǎng)所測(cè)量的量是某一測(cè)量周期累積的周圍劑量當(dāng)量H*(10)和定向劑量當(dāng)量H′(0.07) ,Sv;或某一時(shí)刻的周圍劑量當(dāng)量率和定向劑量當(dāng)量率,Sv/h。(2)評(píng)價(jià)的量(防護(hù)量) 外照射劑量個(gè)人監(jiān)測(cè)的評(píng)價(jià)量(防護(hù)量)是有效劑量E、器官或組織的當(dāng)量劑量HT,如皮膚的當(dāng)量劑量、眼晶體的當(dāng)量劑量,單位均為Sv。,1.2.5 監(jiān)測(cè)的頻度(1)常規(guī)外照射個(gè)人監(jiān)測(cè) 常規(guī)外照射個(gè)人監(jiān)測(cè)采用佩戴個(gè)人劑量計(jì)進(jìn)行
9、監(jiān)測(cè)。通常每個(gè)工作人員有兩個(gè)個(gè)人劑量計(jì)。一個(gè)用于佩戴,另一個(gè)(前一個(gè)監(jiān)測(cè)周期佩戴的)個(gè)人劑量計(jì)被送到相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)讀、記錄和評(píng)價(jià)。 監(jiān)測(cè)頻度的選擇決定于從事工作的性質(zhì)、工作場(chǎng)所輻射場(chǎng)的變化情況、預(yù)期受照劑量水平、劑量計(jì)的特性以及劑量學(xué)系統(tǒng)的探測(cè)限等因素。監(jiān)測(cè)周期視具體情況而定,可以從幾天到半年,一般為1個(gè)月,較穩(wěn)定的工作場(chǎng)所可為3個(gè)月(1季度)。,(2)常規(guī)工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè) 工作場(chǎng)所常規(guī)監(jiān)測(cè)通常采用固定式劑量監(jiān)
10、測(cè)報(bào)警儀或巡測(cè)劑量監(jiān)測(cè)報(bào)警儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。固定式監(jiān)測(cè)儀表往往在高風(fēng)險(xiǎn)、高劑量、高不穩(wěn)定性的工作場(chǎng)所設(shè)置,往往是長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)。一般的工作場(chǎng)所采用巡測(cè)儀監(jiān)測(cè),其監(jiān)測(cè)頻率取決于工作場(chǎng)所輻射場(chǎng)的變化狀況。在輻射環(huán)境穩(wěn)定的情況下,一般只偶爾巡測(cè),以便核實(shí)和檢查工作場(chǎng)所。在輻射環(huán)境變化較大,例如,設(shè)備檢修,操作或處理放射源等則應(yīng)經(jīng)常地進(jìn)行巡測(cè)以便即時(shí)發(fā)現(xiàn)變化,即時(shí)采取措施處理。,2.3 外照射劑量測(cè)量方法2.3.1 外照射個(gè)人劑量測(cè)量方法(1)
11、個(gè)人劑量計(jì)的類型在實(shí)際的個(gè)人劑量測(cè)量中,通常可選擇如下類型的劑量計(jì):① 光子劑量計(jì),僅僅給出個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(10);② β-γ劑量計(jì),可給出個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(0.07)和Hp(10);③ 具有甄別功能的光子劑量計(jì),除測(cè)量Hp(10)之外,還可給出輻射類型,有效能量,并能探測(cè)高能電子;,④ 肢端劑量計(jì),可給出β-γ輻射的Hp(10)和Hp(0.07)(若操作中子源,也可給出中子劑量);⑤ 中子劑量計(jì),給出有關(guān)Hp(10)的信息
12、;⑥ 眼晶體劑量計(jì),可給出眼晶體劑量當(dāng)量Hp(3);⑦ 實(shí)時(shí)劑量計(jì),如電子劑量計(jì),該劑量計(jì)可直讀、可報(bào)警、可測(cè)量Hp(10)、也可測(cè)量Hp(0.07),可測(cè)量X、β、γ和中子的劑量,可給出每天的劑量。該劑量計(jì)可作為上述劑量計(jì)的補(bǔ)充,以達(dá)到實(shí)時(shí)控制劑量的目的。,(2)個(gè)人劑量計(jì)的選擇 不同的劑量計(jì)可滿足不同的個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)要求,只有根據(jù)輻射場(chǎng)的特性和監(jiān)測(cè)任務(wù)的要求選擇合適的劑量計(jì),才能在既準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù)的同時(shí),又
13、滿足相關(guān)任務(wù)和評(píng)價(jià)的需要。(3)受X、γ貫穿輻射的個(gè)人劑量測(cè)量 核電站的工作人員的外照射劑量大多主要來自X、γ貫穿輻射。 光子貫穿輻射的個(gè)人劑量測(cè)量相對(duì)比較簡(jiǎn)單,目前熱釋光TLD Hp(10)劑量計(jì)的探測(cè)限相當(dāng)?shù)停ㄐ∮?.1mSv),在0.1mSv~1Sv的量程范圍內(nèi)響應(yīng)變化不大于10%(線性度),由能量響應(yīng)和角響應(yīng)引入的不確定度不大于30%(95%置信水平),較穩(wěn)定可靠,完全可滿足Hp(1
14、0)監(jiān)測(cè)的要求。除TLD外,還可選用輻射光致熒光(RPL)玻璃劑量計(jì),光激發(fā)光(OSL)劑量計(jì)等。,在大多數(shù)情況下,佩戴在軀干部位(胸前)的單個(gè)個(gè)人劑量計(jì)測(cè)量的結(jié)果就足夠用來評(píng)價(jià)個(gè)人劑量。個(gè)人劑量計(jì)Hp(10)的有效量程一般應(yīng)在0.1 mSv~1.0 Sv范圍內(nèi)。為了實(shí)時(shí)控制和讀出劑量也可再佩戴一個(gè)電子劑量計(jì)等直讀報(bào)警式個(gè)人劑量計(jì)。這種劑量計(jì)能給出每天的受照劑量。但是一般這種劑量計(jì)不作為批準(zhǔn)劑量計(jì)(用于記錄目的)使用,除非經(jīng)過特別批準(zhǔn)。
15、,(4)受弱貫穿輻射的個(gè)人劑量測(cè)量 當(dāng)β輻射或能量低于15KeV的光子有可能對(duì)工作人員產(chǎn)生顯著劑量時(shí),如β放射源的生產(chǎn),反應(yīng)堆檢修等作業(yè),應(yīng)采用β-γ劑量計(jì)。這些劑量計(jì)可以是TLD或膠片劑量計(jì)。通常采用在不同材料或厚度的過濾片下放置2個(gè)或多個(gè)TLD元件,或采用β-γ電子劑量計(jì),可以同時(shí)測(cè)量Hp(10)和Hp(0.07)。對(duì)于低能β射線,目前設(shè)計(jì)的劑量計(jì)可能不能滿足要求。,(5)受非均勻輻射的個(gè)人劑量測(cè)量
16、 對(duì)于在非均勻輻射場(chǎng)的作業(yè),例如近距離的點(diǎn)源作業(yè),具有一定準(zhǔn)直的輻射束情況下的作業(yè),除在胸前佩戴劑量計(jì)外,還應(yīng)在工作人員身體的其他部位佩戴多個(gè)劑量計(jì)測(cè)定人體各部位的受照劑量,以便較準(zhǔn)確地估算有效劑量E和當(dāng)量劑量HT。對(duì)于背向受照的工作人員,例如放射性物質(zhì)運(yùn)輸駕駛員,宜在背部再佩帶一個(gè)劑量計(jì)。,(6)受強(qiáng)輻射的個(gè)人劑量測(cè)量 對(duì)于在強(qiáng)輻射場(chǎng)下的短期作業(yè),或預(yù)計(jì)受照劑量有可能接近或超過劑量限值的作業(yè),
17、例如反應(yīng)堆檢修,事件或事故處理等作業(yè),應(yīng)制定特殊監(jiān)測(cè)計(jì)劃,包括使用報(bào)警式劑量計(jì)。除佩戴批準(zhǔn)個(gè)人劑量計(jì)外,在軀干的四周及上下和肢端(手、足、膝)以及頭部等部位應(yīng)按受照情況佩戴多個(gè)個(gè)人劑量計(jì),以便較準(zhǔn)確地估算有效劑量E和當(dāng)量劑量HT。在這種情況下一般要求個(gè)人劑量計(jì)Hp(10)的有效量程的上限應(yīng)大于10Sv。,(7)肢端或眼晶體的個(gè)人劑量測(cè)量 當(dāng)肢端或眼晶體有可能受到較高劑量時(shí),例如放射源的生產(chǎn),各核設(shè)施的檢修等作業(yè)
18、應(yīng)測(cè)量肢端和眼晶體的劑量。對(duì)于肢端劑量測(cè)量,特別是手部劑量的監(jiān)測(cè),戴一個(gè)簡(jiǎn)單的一個(gè)TLD元件的劑量計(jì)就足夠了,該劑量計(jì)應(yīng)佩戴在受照劑量可能最高的手指,其測(cè)量面應(yīng)向輻射源。為了準(zhǔn)確的測(cè)量低能β輻射劑量,應(yīng)采用非常薄的探測(cè)器,并在其前面放置一定厚度的組織等效材料過濾片,以測(cè)定標(biāo)稱深度為7 mg/cm2(0.07mm)處的劑量Hp(0.07)(例如采用厚度為5 mg/cm2的組織等效探測(cè)器,相當(dāng)于3 mg/cm2的有效厚度,在它前面放置一個(gè)厚
19、度約為4 mg/cm2的組織等效材料濾片就足夠了)。,一般來說,控制了Hp(10)和 Hp(0.07)就可控制眼晶體的當(dāng)量劑量Hp(3)。但是在某些特殊情況,例如分裝或封裝放射源,眼距源較近且難以屏蔽時(shí),眼晶體可能受到較高劑量,這時(shí)應(yīng)在工作人員額前佩戴Hp(3)劑量計(jì)。該劑量計(jì)可采用TLD劑量片,在上面放置近3mm厚的等效組織過濾片。,(8)受中子輻射的個(gè)人劑量測(cè)量 當(dāng)中子輻射劑量不可忽略時(shí),例如操作大量的鈾、钚
20、等可裂變的核素、中子源、反應(yīng)堆等作業(yè)往往需要測(cè)量中子劑量。 一般情況,中子輻射場(chǎng)中往往伴有X、γ射線存在、因而一般中子劑量計(jì)總是與γ劑量計(jì)同時(shí)佩戴。 目前已有的中子劑量計(jì)很多,如核徑跡乳膠、固體核徑跡探測(cè)器(裂變徑跡探測(cè)器、反沖徑跡探測(cè)器、(n、α)反應(yīng)徑跡探測(cè)器、TLD反照劑量計(jì)、氣泡探測(cè)器、個(gè)人中子報(bào)警劑量計(jì)等)。目前各種中子劑量計(jì)的能響和劑量范圍可能各不相同,為此宜采用各種中子劑量計(jì)的組
21、合來測(cè)量中子的劑量。,盡管如此,因?yàn)橹凶幽芰糠秶珜挘ɡ渲凶樱骸?×10-3 eV;熱中子:0.025 eV;慢中子:0~103 eV;中能中子:103 eV~105 eV;快中子:105 eV~107 eV;超快中子:107eV~1010 eV;相對(duì)論中子:>1010 eV),跨了10個(gè)量級(jí)以上,加上輻射權(quán)重因子WR隨能量的變化較復(fù)雜(20 MeV WR為5),而當(dāng)前使用的中子劑量計(jì)難以給出像γ劑量計(jì)那樣準(zhǔn)確的劑量當(dāng)量
22、。因此,一種好的辦法是采用實(shí)際受照的中子譜來刻度中子劑量計(jì)。,目前較常應(yīng)用的中子劑量計(jì)有: a) 由多種6Li和7Li成對(duì)TLD組合的反照中子劑量計(jì),用以評(píng)價(jià)熱中子、中能中子和高能中子的劑量; b) 多種組合的CR-39固體徑跡探測(cè)器,該探測(cè)器的能響較好; c) 氣泡聚合的探測(cè)器,該中子劑量計(jì)是一種直讀式中子劑量計(jì),對(duì)中子很靈敏,可探測(cè)到的mSv中子劑量,且對(duì)γ射線完全不
23、敏感,它還可做成不同量程范圍不同能響(閾能)的劑量計(jì)。 上述三種類型的劑量計(jì)所能測(cè)定中子能量范圍都是有限的,難以準(zhǔn)確地測(cè)定劑量當(dāng)量,除非明確知道受照中子的能譜。,(9)混合輻射場(chǎng)的個(gè)人劑量測(cè)量 a) ?和γ射線混合輻射場(chǎng): 應(yīng)分別給出Hp(0.07)與Hp(10)。因?yàn)樵谠u(píng)價(jià)個(gè)人劑量計(jì)讀數(shù)時(shí)實(shí)際上不可能區(qū)別光子和β輻射,試圖分別確定(和報(bào)告)Hp(0.07)的β和γ組份亦不切實(shí)際。
24、 b) 中子和γ射線混合輻射場(chǎng): 因?yàn)椴煌愋偷母?LET 輻射具有不同的品質(zhì)因子,在依據(jù) Hp(10)監(jiān)測(cè)時(shí)分別記錄中子劑量是可取的。 為測(cè)定總的個(gè)人劑量當(dāng)量要把光子劑量、中子劑量和β劑量綜合在一起。,,(10)事故外照射的個(gè)人劑量測(cè)量 在事件或小的事故外照射情況下,工作人員所受的劑量可能不會(huì)顯著地高于劑量限值,而達(dá)到要求給予特殊關(guān)注的程度,一般來說采用上述的測(cè)量方法就可滿足要求。但是在某些情況下,可能
25、出現(xiàn)嚴(yán)重的照射,例如: ① 大量放射性物質(zhì)在屏蔽體內(nèi)外或屏蔽體間轉(zhuǎn)移時(shí)可能發(fā)生操作失誤或設(shè)備故障; ② 在核反應(yīng)堆中可能發(fā)生設(shè)備故障或操作失誤; ③ 高放射性廢物,高放射性物質(zhì)和強(qiáng)放射源由于各種原因而處于屏蔽的失控狀態(tài)等。,在這些事故受照情況下,工作人員應(yīng)在身體的各位置多佩戴幾個(gè)劑量計(jì),并佩戴直讀式報(bào)警劑量計(jì)(或劑量率儀)。劑量計(jì)的有效量程至少應(yīng)達(dá)10Sv。直讀式報(bào)警劑量
26、計(jì)最好采用遙測(cè)式,以便更好地控制和管理。 事故后能應(yīng)立即收集個(gè)人劑量計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)固定或巡測(cè)監(jiān)測(cè)儀的信息,盡可能地收集可供事故劑量測(cè)量用的生物和現(xiàn)場(chǎng)樣品加以分析,以得出各種劑量信息。其生物樣品有血液、牙、尿、頭發(fā)等;現(xiàn)場(chǎng)樣品有受照者佩戴手表中的寶石,佩戴的寶石,受照者附近的磚瓦、砂等。了解事故經(jīng)過,源項(xiàng)信息和受照情況,特別是受照者所處的地點(diǎn)、方位和姿勢(shì)等,如果情況允許,可請(qǐng)受照者進(jìn)行描述。,在臨界事故的情況下,工作人員除
27、佩戴中子劑量計(jì)外,還應(yīng)佩戴活化箔和裂變箔的特殊中子劑量計(jì),由這些劑量計(jì)能夠求得入射中子的能譜。此外人體內(nèi)的24Na和38Cl以及毛發(fā)和毛衣中32P的含量也是受照劑量受照方位等信息的指示器。在嚴(yán)重中子受照時(shí),人體攜帶的活化金屬物體也是一個(gè)指示器。,(11) 佩帶要求 對(duì)于比較均勻的輻射場(chǎng),個(gè)人劑量計(jì)佩帶在人體軀干前或后, 應(yīng)與射線的方向一致的適當(dāng)位置。b) 當(dāng)受照不均勻,而且受照劑量可能相當(dāng)大時(shí),則還需在受照劑
28、量較大的部位佩帶局部個(gè)人劑量計(jì), 例如,手腕及手指?jìng)€(gè)人劑量計(jì)。 c) 對(duì)于工作中穿戴鉛圍裙的場(chǎng)合,通常應(yīng)藉佩帶在圍裙里面軀干上的劑量計(jì)來測(cè)量Hp(10)。當(dāng)受照劑量可能較大時(shí),還應(yīng)在鉛圍裙外的適當(dāng)位置佩帶個(gè)人劑量計(jì)。d) 對(duì)于短期工作和臨時(shí)進(jìn)入放射工作場(chǎng)所的人員(包括參觀人員和檢修人員等),應(yīng)佩帶直讀式個(gè)人劑量計(jì),并按規(guī)定記錄和保存他們的劑量資料。,(12)個(gè)人劑量評(píng)價(jià)方法 A) 實(shí)用量至防護(hù)評(píng)價(jià)量的轉(zhuǎn)換
29、 a) 在γ或X輻射的監(jiān)測(cè)實(shí)踐中,當(dāng)人員的年受照劑量不高于年劑量限值時(shí),個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(10)可以認(rèn)為是既不低估也不過分高估的有效劑量值E。 b) 當(dāng)人員的年受照劑量高于年劑量限值時(shí), 應(yīng)進(jìn)一步估算主要受照器官或組織的當(dāng)量劑量HT和有效劑量值E,當(dāng)劑量高于1Sv時(shí),特別是事故的情況,這時(shí)確定性效應(yīng)明顯,應(yīng)測(cè)量Dp(10)而不是Hp(10) 。,(13)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的實(shí)施機(jī)構(gòu)
30、 個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的實(shí)施通常是由經(jīng)過審管部門批準(zhǔn)的個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)承擔(dān)。這種機(jī)構(gòu)可以是獨(dú)立運(yùn)行的服務(wù)機(jī)構(gòu),也可以是某個(gè)大型核企業(yè)的一個(gè)部門的實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于所監(jiān)測(cè)的各種輻射類型,個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)實(shí)施機(jī)構(gòu)應(yīng)提供具有合適的準(zhǔn)確度的測(cè)量Hp (10)和Hp (0.07)的個(gè)人劑量計(jì)。從事個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的人員應(yīng)有相應(yīng)的資質(zhì)并且經(jīng)過相關(guān)的培訓(xùn)。當(dāng)然,開展個(gè)人劑量服務(wù)還必須有必要的設(shè)備和設(shè)施。另外,個(gè)人劑量數(shù)據(jù)的報(bào)告應(yīng)滿足相關(guān)的要求,實(shí)施機(jī)構(gòu)還需建立
31、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證體系。,1.3.2 工作場(chǎng)所劑量測(cè)量方法 工作場(chǎng)所劑量測(cè)量包括定期地重復(fù)或連續(xù)地測(cè)量,測(cè)量應(yīng)該是連續(xù)的并且能夠代表整個(gè)工作區(qū)的各個(gè)工作場(chǎng)所,以表明連續(xù)運(yùn)行的工作環(huán)境是令人滿意的。當(dāng)新的裝置投入運(yùn)行或者現(xiàn)有的裝置發(fā)生了重大變化時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面的巡測(cè),這是制定工作場(chǎng)所外照射常規(guī)監(jiān)測(cè)計(jì)劃的基礎(chǔ)。 工作場(chǎng)所劑量測(cè)量常包含常規(guī)性的測(cè)量,也包含固定點(diǎn)測(cè)量,以便及時(shí)地發(fā)現(xiàn)異常的或應(yīng)急情況
32、,如放射性物質(zhì)泄露或臨界事故等。當(dāng)可能存在強(qiáng)輻射場(chǎng),特別是如果輻射場(chǎng)有強(qiáng)烈的空間相關(guān)性或時(shí)間相關(guān)性時(shí),應(yīng)考慮采用能直接讀數(shù)的電子聲響報(bào)警劑量/劑量率計(jì)。,任務(wù)相關(guān)的監(jiān)測(cè)是指為某特殊定操作而進(jìn)行的監(jiān)測(cè),其目的是為運(yùn)行狀況提供資料,為支持立刻做出運(yùn)行管理決定提供資料,也為了防護(hù)最優(yōu)化提供資料。當(dāng)進(jìn)行非常規(guī)運(yùn)行時(shí),必須進(jìn)行這樣的監(jiān)測(cè),同時(shí)應(yīng)當(dāng)將其與操作的地點(diǎn)和時(shí)間緊密地聯(lián)系起來。 特殊監(jiān)測(cè)是指在沒有充分資料表明可以進(jìn)行
33、適當(dāng)控制的工作環(huán)境下的監(jiān)測(cè)。特殊監(jiān)測(cè)是調(diào)查性的,其目的是為鑒明某些問題和為將來制定程序提供詳細(xì)信息。因此,任何特殊監(jiān)測(cè)計(jì)劃應(yīng)有明確的時(shí)限和目的,一旦其目的達(dá)到,就應(yīng)立即轉(zhuǎn)變?yōu)槌R?guī)或任務(wù)相關(guān)監(jiān)測(cè)。特殊監(jiān)測(cè)常在新設(shè)施投產(chǎn)階段和設(shè)施或運(yùn)行程序進(jìn)行主要修改之后進(jìn)行。特殊監(jiān)測(cè)也可用于驗(yàn)證解釋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所用的模式或在模式中所用的假設(shè)的適用性和可靠性。,(1)工作場(chǎng)所常規(guī)測(cè)量的頻率 工作場(chǎng)所常規(guī)測(cè)量的頻率取決于工作場(chǎng)所輻射環(huán)境的變化。
34、 ① 在工作區(qū)的防護(hù)條件和工藝過程沒有重大改變的情況下,常規(guī)測(cè)量一般只偶爾用于核實(shí)、檢查的目的。 ② 當(dāng)預(yù)期工作區(qū)的輻射場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化,但不會(huì)很快,幅度也不會(huì)很大時(shí),在一些確定的位置進(jìn)行定期的或偶爾的檢查性測(cè)量,通常就足以及時(shí)了解輻射場(chǎng)的變化,作為一種選擇,可利用個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的結(jié)果。 ③ 當(dāng)輻射場(chǎng)的輻射水平有可能急劇升高,并且有可能達(dá)到很嚴(yán)重的程度時(shí),除了個(gè)人劑量計(jì)之外,還應(yīng)使用固定式的或者個(gè)人佩戴
35、的報(bào)警式儀器,只有這種報(bào)警式儀器可防止工作人員在短時(shí)間內(nèi)受到較高的劑量。,(2)工作場(chǎng)所測(cè)量中應(yīng)注意的問題 ①β,γ混合場(chǎng)的測(cè)量 在β,γ混合場(chǎng)中,操作稍有變化,則β,γ射線對(duì)劑量當(dāng)量率的貢獻(xiàn)就會(huì)產(chǎn)生很大變化,在這種情況下,有必要采用兩種類型的儀器,也可以采用一臺(tái)能夠同時(shí)測(cè)量周圍劑量當(dāng)量H*(10)和定向劑量當(dāng)量H′(0.07)的儀器。,② 弱貫穿輻射場(chǎng)的測(cè)量 在有β或低能X存在的工
36、作場(chǎng)所,對(duì)于肢端、身體未加保護(hù)的皮膚或者眼睛有可能局部受到弱貫徹輻射照射的情形,定向劑量當(dāng)量可為工作人員提供所受當(dāng)量劑量的合適估計(jì)。對(duì)于多方向的輻射場(chǎng),應(yīng)將測(cè)量?jī)x器在輻射場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),采用儀器的最大讀數(shù),以此來防止低估眼睛或皮膚所受的劑量。儀器的操作人員應(yīng)清楚是否存在點(diǎn)源或者窄束輻射,否則這會(huì)引起儀器的誤讀數(shù)。,③ H* (10)和Hp(10)的差異 對(duì)于前向照射,個(gè)人劑量佩戴在胸前,無論是光子還是中子,H*(10
37、)與Hp(10)的數(shù)值較近似,但在其他情況下周圍劑量當(dāng)量H*(10)有可能明顯高于Hp(10),特別是在低能γ輻射場(chǎng)背向照射情況下。這是因?yàn)闇y(cè)量H*(10)的儀器的響應(yīng)是各向同性的,而Hp(10)依賴于輻射入射的角度。④ 中子輻射場(chǎng)的測(cè)量 除按常規(guī)測(cè)量中子輻射場(chǎng)有關(guān)各點(diǎn)的周圍劑量當(dāng)量H*(10)外,更多的注意應(yīng)放在盡可能地去測(cè)量或了解中子輻射的能譜,以便較準(zhǔn)確地解釋H*(10)與Hp(10)的測(cè)量結(jié)果。,1
38、.3.3 測(cè)量方法的靈敏度和準(zhǔn)確度(1)靈敏度 按ICRP和IAEA的要求,個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(10)測(cè)量方法的靈敏度應(yīng)為1mSv或劑量限值的10%,類推個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(0.07)測(cè)量方法的靈敏度應(yīng)為25mSv或劑量限值的10%。因?yàn)镠p(10)和Hp(0.07)的監(jiān)測(cè)周期為1個(gè)月、2個(gè)月或3個(gè)月,則實(shí)際要求測(cè)量方法的靈敏度DL為 DL=L×T/12
39、 (2.1) 式中 DL為實(shí)際要求測(cè)量方法的靈敏度,Sv;L為1mSv(對(duì)Hp(10)),25mSv(對(duì)Hp(0.07))或相應(yīng)劑量限值的10%。假若測(cè)量周期為1月,測(cè)量Hp(10)的靈敏度應(yīng)為0.08mSv,測(cè)量Hp(0.07)應(yīng)為2.1mSv;若測(cè)量周期的2月則測(cè)量Hp(10)應(yīng)為0.17mSv,測(cè)量Hp(0.07)應(yīng)為4.2mSv。,(2)
40、準(zhǔn)確度 一般來說,在好的實(shí)驗(yàn)室條件下輻射場(chǎng)的測(cè)定通常不難達(dá)到在95%置信水平時(shí)約為10%的準(zhǔn)確度。對(duì)實(shí)際的工作場(chǎng)所,輻射場(chǎng)的能量和取向很少是已知的,在估計(jì)每個(gè)工作人員的外照射年劑量時(shí),1.5倍不確定度也不難遇到。考慮到其它不確定因素,這個(gè)倍數(shù)也是可以接受的。因而要求當(dāng)測(cè)量的劑量值在劑量限值附近,Hp(10) 和Hp(0.07)的測(cè)量總不確定度因子不應(yīng)超過1.5,即劑量的測(cè)量值與約定真值的相對(duì)偏差在-33%~+5
41、0%的誤差帶內(nèi)(95%置信水平);當(dāng)測(cè)量的劑量約為劑量限值的1/10時(shí),該因子可放寬到2。,該個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)不確定度要求可由測(cè)量值H測(cè)與約定真值 H1的比值R的可接受的上限RUL和下限RLL予以控制: RUL=1.5×[1+H0/(2H0+H1) ] (2.2) RLL=0
42、 當(dāng)H1< H0 RLL=1/1.5×[1-2H0/(H0+H1)] 當(dāng)H1≧ H0 式中H0為測(cè)量的靈敏度,即探測(cè)限。 其控制圖如下圖所示。,2.4 劑量計(jì)和劑量?jī)x的校準(zhǔn)2.4.1 一般描述 個(gè)人劑量計(jì)或巡測(cè)儀測(cè)量到的結(jié)果是對(duì)輻射在其中的某種能量沉積的響應(yīng),并不能直接給出劑量監(jiān)測(cè)所要求的個(gè)人
43、劑量當(dāng)量Hp(d)或者周圍劑量當(dāng)量H*(10)和定向劑量當(dāng)量H'(0.07),為此需要通過校準(zhǔn)的方法將測(cè)量結(jié)果與待測(cè)的劑量學(xué)量值建立聯(lián)系。,對(duì)于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)需要校準(zhǔn)的量是Hp (10)和Hp (0.07)。對(duì)于場(chǎng)所監(jiān)測(cè)需要校準(zhǔn)的量是周圍劑量當(dāng)量H*(10)和定性劑量當(dāng)量H′(d,Ω),前者用于強(qiáng)貫穿輻射,后者是用于弱貫穿輻射,周圍劑量當(dāng)量和定向劑量當(dāng)量巡測(cè)儀應(yīng)分別按照這兩個(gè)量進(jìn)行校準(zhǔn)。 校準(zhǔn)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室或次
44、標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,也可在其他經(jīng)認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。通常,標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室通過標(biāo)準(zhǔn)儀器(通常是標(biāo)準(zhǔn)電離室)給出參考輻射場(chǎng)的水平。采用的體模為ICRU、IAEA和ISO所建議的直徑30 cm的組織等效的ICRU球,30cm×30cm×15cm的ISO平板,Φ7.3cm×30cm的柱,和Φ1.9cm×30cm的棒等模型。,標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的校準(zhǔn)用輻射劑量系統(tǒng)有光子輻射劑量校準(zhǔn)系統(tǒng)、β輻射劑量校準(zhǔn)系
45、統(tǒng)、中子輻射劑量校準(zhǔn)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)基本均遵從ISO-4037標(biāo)準(zhǔn)中所提出的要求。 光子輻射劑量校準(zhǔn)系統(tǒng)通常包括重過濾X射線參考輻射、中等過濾X射線參考輻射、K熒光X射線參考輻射,l37Csγ參考輻射等。其中l(wèi)37Csγ參考輻射通常用于常規(guī)的校準(zhǔn)。而過濾X射線參考輻射通常用于劑量計(jì)的性能測(cè)試,如劑量計(jì)和巡測(cè)儀的能量響應(yīng)特性等。實(shí)驗(yàn)室一般由標(biāo)準(zhǔn)電離室、γ照射室、X光機(jī)室、校準(zhǔn)軌道、照射平臺(tái)、準(zhǔn)直器、體模等構(gòu)成。,β輻射
46、劑量校準(zhǔn)系統(tǒng)一般包括90Sr+90Y,204Tl,147Pm等β參考輻射。實(shí)驗(yàn)室由β照射室、外推電離室系統(tǒng)、照射平臺(tái)、體模等構(gòu)成。 中子輻射劑量校準(zhǔn)系統(tǒng)包括252Cf,Am—Be中子參考輻射,有的地方還有加速器中子源。實(shí)驗(yàn)室一般由多球中子能譜儀、中子照射室、照射平臺(tái)、體模等構(gòu)成。,1.4.2 校準(zhǔn)方法 個(gè)人劑量計(jì)的校準(zhǔn)按照個(gè)人劑量當(dāng)量的定義進(jìn)行,即人體某一指定點(diǎn)下面深度d 處的軟組織內(nèi)的劑量當(dāng)量Hp(d)
47、。這一劑量學(xué)量既適用于強(qiáng)貫穿輻射,也適用于弱貫穿輻射。對(duì)強(qiáng)貫穿輻射,推薦深度d=10 mm;對(duì)弱貫穿輻射,推薦深度d=0.07 mm。,對(duì)于個(gè)人劑量計(jì)的校準(zhǔn),通常是將劑量計(jì)置于體模表面。全身劑量計(jì)采用ISO平板模型,四肢劑量計(jì)采用ISO柱模型,手指劑量計(jì)采用ISO棒模型。將體模放置到參考輻射的輻射場(chǎng)射野之中進(jìn)行照射,將劑量計(jì)的響應(yīng)與參考輻射場(chǎng)給出的該劑量計(jì)所處位置的Hp(d)數(shù)值比較,即可完成校準(zhǔn)工作。通常給出的參考輻射場(chǎng)的量是空氣比釋
48、動(dòng)能,因此還必須根據(jù)ICRU第51、47號(hào)報(bào)告和ICRP 第74號(hào)出版物中給出的注量、自由空氣中的空氣比釋動(dòng)能與這些實(shí)用量的換算系數(shù),注量、自由空氣中的空氣比釋動(dòng)能與器官的當(dāng)量劑量、有效劑量的換算系數(shù),換算到所需的量,如Hp(d)。,個(gè)人劑量當(dāng)量(吸收劑量)的確定 對(duì)每一個(gè)劑量計(jì)測(cè)讀后,常規(guī)監(jiān)測(cè)情況下應(yīng)賦與淺表和深部個(gè)人劑量當(dāng)量( Hp(0.07)和Hp(10) )的值,在事故劑量情況下應(yīng)賦與深部吸收劑量值( Dp(10)
49、 )。 a) 光子 在無模體時(shí),測(cè)得的模體正面中心位置的空氣比釋動(dòng)能( ka ),對(duì)于給定的光子譜,淺表和深部個(gè)人劑量當(dāng)量( Hp(0.07)和Hp(10) )和深部吸收劑量值( Dp(10) )的數(shù)值應(yīng)按如下方法賦與:,周圍劑量當(dāng)量?jī)x和定向劑量當(dāng)量?jī)x的校準(zhǔn)方法與個(gè)人劑量計(jì)的校準(zhǔn)類似,只是不使用體模。其較準(zhǔn)的量是周圍劑量當(dāng)量H*(10)和定向劑量H′(0.07,Ω)。校準(zhǔn)時(shí)一般以儀器靈敏體積的中心為參考
50、點(diǎn)。注意按測(cè)量自由空氣的輻射量(如比釋動(dòng)能)而設(shè)計(jì)的場(chǎng)所監(jiān)測(cè)儀,一般不具有適合測(cè)量周圍劑量當(dāng)量H*(10)的能量響應(yīng)。周圍劑量當(dāng)量?jī)x和定向劑量當(dāng)量?jī)x應(yīng)按其定義進(jìn)行專門設(shè)計(jì),否則其能響很難滿足要求。,1.4.3校準(zhǔn)的時(shí)機(jī) 何時(shí)對(duì)劑量計(jì)或巡測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)也是應(yīng)該注意的。首先是依據(jù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)定期校準(zhǔn),作為法定計(jì)量器具這是有具體規(guī)定的。再就是新購(gòu)儀器和劑量計(jì)需要進(jìn)行校準(zhǔn)。儀器在出了故障進(jìn)行檢修后也需要校準(zhǔn),因?yàn)閮x器條件可能發(fā)生
51、變化。使用環(huán)境有重大變化時(shí)也應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn),譬如測(cè)量對(duì)象的能量或者劑量率與先前校準(zhǔn)的條件有重大變化,則應(yīng)重新校準(zhǔn)。當(dāng)然,也可以在使用者認(rèn)為必要時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。,2.5 監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證 外照射監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證是為了保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性,這是進(jìn)行正確的輻射受照評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。GB l8871--2002對(duì)質(zhì)量保證有明確的要求,IAEA和ICRP也出版了旨在強(qiáng)化個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的出版物,而且還開展了各種外照射監(jiān)測(cè)的比對(duì)活動(dòng)
52、。IS0和IEC也分別從方法學(xué)和儀器的性能指標(biāo)兩個(gè)方面對(duì)監(jiān)測(cè)的質(zhì)量進(jìn)行了規(guī)范。 監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證涉及一系列的活動(dòng),但目的只有一個(gè),那就是提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的質(zhì)量。,監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的通常做法包括:(1)制定監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證大綱;(2)正確及時(shí)的校準(zhǔn);(3)針對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象,選用合適的儀器;(4)儀器、測(cè)讀儀工作狀態(tài)的維持;(5)相關(guān)的環(huán)境條件;(6)監(jiān)測(cè)的比對(duì)(國(guó)際、國(guó)內(nèi));(7)定期的內(nèi)審與外審;(8)
53、人員的教育培訓(xùn);(9)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)證制度。,我國(guó)在外照射監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證方面已經(jīng)建立起基本的體系。與國(guó)外相比,在比對(duì)方面開展的活動(dòng)較少,少數(shù)單位加入了雙軌監(jiān)測(cè),但尚未建立起個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)證制度,而這是將外照射監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證制度化的重要措施。在這方面國(guó)外已經(jīng)建立了一些個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)認(rèn)證程序: 美國(guó):DOELAP:DOE Laboratory Accreditation Program和NVLAP:N
54、ational Voluntary Laboratory Program。 英國(guó):NAMAS:National Measurement Accreditation Service。 德國(guó):無認(rèn)證制度,但有嚴(yán)格的性能測(cè)試和年度比對(duì)考核制度。,1.5 測(cè)量元件和設(shè)備1.5.1 熱釋光劑量計(jì)及監(jiān)測(cè)設(shè)備1.5.1.1熱釋光進(jìn)行劑量測(cè)量的基本原理 許多非導(dǎo)體物質(zhì)受到電離輻射的作
55、用,間接產(chǎn)生電子-空穴對(duì),其中部分電子(空穴)被物質(zhì)中的陷阱所俘獲,只有受到熱激發(fā)時(shí),才以可見光及紫外線光釋放出來。釋放出的光強(qiáng)正比于最初吸收的電離輻射。,1.5 測(cè)量元件和設(shè)備1.5.1 熱釋光劑量計(jì)及監(jiān)測(cè)設(shè)備1.5.1.2 熱釋光材料 一種好的熱釋光材料要求具有靈敏度高、能量響應(yīng)好、組織等效性好、衰退小、重復(fù)性能好、光敏性小、線性范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。 目前國(guó)際上最廣泛使用的熱釋光材料有:Li
56、F(Mg、Ti)、li2B4O7(Mn)、CaSO4(Tm)、 LiF(Mg、Cu 、P)等十幾種。,發(fā)光曲線,靈敏度:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的TL材料受單位輻照劑量時(shí)的相對(duì)光輸出。,,劑量響應(yīng):熱釋光材料的發(fā)光峰值高度或發(fā)光曲線下的面積或輸出光子數(shù)隨著輻射劑量的變化關(guān)系稱為劑量響應(yīng)。 超線性:當(dāng)γ射線的劑量值超過某一值時(shí),其熱釋光輸出呈現(xiàn)偏離劑量響應(yīng)線性曲線的現(xiàn)象稱為超線性。,能量響應(yīng):在相同γ射線輻照劑量下,熱釋光強(qiáng)度或發(fā)
57、光曲線下的面積等熱釋光探測(cè)器的響應(yīng)與γ射線能量之間的關(guān)系稱為能量響應(yīng)。,長(zhǎng)期穩(wěn)定性:熱釋光材料在經(jīng)過γ射線照射后,在一定條件下保存一段時(shí)間,其發(fā)光曲線全譜面積隨時(shí)間而衰退。 主劑量峰溫度低,衰退快; 主劑量峰溫度高,衰退慢; GB-10264-88中規(guī)定:長(zhǎng)期穩(wěn)定性應(yīng)好于7%。 可通過利用已知?jiǎng)┝空丈洳⒃诤銣亍⒑銤裣渲匈A存響應(yīng)時(shí)間的試驗(yàn)來確定
58、一批劑量計(jì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。,零劑量讀數(shù):熱釋光材料在沒有受到γ射線照射時(shí),經(jīng)加熱后的讀出讀數(shù)稱為零劑量讀數(shù)。 在小劑量的測(cè)量中,熱釋光劑量計(jì)的零劑量讀數(shù)決定了其劑量計(jì)的下限和劑量讀數(shù)的重復(fù)性。 零劑量讀數(shù)主要與熱釋光材料及探測(cè)器的受照歷史有關(guān),可以采用本底補(bǔ)償?shù)姆椒ㄇ宄?讀出系統(tǒng):,1.5.2 光釋光劑量計(jì)及監(jiān)測(cè)設(shè)備1.5.2.1光釋光(OSL)技術(shù)的發(fā)展歷史 O
59、SL在個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究工作可追溯到上世紀(jì)50年代。1956年,Antonove-Romanovskii等人提出了利用OSL進(jìn)行個(gè)人劑量測(cè)量的建議。1967年,開始試應(yīng)用。然而,當(dāng)時(shí)這些工作沒有被廣泛報(bào)道,其原因可能是由于當(dāng)時(shí)沒有合適的OSL物質(zhì)。這種物質(zhì)既要求對(duì)輻射高敏感,又要求有高的光激發(fā)效率、低有效原子序數(shù)和在室溫下能有穩(wěn)定的發(fā)光信號(hào)。當(dāng)時(shí),主要對(duì)MgS、CaS、SrS、SrSe等物質(zhì)中摻雜Ce、Sm、Eu等稀土元素的物質(zhì)進(jìn)行
60、試驗(yàn)。這些物質(zhì)對(duì)輻射敏感,又有高的光激發(fā)光效率,但其在室溫下信號(hào)有明顯的衰退,且有效原子序數(shù)太高,不適合于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。,70年代,嘗試?yán)肂eO、CaF2:Mn、CaSO4:Dy等物質(zhì)和OSL原理進(jìn)行快中子劑量的測(cè)量,但由于其靈敏度相對(duì)較低,效果不太理想。當(dāng)時(shí)采用的模式為DOSL(延時(shí)OSL)。90年代,POSL(脈沖OSL)方式出現(xiàn),同時(shí),新的晶體(Al2O3)開始應(yīng)用。這種方式顯示出了高靈敏度和弱的溫度依賴特性。高靈敏度和快讀出
61、特性使得對(duì)大面積探測(cè)器的劑量分布成像成為可能。又經(jīng)過持續(xù)研究,OSL技術(shù)逐漸走向成熟并獲得應(yīng)用。,1.5.2.2光釋光(OSL)技術(shù)原理 幾種熱激發(fā)與光激發(fā)現(xiàn)象的原理示意圖,1.5.2.3 光釋光(OSL)技術(shù)特性 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),很多物質(zhì),如Al2O3:C、KCl、KBr、NaCl等均作為OSL物質(zhì)進(jìn)行過研究。目前僅有Al2O3:C走向市場(chǎng)。(1) Al2O3:C的OSL
62、激發(fā)與發(fā)射特性 Markey等人利用氬電離激光源對(duì)Al2O3:C的激發(fā)光譜進(jìn)行了測(cè)量(1995)。在每一個(gè)波長(zhǎng)上,功率都調(diào)節(jié)到單位時(shí)間單位面積內(nèi)入射到樣品上的光子數(shù)相同。以后Bфtter-Sensen、Walker等人也利用不同方法進(jìn)行了測(cè)量,測(cè)量結(jié)果有所差別,但趨勢(shì)大同小異。Bфtter-Sensen等人測(cè)得的激發(fā)波長(zhǎng)與OSL強(qiáng)度之間的關(guān)系如下圖所示。在低波長(zhǎng)范圍,隨著波長(zhǎng)的上升,OSL強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),達(dá)到峰值后,逐漸下
63、降。,下圖為受照后的樣品受到光激發(fā)時(shí)OSL強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系。該圖中,利用90Sr/90Y β源對(duì)Al2O3:C進(jìn)行照射,照射劑量為60mGy,激發(fā)源波長(zhǎng)為420~550nm,強(qiáng)度為16mW/cm2。,幾種OSL個(gè)人劑量計(jì)或測(cè)量系統(tǒng)介紹 。,OSL測(cè)量技術(shù) 光激發(fā)模式 OSL測(cè)讀的基本過程是利用光對(duì)受照樣品進(jìn)行激發(fā),然后利用光電倍增管對(duì)樣品發(fā)射的光子進(jìn)行探測(cè)。激發(fā)過程中,可以使用三種不同的模式:連續(xù)波O
64、SL(CW-OSL)、線性調(diào)制OSL(LM-OSL)、脈沖OSL(POSL)模式。三種激發(fā)模式示意圖如下圖所示:,2、內(nèi)照射劑量監(jiān)測(cè)2.1 內(nèi)照射劑量監(jiān)測(cè)的一般原則2.2.1 監(jiān)測(cè)的目的(1) 估算待積有效劑量,必要時(shí)估算受照器官或組織的待積當(dāng)量劑量,以達(dá)到并維持可接受的安全而又滿意的工作條件。(2) 為安全評(píng)價(jià)和輻射防護(hù)評(píng)價(jià)提供內(nèi)照射劑量資料,以驗(yàn)證是否符合管理和審管部門的要求。(3) 為設(shè)施的設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制的優(yōu)化提供資料。
65、(4) 在異常或事故照射情況下,為啟動(dòng)合適的健康監(jiān)督和醫(yī)學(xué)處理提供可靠的資料、支持和協(xié)助。,2.2.2 監(jiān)測(cè)對(duì)象 對(duì)所有可能受到職業(yè)內(nèi)照射的人員一般都應(yīng)進(jìn)行內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測(cè),對(duì)于可能有放射性核素顯著攝入的工作人員,應(yīng)進(jìn)行常規(guī)內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測(cè)。在處理事故或設(shè)備檢修情況下,發(fā)生或懷疑發(fā)生放射性核素顯著攝入時(shí),應(yīng)進(jìn)行內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測(cè)。在事故情況下,應(yīng)進(jìn)行內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測(cè)。,2.2.3 監(jiān)測(cè)的類型 按監(jiān)測(cè)的目的,內(nèi)照射劑
66、量個(gè)人監(jiān)測(cè)的類型分為常規(guī)監(jiān)測(cè),任務(wù)相關(guān)監(jiān)測(cè)和特殊監(jiān)測(cè)。驗(yàn)證性監(jiān)測(cè)、傷口監(jiān)測(cè)和醫(yī)學(xué)干預(yù)后監(jiān)測(cè)等均屬特殊監(jiān)測(cè)。,,(1) 常規(guī)監(jiān)測(cè) 常規(guī)內(nèi)照射個(gè)人監(jiān)測(cè)是按常規(guī)監(jiān)測(cè)計(jì)劃,以規(guī)定的時(shí)間表進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。它的主要目的是為安全評(píng)價(jià)和輻射防護(hù)評(píng)價(jià)提供個(gè)人內(nèi)照射劑量數(shù)據(jù)。 對(duì)于核電站,在下述情況下,一般應(yīng)進(jìn)行常規(guī)個(gè)人監(jiān)測(cè): ① 操作氣態(tài)和揮發(fā)性的放射性物質(zhì),如在大規(guī)模生產(chǎn)過程中和操作發(fā)光材料中遇到的氚及其化合物
67、以及重水反應(yīng)堆中氚和氚化物等; ② 可能受到裂變和活化產(chǎn)物照射的反應(yīng)堆維修。,常規(guī)監(jiān)測(cè)的頻率主要與下列因素有關(guān): ① 放射性核素在體內(nèi)的生物動(dòng)力學(xué)行為 ② 測(cè)量技術(shù)的靈敏度 ③ 輻射特性 ④ 在攝入量和劑量估算中所能接受的不確定度。 確定監(jiān)測(cè)頻率時(shí),應(yīng)保證由于攝入時(shí)刻未知而采用攝入發(fā)生在每個(gè)監(jiān)測(cè)周期中間一天的假定所造成的攝入量低估不大于3 倍。一般來說
68、,監(jiān)測(cè)周期的選擇,不應(yīng)使得與大于5%年劑量限值相應(yīng)的攝入量被遺漏。,,原則上應(yīng)盡量采用靈敏的測(cè)量技術(shù),但是在選定前應(yīng)對(duì)利用最靈敏的探測(cè)技術(shù)和盡可能短的取樣周期所需費(fèi)用與因利用靈敏度較差的探測(cè)技術(shù)或較長(zhǎng)檢測(cè)周期而將劑量低估或遺漏產(chǎn)生的輻射危害進(jìn)行權(quán)衡。,(2) 特殊監(jiān)測(cè)和任務(wù)相關(guān)監(jiān)測(cè) 為了解決某一特殊問題,或當(dāng)出現(xiàn)異?;驊岩沙霈F(xiàn)異常進(jìn)行的監(jiān)測(cè)稱為特殊監(jiān)測(cè)。為了給特定的操作提供相關(guān)資料,或有時(shí)為了給某項(xiàng)操作的開展提供依據(jù)而進(jìn)行
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