T-BSRS 116-2024 放射性气溶胶监测仪校准规范

团体标准CalibrationSpecificationForRadioactiveAerosol（发布稿）本电子版为发布稿。请以北京市辐射安全研究会出版的正式标准为准北京市辐射安全研究会I前言 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14方法原理 15仪器和设备 26校准方法 47校准结果表达 58复校时间间隔 69参考文献 6 7前言本文件技术内容确定主要参考JJG（军工）143－2017《放射性气溶胶监测仪》、GB/T7165.1－2005《气态排出流放射性活度连续监测设备第一部分一般要求》、GB/T7165.2－2008《气态排出流(放射性)活度连续监测设备第2部分：放射性气溶胶（包括超铀气溶胶）监测仪的特殊要求》制订而成。本文件规定了采用放射性气溶胶源对放射性气溶胶监测仪进行校准的方法。本文件为指导性参考方法。本文件由生态环境部核与辐射安全中心组织制订。本文件起草单位：中国船舶集团有限公司第七一九研究所、生态环境部核与辐射安全中心、中船智核（武汉）科技有限公司。本文件主要起草人：刘单、祝娇、施礼，马驰、郑向阳、于国鑫，廖武、陈祥磊。1放射性气溶胶监测仪校准规范本文件规定了采用放射性气溶胶源对放射性气溶胶监测仪进行校准的方法。本文件适用于放射性气溶胶监测仪的测量范围为（1×10-2~1×104）Bq/m3(α)、（1~1×106）Bq/m3(β6）Bq/m3(γ),其他量程范围的放射性气溶胶监测仪的校准可参考本文件执行。2规范性引用文件下列文件中的内容文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T7165.1－2005气态排出流放射性活度连续监测设备第一部分一般要求GB/T7165.2－2008气态排出流放射性活度连续监测设备第二部分放射性气溶胶监测仪（包括超铀气溶胶）的特殊要求GB18871－2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准JJF1035电离辐射计量术语及定义JJG（军工）143－2017放射性气溶胶监测仪3术语和定义放射性气溶胶radioactiveaerosol指含有放射性核素的固体或液体微粒在空气或其他气体中形成的分散系。3.2参考响应referenceresponse放射性气溶胶监测仪的参考响应是指其活度浓度指示值与约定真值的比值。4方法原理放射性气溶胶监测仪由气溶胶取样装置、辐射探测器、数据处理与显示部件等组成。其中气溶胶取样装置用于对气溶胶进行收集，辐射探测器用于对取样装置的收集部件进行放射2性测量，数据处理与显示部件对探测器测量信号进行处理和显示。放射性气溶胶监测仪应用于对核设施及周边环境空气中的放射性气溶胶进行监测。采用放射性气溶胶源对放射性气溶胶监测仪进行校准时，使用液体放射源产生放射性气溶胶，通过放射性气溶胶监测仪校准台架分别输入取样支路和测量支路，取样支路滤纸收集的放射性活度通过标准活度测量仪器进行测量，结合支路流量测量信息，得出参考放射性活度浓度，从而对测量支路的放射性气溶胶监测仪进行校准。5计量特性本规范对被校仪器的计量特性应满足表1的要求。表1校准项目的技术要求计量性能量值或影响量的量值范围技术要求参考响应最灵敏量程档以上的有效测量范围1±20%响应的非线性（1×101~1×104）Bq/m3(γ)重复性最灵敏量程档以上的有效测量范围6仪器和设备本文件所述校准方法所用测量标准为标准活度测量仪器，包括α、β标准活度测量仪器（推荐低本底α、β测量仪）和γ源标准活度测量仪器（推荐高纯锗测量仪）。其他设备包括放射性气溶胶监测仪校准台架和液体放射源。放射性气溶胶监测仪校准台架组成及结构框图如下图所示。3图中设备分别为：①放射性气溶胶发生装置；②-1放射性气溶胶取样支路（含流量计②-2放射性气溶胶测量支路（含流量计③放射性气溶胶回收装置；④综合监控装置；⑥γ源标准活度测量仪器；⑦液体放射源。6.1标准活度测量仪器：包括α、β标准活度测量仪器和γ源标准活度测量仪器，应经过计量技术机构检定合格，并在有效期内。1）α、β标准活度测量仪器（推荐低本底α、β测量仪）a）探测效率：α（210Po）≥65%；β（90Sr-90Y）≥65%；b）活度测量范围1~1×104）Bq(α),（1~1×104）Bq(β);c）测量不确定度：Urel≤10%（k=2）。2）γ源标准活度测量仪器（推荐高纯锗γ能谱仪）a）能量分辨率：≤2.0keV（60Co1332keVb）相对效率：≥30%（60Coc）活度测量范围1～1×105）Bq；d）测量不确定度：Urel≤10%（k=2）。6.2放射性气溶胶监测仪校准台架：放射性气溶胶监测仪校准台架应保持密封性良好，且可通过调节阀控制取样支路与测量支路流量偏差在±20%内，配套流量计应经过计量技术机构校准合格，并在有效期内。1）放射性气溶胶发生装置a）典型气溶胶粒径D：0.4μm、4μm；b）气溶胶活度浓度范围1×10-2~1×104）Bq/m3(α),（1~1×106）Bq/m3(β),（1~1×106）Bq/m3(γ)。2）气溶胶取样器4a）滤纸直径：25mm；b）过滤效率：≥99%（气溶胶粒径D：0.4μm、4μm）。3）流量计a）流量范围：(0~50)L/min；b）最大允许误差：±2%。6.3液体放射源：液体放射源用于产生放射性气溶胶，按照种类和活度的不同分装在不同的试剂瓶中，校准时根据校准项目和校准范围的需要选择合适的液体放射源。液体放射源种类有以下几种：1）α放射源，如241Am、210Po等；2）β放射源，如204Tl、90Sr-90Y等；3）γ放射源，如60Co、137Cs等。7校准方法7.1参考响应7.1.1在放射性气溶胶监测仪校准台架的测量支路中接入待校设备。7.1.2在放射性气溶胶监测仪校准台架的取样支路中接入取样器，且在取样器中安装标准取样滤纸。7.1.3在不接入放射源的情况下，启动气溶胶发生器及放射性气溶胶监测仪校准台架，调节测量支路流量与待校设备匹配，调节取样支路流量与测量支路流量一致(±20%内）。7.1.4在测量支路中，每间隔10s读取待校设备一个测量数据，读取10次，取平均值作为待校设备活度浓度本底测量值A0。7.1.5选用合适的液体放射源，接入放射性气溶胶发生装置，在校准台架内产生放射性气溶胶，等待气溶胶发生器稳定工作5分钟以上，将取样器切入开始采样。7.1.6待校设备示值稳定后，每间隔10s读取一个测量数据，读取10次，取读数平均值作为待校设备活度浓度测量值A。7.1.7停止取样器，读取取样支路流量计测量的取样累积流量V（换算为标况下流量取下取样器滤纸，使用标准活度测量仪器测量样品滤纸中的累积放射性活度Aall，除以累积流量V，即得到放射性气溶胶的标准活度浓度值As。7.1.8待校设备在该校准点的参考响应按照公式（1）计算。Ris5式中：Ri—待校设备参考响应；A—待校设备活度浓度测量值，Bq/m3；A0—待校设备活度浓度本底测量值，Bq/m3；As—标准活度浓度值，Bq/m3。7.1.9参照上述方法，在待校设备的量程范围内，选择三个校准点，分别选用不同活度浓度的液体源，并分别按照公式（1）计算该点处的参考响应Ri。7.2响应的非线性根据6.1的校准数据，按照公式（2）计算每个校准点的非线性响应Li，取其中最大值作为待校设备响应非线性L的校准结果。式中：Li—待校设备第i个校准点的非线性响应，%；R—待校设备第i个校准点的参考响应；R—所有校准点参考响应的平均值。7.3重复性根据6.1的校准方法，在最灵敏量程档取一个测量点进行测量，按照公式（3）计算重复性V，作为待校设备重复性的校准结果。式中：V—重复性，%；s—待校设备活度浓度测量值的标准差，Bq/m3；A—待校设备活度浓度示值的平均值，Bq/m3；Aj—待校设备的活度浓度示值读数，Bq/m3；n—重复测量次数，n取10。8校准结果表达按本文件进行校准，出具校准证书。校准结果的测量不确定度按JJF1059.1的要求评定，6不确定度评定示例见附录A；推荐的原始数据格式见附录B；推荐的校准证书内页格式见附录C。9复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用保养情况、使用者、仪器本身质量等因素所决定，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，推荐复校时间间隔为12个月。10参考文献7附录A参考响应R校准不确定度评定示例（参考性附录）A.1测量条件与测量方法A.1.1环境条件环境温度：15℃~35℃;相对湿度：20％～80%;大气压力：86kPa～106kPa。A.1.2测量标准标准活度测量仪器：低本底α、β测量仪，编号1175973.01。标准液体源：90Sr-90Y溶液1.093E+3）Bq，编号SF160918。A.1.3测量参数：放射性气溶胶监测仪的参考响应。A.1.4测量方法：按照本文件第6.1条。A.2测量模型按本文件第6.1条，参考响应的计算公为：（A-1）式中：R—待校设备的参考响应；A—待校设备显示值；A0—本底测量值；As—标准测量仪显示值。对于单个校准点，由公式（A-1）可知其不确定度可表示为：（A-2）式中：u(Ri)—参考响应的合成标准不确定度；u1—输入量A引入的不确定度分量；u2—输入量A0引入的不确定度分量；u3—输入量As引入的不确定度分量。进一步：×u(A)（A-3）（A-4）8式中：c1—输入量A的灵敏系数；u(A)—输入量A的标准不确定度。（A-6）式中：c2—输入量A0的灵敏系数；u(A0)—输入量A0的标准不确定度。u33（A-8）式中：c3—输入量As的灵敏系数；u(As)—输入量As的标准不确定度。A.3输入量的标准不确定度评定A.3.1输入量A的标准不确定度u(A)输入量A的标准不确定度主要由待测放射性气溶胶监测仪测量的重复性引入，采用A类方法评定。被校放射性气溶胶监测仪对标准放射性气溶胶源的重复性测量数据见表A.1。表A.1放射性气溶胶源重复测量数据单位：Bq/m3参考源仪器读数平均值实验标准偏差90Sr-90Y536527538533532531.53.56531529526530533输入量A的标准不确定度为：u(A)=3.56Bq/m3。A.3.2输入量A0的标准不确定度u(A0)输入量A0的标准不确定度主要由待测放射性气溶胶监测仪本底测量重复性引入，采用A类方法评定。被校放射性气溶胶监测仪本底的重复测量数据见表A.2。表A.2本底测量数据单位：Bq/m3仪器读数平均值实验标准偏差233232.70.46333329输入量A0的标准不确定度为：u(A0)=0.46Bq/m3。A.3.3输入量As的标准不确定度u(As)输入量As=Aall/V，不确定度主要来源为标准测量仪测量取样滤纸总活度Aall的测量不确定度和流量计测量总流量V的不确定度。（1）取样滤纸的总活度由低本底α/β计数器测定，采用A类评定。仪器测量结果为：Aall=265Bq，Urel(Aall)=6.4%（k=2）。（2）总流量V测量值为V=0.46m3，其不确定度由流量计的测量误差决定，采用B评定。查流量计证书，取样器通道流量计的误差为0.98%，流量计测量引入的不确定度取u(V)=1%。于是，输入量As=Aall/V=576Bq/m3，其不确定度为：2+u(V)2×As=19.31Bq/m3。A.4合成标准不确定度的评定A.4.1灵敏系数 c2=-1/As=1/576=-0.00174；c3=-(A-A0)/As2=-0.00159。A.4.2合成标准不确定度u(Ri)输入量的标准不确定度不确定度来源输入量的标准不确定度值（Bq/m3）灵敏系数输入量引入的不确定度分量ui=ciu(xi)u(A)仪器的重复读数3.560.001740.00