JJF(京) 70-2019 智能可穿戴辐射剂量检测设备校准规范

中华人民共和国地方计量技术规范JJF(京)70-2019智能可穿戴辐射剂量检测设备校准规范智能可穿戴辐射剂量检测设备校准规范JJF(京)70—2019黄新生(北京市计量检测科学研究院)I 2引用文献 2 25计量性能要求 36校准条件 37校准项目和校准方法 48校准结果的表达 9 附录A测量不确定度评定实例 11附录B校准原始记录参考格式 附录C校准证书内页信息及格式 Ⅱ照JJG1009-2016及GB/T13161-2015;所使用的个人剂量当量Hp(10)约定值的测定方法及其不确定度评估主要参照GB/T12162.2-2004和GB/T12162.3-2004;所使用的参考辐射取自GB/T12162.1-2000,部分参照ICRUReport47;各种辐射质的Hp(10)的转换系数采用GB/T12162.3-2004中提供的数据。本规范增加了在运动状态下，智能可穿戴辐射1范围2引用文献ICRUReport47外照射光子和电子辐2其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语3.1个人剂量当量Hp(d)personaldoseequivalentHp(d)d为10mm,Hp(d)可写为Hp(10)。3.2智能可穿戴辐射剂量检测设备smartwearableradiationdosimeter3.3约定值conventionalquantityvalue为特定目的而按一定规范赋予某一量的(量)值。3.6测量点pointoftest辐射场中剂量当量率Hp(10)约定值(或参考值)已测定的一特定点，校准时探测器3.7参考点referencepointofanassembly4概述记录由外照射X、γ辐射作用于佩带者的个人剂量当量Hp(10)并同时具有个人剂量当量率Hp(10)声光报警功能的数显仪器(部分监测仪亦兼有个人剂量当量率Hp(10)测量功3能或累积剂量当量Hp(10)报警功能)。监测仪的报警阈值可预置调整。除上规范中。其一大特点是可以在运动状态下进行监测，评价其运动状态5计量性能要求监测仪的辐射计量性能必须满足表1的要求。性能影响量的变化范围静止状态下相对固有误差有效测量范围内3个数量级有效测量范围内统计涨落能量/入射角响应6校准条件校准实验室的环境条件应符合表2的要求。环境温度相对湿度大气压力γ辐射本底周围剂量当量率不大于0.25μSv·h¹测量点的空气比释动能(率)值由防护水平电离室型剂量仪测量，其最值应可溯源4需采用的X、γ参考辐射见表3。辐射场条件应满足GB12162.1-2000规定的要求，须覆盖10μSv/h~10mSv/h,在校准中可能需使用多个137Cs辐射源以覆盖被检监测仪的全部测量范围，在此情况下，从每个源所能获得的所有测量点的Hp(10)可用范围(可通过改变辐射源与仪器探头距离的方法获得)必须至少与由另一个源所能得到的可甩范围在测量点的辐射束的均匀区域应能完全覆盖计量标准仪器和体模),该区域内的不均匀性应不超过5%。散射辐射对各测量点剂量当量率的贡献应小于总值的5%。辐射质平均能量keV本规程使用ISO标准板模水箱：外部尺寸为30cm×30cm×15cm(高×宽×厚)有机玻璃，前壁部分的厚度不大于2.5mm,其他部分厚度为10mm。置测量。平台可在导轨上X轴移动，可通过控制软件设置目标位置、移动距离，可实2次重复运动后平台的位置偏差应小于1mm。7校准项目和校准方法7.1校准项目JJF(京)70-20195商等必要的标记应清晰可辨，在机身上或所附技术文件中明确注明监测仪的有效测量(报警)范围。监测仪的外形、重量及配件应便于佩戴(附有腕带或系绳)且不妨碍操作和测量的准确；如监测仪附带专用的保护套，则必须在戴套的条件下满足本规程的所有校准项目，且在佩戴时其报警声响和灯光信号不受影响。监测仪须为数显式，显示单位须为剂量当量单位Sv(或兼有剂量当量率Sv/h显示)。个人剂量当量有效测量范围和剂最当量率报警范围至少覆盖3个十进位量级，且其有效测量(报警)范围必须覆盖表1中统计涨落的校准范围。7.2.2静止状态下相对固有误差、统计涨落7.2.2.1监测仪相对固有误差和统计涨落项目的校准应尽量使用137Csγ参考辐射场。如137Cs辐射场无法覆盖监测仪的全部有效测量范围，亦可采用60Coγ辐射场，但需对采用60Co的相对误差数据按其能量响应特性进行修正。相对固有误差、统计涨落项目可使用相同的测量数据。校准时使用合适的不同剂量当量率在监测仪剂量当量有效范围的每个十进量级内至少选取一点，且相邻两点间相差应不大于10倍。这些剂量当量率须在监测仪的剂量当量率有效范围内。如能确定监测仪在相同剂量当量率条件下其累积剂量当量不存在非线性响应问题 (如使用计数管探头的监测仪等),则上述测量点可适当减少，只需检测不同剂量当量率的测量点。7.2.2.2将被检监测仪组合置于ISO标准板模上，使该组合的参考点(即模体表面下10mm点)位于辐射场中剂量当量约定值Hc已知的测量点上，其中统计涨落的测量点约定值应取在表1的统计涨落校准范围内。测出监测仪剂量当量的测得值H,各测量点的重复测量次数不少于4次，最低十进量级内及统计涨落的测量点重复测量不少于7次。按下式计算出各个测量点的相对偏差I;:静止状态下校准因子N:参照所提供的监测仪的有效测量范围，在表1的统计涨落校准范围(1~11)μSv内选择合适的测量点按下式测定变异系数V:6任二个I值之差不超过42%,则认为监测仪静止状态下相对固有误差满足表1的要求。42%,则认为监测仪静止状态下相对固有误差不满足表1的要求，校准结果取距[-17%~+25%]范围相差最大的一个表述。若有一个点的相对误差I值超出异系数V值不超过表1中的相应限值与表4中c1值的乘积，认为监测仪的统计涨落满的V值不超过相应限值与ci值的乘积，则认为若该V值超过表1中的相应限值与c₂值的乘积，则认为该项目结果不符合表1的表4w个不同测量点和每个测量点n次测量的c₁和c₂值Wn次测量的c₁值n次测量的c₂值4704705116117JJF(京)70-20198l11l111l7.2.2.5对兼具累积剂量当量和剂量当量率测量功能且其剂量当量率测量功能可持续保持的监测仪，并确定监测仪的剂量当量率和累积剂量是由同一套测量体系得出，其量值等效一致，可用剂量当量率的测量值来校准该监测仪的静止状态相对固有误差和统计涨落项目，并按7.2.2.3条中的相同的方法对该项目进行最终的判定。在以剂量当量率测量功能校准时，应在监测仪的有效范围内每个十进量级上至少选取一点，且相邻两点间相差应不大于10倍，按7.2.2.2条类似方法测定其静止状态下相对固有误差和统计涨落并判定。此外，还必须选择一合适的测量点(有效测量范围的中点附近)来验证其量值的一致性：在一次辐照中同时测得其剂量当量值Hp和剂量当量率平均值H,两者须满足：m——剂量当量率的重复测量次数。若实际测量结果不满足(4)式，则还需按累积剂量当量的方法进行校准。在此情况下，两种测量模式的相对固有误差均需满足表1的要求。用剂量当量率测量值来校准该监测仪的统计涨落时，在表1的统计涨落校准范围20次，并对校准结果进行判定。在此情况下若统计涨落校准结果不符合表1的要求，还需再按累积剂量当量测量模式进行校准，并以剂量当量功能的测量值作为最终的校准结果，并须在校准证书中注明测量模式。7.2.3运动状态下相对固有误差JJF(京)70-20198述(若超过表1中的相应限值，就用该限值表述)。若相对误差J值超出JJF(京)70-20199应使用本规程6.2.1条所推荐的X、γ参考辐射。对于不同的辐射能量，原则上应使用相同的剂量当量率。如果这一点无法做到，应利用相对固有误差的测量数据对各能量的剂量当量的差别进行修正(如果需要，可使用内插法)。对于表3中每一特定能量E的参考辐射，按7.2.2.2的方法将被检监测仪组合置于已知剂量当量约定值Hec的测量点上，读出仪器的测得值HE,0,作为0°入射角的测量值，两者的比值HE,o/HEc即其对该辐射能量E的响应值RE,0,监测仪对该辐射能量E的相对如0°的相对响应R'E,o在80keV~1.5MeV的能量范围内都能满足0.71≤RE,o≤1.67,且相对响应值RE,0的变化趋势是随能量增加单向变好，则选择能量范围低端的2种X辐射(65keV、83keV),将上述测量组合在通过其参考点并包含参考方向的两个垂直平R'E,α=Rα/Rcs,0满足表1的要求。8校准结果的表达经校准的监测仪出具校准证书。校准证书应至少包括以下信息：a)标题，如“校准证书”;b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如证书编号),每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的1)校准结果及其测量不确定度的说明；9复校时间间隔建议不超过1年，根据使用的实际情况确定，用户可自行确定仪器复校时间间隔。JJF(京)70-2019附录A测量不确定度评定实例式中：Nk——电离室型参考剂量仪的空气比释动能校准因子，Gydiv-1;M——参考剂量仪的测量读数，div;hpk(10)——空气比释动能-深部个剂量当量的转换系数，Sv/Gy;K——由空气密度修正、场的非均匀性修正等决定的修正系数Hi——被测仪器的指示值，Sv。各项灵敏度系数的绝对值均等于1,即C₁=C₂=C₃=1,C₄=-1。2、标准不确定度将各分量来源与不确定度列于表5,其中的误差或不确定度均指相对值。xi——测量模型中第i个自变量或输入估计值；ai——xi的误差分散区间半宽、最大允许误差、误差限、极限误差或扩展不确定度；C₁——灵敏度系数；ui(y)/y=|Ci|:u(x;)/xi输出标准不确定度分量；表5列出的值有的是估计值(a₃),有些是检定证书得到的(a₁,k₁和v₁),、k₃=√3适用于均匀分布，u(x₂)/x₂和u(x₄)/x₄从10次重复测量的数据得出。对于i=1、3二项，JJF(京)70-2019iXkC1212//193转换系数hk(10)1415//93、合成不确定度各Xi的误差彼此独立，所以合成标准不确定0.0248,而的有效自由度ven=61。4、扩展不确定度给定置信水平95%和算得的自由度为61的条件下，查t分布表得覆盖因子Cf的扩展相对不确定度为5.0%。此值适用于约1Gy/h～10μGy/h的137Cs参考辐射A。2、静止状态下、运动状态下相对固有误差及能量/入射角响应1、静止状态下相对固有误差本规范规定对监测仪静止状态下相对固有误差I的要求是：-17%～+25%,这种不对称的表述方式其实是要求监测仪的校准因子Cf满足：0.8≤Cf≤1.2。在实际检定中考虑到个人剂量当量Hp(10)参考值不确定度的存在，具体要求是-17%-Un≤I≤25%+UH,这里Un是个人剂量当量Hp(10)参考值的相对扩展不确定度 (k=2),Hc=Nk·M·hp(10)·K,Hc的相对不确定度只包含了(10)式中前面4项，由表5可算出：换算成对校准因子的要求是：0.773<C<1.271,即：要满足规程对相对固有误差的要求，校准因子须在0.77～1.27之间。JJF(京)70-2019为便于判断，上式可按最高的要求简化为|CF-1|≤22.7%,|C-1|的不确定度就是2、能量/入射角响应本规范规定对监测仪能量/入射角响应RE,0的要求是0.71≤RE,o≤1.67,即要求在各种能量/入射角条件下监测仪的校准因子Cf满足0.6≤Cf≤1.4,为便于判断，可简化为：|Ce1|≤40%。立，其中的差异只在于(9)式中的几个不确定度分量略有不同，可简单分析如下：Nk:参考剂量仪的特定能量校准因子，与(9)式相比其不确定度有所增加；M:参考剂量仪的测量读数，不确定度不变；hpk(10):转换系数，不确定度不变；K:各种因素的修正系数，其中应加上辐射能谱差异所引入的不确定度；H:被测仪器的指示值，其中应再加上入射角偏差所引入的不确定度；可以粗略认为上述因能量和入射角变化所引入的的3项不确定度均为1.0%,且与(10)式中的各分量无关联，以方和根合成：uc(Cr)/C=(0.0248²+0.01²+0.01²+0.01²)12=0.3、运动状态下相对固有误差本规范规定对监测仪运动状态下相对固有误差I的要求是：-23%～+43%,这种不对称的表述方式其实是要求监测仪的校准因子Cf满足0.7≤Cf≤1.3,为便于判断，可简化为：|C-1|≤30%,|Ce1|的不确定度等于Cf的不确定度，在此情况下上述(9)式和(10)式依然成立，其中的差异只在于(9)式中的几个不确定度分量略有不同，可简单分析如下：Nk:电离室型参考剂量仪的空气比释动能校准因子，不确定度不变；M:参考剂量