放射性惰性氣體監(jiān)測儀校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1979—20221放射性惰性氣體監(jiān)測儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于放射性惰性氣體(氪、氙等)監(jiān)測儀的校準(zhǔn)。本規(guī)范不適用于天然放射性惰性氣體氡測量儀的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用下列文件:JJF1001—2011通用計量術(shù)語及定義JJF1035—2006電離輻射計量術(shù)語及定義GB/T7165.1—2005氣態(tài)排出流(放射性)活度連續(xù)監(jiān)測設(shè)備第1部分:一般要求GB/T7165.3—2008氣態(tài)排出流(放射性)活度連續(xù)監(jiān)測設(shè)備第3部分:放射性惰性氣體監(jiān)測儀的特殊要求GB/T29789—2013輻射防護(hù)儀器放射性惰性氣體取樣和監(jiān)測設(shè)備凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1術(shù)語JJF1001—2011、JJF1035—2006、GB/T29789—2013、GB/T7165.1—2005和GB/T7165.3—2008界定的及以下術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。3.1.1體積活度volumeactivity單位體積放射性氣體的活度。3.1.2標(biāo)準(zhǔn)惰性氣體referencenoblegas體積活度已知的放射性惰性氣體。3.1.3響應(yīng)response在確定的條件下,測量儀器或裝置(系統(tǒng))對激勵作用的反應(yīng)特性,以儀器示值與激勵量的商表示。3.1.4體積活度響應(yīng)responsetovolumeactivity放射性惰性氣體監(jiān)測儀示值與被測標(biāo)準(zhǔn)惰性氣體體積活度約定值之比。3.1.5體積活度響應(yīng)非線性nonlinearityofresponsetovolumeactivity在測量范圍內(nèi),放射性惰性氣體監(jiān)測儀對不同體積活度標(biāo)準(zhǔn)惰性氣體的體積活度響應(yīng)與體積活度響應(yīng)平均值的相對偏差。JJF1979—202223.2計量單位3.2.1[放射性]活度:貝可[勒爾],符號:Bq。3.2.2體積活度:貝可[勒爾]每立方米,符號:Bq·m-3。3.2.3體積活度響應(yīng):立方米每秒貝可[勒爾]或無量綱,符號:s-1·Bq-1·m3。4概述放射性惰性氣體監(jiān)測儀主要由采樣單元、探測器、測量單元、指示單元和報警單元等組成,利用閃爍體、半導(dǎo)體或電離室等探測器,測量流過監(jiān)測儀探測體積中的放射性氣體所產(chǎn)生的電信號,經(jīng)電子學(xué)系統(tǒng)處理,指示所測放射性惰性氣體體積活度值或計數(shù)率。放射性惰性氣體監(jiān)測儀主要用于放射性工作場所、核設(shè)施氣態(tài)流出物以及核事故狀態(tài)下環(huán)境中放射性惰性氣體(氪、氙等)的監(jiān)測。5計量特性5.1體積活度響應(yīng)以體積活度為示值的放射性惰性氣體監(jiān)測儀,其體積活度響應(yīng)一般為0.85~1.15。5.2重復(fù)性放射性惰性氣體監(jiān)測儀的重復(fù)性一般不超過10%。5.3體積活度響應(yīng)非線性放射性惰性氣體監(jiān)測儀體積活度響應(yīng)非線性一般不超過20%。注:以上計量特性指標(biāo)不適用于合格性判定,僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1溫度:(15~25)℃。6.1.2相對濕度:不大于75%。6.1.3環(huán)境γ輻射空氣比釋動能率:≤0.25μGy/h。6.1.4周圍無明顯影響正常工作的機(jī)械振動和電磁干擾。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)6.2.1標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體源a)標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體源核素為85Kr;b)體積活度范圍為(104~109)Bq·m-3;6.2.)展不確定度Urel≤3%(k=2)。a)溫濕度計:(0~50)℃,最小分度值不大于0.1℃、1%RH;b)壓力計:(10~300)kPa,最小分度值不大于0.01kPa;c)高純鍺γ譜儀:能量范圍(59~3000)keV,活度范圍(1~3.7×105)Bq,相對擴(kuò)展不確定度Urel≤7%(k=2)。JJF1979—202237校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1可采用的校準(zhǔn)方法放射性惰性氣體監(jiān)測儀的校準(zhǔn)可采用下列兩種方法中的一種進(jìn)行。a)采用體積活度已知的標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體源,將被校儀器的進(jìn)氣口和出氣口分別連接標(biāo)準(zhǔn)氣體和循環(huán)泵。在循環(huán)泵的作用下,85Kr標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)入被校儀器,直至管路內(nèi)體積活度達(dá)到平衡,被校儀器示值趨于穩(wěn)定。被校儀器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)氣體體積活度的確定方法見附錄D。b)將被校儀器的探測器浸沒在一個體積足夠大的體積活度已知的放射性惰性氣體源艙室內(nèi)。7.2體積活度響應(yīng)7.2.1儀器本底測量在不接入放射性氣體的情況下進(jìn)行自檢操作,讀取被校儀器本底示值,連續(xù)重復(fù)不少于10次,單次測量時間一般不少于3min,按式(1)計算平均值作為被校儀器的本底。Ab=Abi(1)式中:Ab—被校儀器本底,Bq·m-3或s-1;Abi—第i次測量本底示值,Bq·m-3或s-1;n—測量次數(shù),n≥10。7.2.2體積活度響應(yīng)測量在標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體源體積活度為(104~109)Bq·m-3,選取至少3個不同量級的體積活度作為測量點,分別測量被校儀器的體積活度響應(yīng)。每個體積活度下被校儀器重復(fù)測量不少于10次,單次測量時間一般不少于3min,取測量示值的平均值。按式(2)計算各測量點被校儀器的體積活度響應(yīng)。Rj=式中:Aj-AbQj(2)Rj—被校準(zhǔn)儀器在第j個體積活度測量點的體積活度響應(yīng)。被校儀器以體積活度為顯示結(jié)果時,Rj無量綱;被校儀器以計數(shù)率為顯示結(jié)果時,Rj的單位為s-1·Bq-1·m3。Aj—被校儀器在第j個體積活度測量點的n次測量示值平均值,Bq·m-3或s-1。Ab—被校儀器的本底測量結(jié)果,Bq·m-3或s-1。Qj—第j個測量點下被校儀器內(nèi)放射性惰性氣體體積活度,Bq·m-3。被校儀器的體積活度響應(yīng)取不同體積活度測量點下測量結(jié)果的平均值,按式(3)計算。JJF1979—20224 R=Rj(3) 式中:R—在所選取體積活度測量范圍內(nèi),被校儀器的體積活度響應(yīng),s-1·Bq-1·m3或無量綱;Rj—被校準(zhǔn)儀器在第j個體積活度測量點的體積活度響應(yīng),s-1·Bq-1·m3或無量綱;n—所選取的體積活度測量點個數(shù)。7.3重復(fù)性選用體積活度約106Bq·m-3的標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體源,單次測量時間不少于3min,連續(xù)讀取被校惰性氣體監(jiān)測儀示值不少于10次,被校儀器的重復(fù)性按式(4)計算。1AV=1A式中:V—重復(fù)性;×(Ai-A)2×100%(4)A—被校儀器的示值平均值,Bq·m-3或s-1;Ai—被校儀器第i次測量的示值,Bq·m-3或s-1;n—測量次數(shù),n≥10。7.4體積活度響應(yīng)非線性由各測量點下得到的體積活度響應(yīng)Rj及其平均值(即被校儀器的體積活度響應(yīng))R,按照式(5)計算第j個測量點的體積活度響應(yīng)相對偏差。Lj=×100%(5)式中:Lj—第j個測量點的體積活度響應(yīng)相對偏差;R—被校儀器的體積活度響應(yīng),s-1·Bq-1·m3或無量綱;Rj—被校準(zhǔn)儀器在第j個體積活度測量點的體積活度響應(yīng),s-1·Bq-1·m3或無量綱;取Lj的絕對值最大者為被校儀器的體積活度響應(yīng)非線性L。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)按本規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn),出具校準(zhǔn)證書,校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式見附錄B;校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)給出體積活度響應(yīng)及其測量結(jié)果的不確定度(評定示例見附錄C)。9復(fù)校周期間隔由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸多因素所決定的,因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主確定復(fù)校周期間隔。建議復(fù)校時間間隔為24個月。JJF1979—20225附錄A放射性惰性氣體監(jiān)測儀校準(zhǔn)記錄推薦格式放射性惰性氣體監(jiān)測儀校準(zhǔn)記錄送校單位儀器名稱型號/規(guī)格出廠編號生產(chǎn)廠家校準(zhǔn)日期證書編號校準(zhǔn)依據(jù)的技術(shù)文件校準(zhǔn)環(huán)境條件溫度:℃相對濕度:%計量標(biāo)準(zhǔn)證書編號有效期重復(fù)性結(jié)果(%)本底示值平均值體積活度響應(yīng)R體積活度標(biāo)準(zhǔn)值儀器示值示值平均值體積活度響應(yīng)Rj響應(yīng)平均值R體積活度響應(yīng)非線性LLj相對偏差Lj絕對值最大校準(zhǔn)員:核驗員:JJF1979—20226附錄B放射性惰性氣體監(jiān)測儀校準(zhǔn)證書內(nèi)頁內(nèi)容B.1校準(zhǔn)證書內(nèi)頁內(nèi)容至少應(yīng)包括下列信息:a)被校對象的名稱、核素、規(guī)格、編號;b)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;c)本次校準(zhǔn)時的環(huán)境條件;d)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明。B.2校準(zhǔn)結(jié)果B.2.1體積活度響應(yīng)B.2.2B.2.2重復(fù)性V=B.2.3體積活度響應(yīng)非線性L=7附錄C放射性惰性氣體監(jiān)測儀體積活度響應(yīng)校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定示例C.1測量條件與測量方法C.1.1環(huán)境條件:實驗室溫度:(15~25)℃;相對濕度:(35~65)%;周圍無影響正常工作的機(jī)械振動和電磁干擾。C.1.2測量標(biāo)準(zhǔn):以氮氣為載氣的標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體85Kr;體積活度:標(biāo)準(zhǔn)溫度氣壓(273.15K&101.325kPa)條件下,體積活度為6.87×108Bq·m-3,參考時間2020年6月15日;體積活度的相對擴(kuò)展不確定度:Urel≤2%(k=2)。C.1.3測量參數(shù):放射性惰性氣體核素85Kr體積活度響應(yīng)。C.1.4測量方法:按照7.2。C.2測量模型Rj=(C.1)式中:Rj—被校準(zhǔn)儀器在第j個體積活度測量點的體積活度響應(yīng)。被校儀器以體積活度為顯示結(jié)果時,Rj無量綱;被校儀器以計數(shù)率為顯示結(jié)果時,Rj的單位為s-1·Bq-1·m3。Aj—被校儀器在第j個體積活度測量點的示值平均值,Bq·m-3或s-1。Ab—被校儀器的本底測量結(jié)果,Bq·m-3或s-1。Qj—第j個測量點下被校儀器內(nèi)放射性惰性氣體體積活度,Bq·m-3。C.3輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.3.1輸入量Aj的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Aj)輸入量Aj的不確定度主要來源于惰性氣體監(jiān)測儀計數(shù)率的統(tǒng)計漲落。其標(biāo)準(zhǔn)不確定度由公式(C.2)計算得出:u(Aj)=/(C.2)式中:Aji—被校儀器在第j個體積活度測量點的單次測量示值,Bq·m-3或s-1;n—測量次數(shù)(至少10次)。選擇一臺放射性惰性氣體監(jiān)測儀,采用7.1中的第a)種校準(zhǔn)方法,通過精確測量85Kr氣體取樣溫度和壓強(qiáng),參照附錄D中被校準(zhǔn)儀器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)氣體體積活度確定方法,得到JJF1979—20228一個測量點條件下被校儀器內(nèi)惰性氣體85Kr體積活度標(biāo)準(zhǔn)值為4.90×107Bq·m-3,相對擴(kuò)展不確定度為Urel=5.0%(k=2)。待被校儀器計數(shù)率穩(wěn)定后,連續(xù)記錄10次計數(shù)率示值,見表C.1。計算10次計數(shù)率示值的平均值A(chǔ)j=247.36s-1,由公式(C.2)計算被校儀器示值計數(shù)率統(tǒng)計漲落的標(biāo)準(zhǔn)不確定為u(Aj)=1.17s-1。表C.1被校儀器計數(shù)率示值測量次數(shù)12345計數(shù)率/s-1248.03243.69247.29241.21251.41測量次數(shù)678910計數(shù)率/s-1242.92250.55249.10251.97247.38C.3.2輸入量Ab的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ab)輸入量Ab的不確定度主要來源于惰性氣體監(jiān)測儀本底計數(shù)率的統(tǒng)計漲落,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定方法同輸入量Ab的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Aj)的評定方法。在被校儀器不接入標(biāo)準(zhǔn)放射性氣體源的情況下進(jìn)行本底計數(shù)率測量,連續(xù)記錄10次本底計數(shù)率示值,見表C.2。計算10次本底計數(shù)率示值的平均值A(chǔ)b=0.60s-1,由公式(C.2)計算被校儀器示值計數(shù)率統(tǒng)計漲落不-1。測量次數(shù)12345本底計數(shù)率/s-10.400.600.601.200.80測量次數(shù)678910本底計數(shù)率/s-10.400.200.400.600.80C.3.3輸入量Qj的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Qj)輸入量u(Qj)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體85Kr體積活度的不確定度和混氣前后85Kr標(biāo)準(zhǔn)氣體源體積活度稀釋因子的不確定度。本示例中,選定的測定度和混氣前后85Kr標(biāo)準(zhǔn)氣體源體積活度稀釋因子的不確定度。本示例中,選定的測量點下,參照C.3.1確定的被校儀器內(nèi)放射性惰性氣體85Kr體積活度值為Qj=4.90×2.5%×4.90×107Bq·m-3=1.22×106Bq·m-3。107Bq·m-3,體積活度的相對擴(kuò)展不確定度為Urel2.5%×4.90×107Bq·m-3=1.22×106Bq·m-3。C.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.4.1靈敏系數(shù)Aj對Rj的靈敏系數(shù)cAj===Bq-1·m3≈2.04×10-8Bq-1·m3Ab對Rj的靈敏系數(shù)cAb==-j=-4.90107Bq-1·m3≈-2.04×10-8Bq-1·m3JJF1979—20229Qj對Rj的靈敏系數(shù)cQj==-=-≈-1.03×10-13s-1·Bq-2·m6C.4.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算放射性惰性氣體監(jiān)測儀體積活度響應(yīng)校準(zhǔn)結(jié)果不確定度分量匯總表見表C.3。表C.3放射性惰性氣體監(jiān)測儀體積活度響應(yīng)校準(zhǔn)結(jié)果不確定分量匯總表不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)u(Aj)計數(shù)率統(tǒng)計漲落1.17s-12.04×10-8Bq-1·m3u(Ab)本底計數(shù)率統(tǒng)計漲落0.09s-1-2.04×10-8Bq-1·m3u(Qj)被校儀器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體體積活度1.22×106Bq·m-3-1.03×10-13s-1·Bq-2·m6uc(Rj)==1.28×10-7s-1·Bq-1·m3uc(Rj)就是被校惰性氣體監(jiān)測儀在對應(yīng)體積活度測量點下的體積活度響應(yīng)測量值的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。m體積活度響應(yīng)Rj=5.04×10-6s-1·Bq-1·3m體積活度響應(yīng)相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(Rj)=ucj)=2.6%C.5擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,相對擴(kuò)展不確定度Urel=k·urel(Rj)=5.2%取包含因子k=2,相對擴(kuò)展不確定度Urel=k·urel(Rj)=5.2%氣體循環(huán)法中被校準(zhǔn)儀器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)氣體體積活度確定方法采用氣體循環(huán)法進(jìn)行放射性惰性氣體監(jiān)測儀體積活度響應(yīng)校準(zhǔn)的方法中，由于被校儀器采樣體積和管路連接部分體積的存在，氣體混合均勻后，被校儀器內(nèi)的放射性惰性氣體體積活度不同于混氣前的標(biāo)準(zhǔn)放射性惰性氣體源體積活度約定值。被校儀器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)氣體體積活度值可采用如圖D.1所示的方法進(jìn)行確定。錯儀氣罐標(biāo)準(zhǔn)氣體源D.1高純鍺γ譜儀對固定幾何條件8Kr標(biāo)準(zhǔn)氣罐源的效率校準(zhǔn)如圖D.1所示，在氣體循環(huán)回路中接入具有進(jìn)氣口和出氣口的不銹鋼氣罐。該氣罐在接入圖D.1所示的回路前，需內(nèi)充85Kr標(biāo)準(zhǔn)氣體源并在高純鍺γ譜儀裝置上進(jìn)行測量，確定高純鍺γ譜儀對該