12. Стандарты и калибровка прибора

12. Стандарты и калибровка прибора

Все приборы для радиационного мониторинга должны быть откалиброваны по контрольному источнику, представляющему собой источники, прилагаемые к прибору как эталон для проведения измерений. Это обеспечивает проведение измерений в пределах приемлемых уровней точности. Чтобы обеспечить национальное и международное единообразие измерений, эти источники должны соответствовать первичным и вторичным стандартам, а эти стандарты обычно содержаться в национальной и международной лаборатории стандартов. Первичные стандарты используются для калибровки контрольной аппаратуры для радиационной защиты, включая измерения уровня облучения, мощности дозы, интенсивности излучения и активности. Вторичные стандарты калибруются по первичным стандартам, поэтому необходимым условием является, чтобы национальные лаборатории стандартов сравнивали свои стандарты с другими через равные промежутки времени, чтобы обеспечить международное единообразие.

Калибровка дозиметров, измеряющих мощность дозы, выполняется путем определения показаний прибора в радиационном поле, вызывающем известную мощность дозы на точно установленном расстоянии от источника. Показания прибора регулируется, или определяется калибровочный коэффициент, который указывается в отчете о калибровке. Так как дозиметры имеют, несколько диапазонов работы (например, мкЗв, мЗв, или мкЗв/ч, мЗв/ч), то калибровка проводиться во всех диапазонах.

Для приборов, предназначенных для измерения поверхностного загрязнения, существует несколько способов калибровки. Наиболее простой (общепринятый) способ состоит в определении показаний детектора на единицу поверхностной активности стандартного образца. Затем рассчитываются калибровочные коэффициенты, чтобы дать Вам возможность связать показания детектора с реальным поверхностным загрязнением в Бк/см2.

Приборы для измерения уровней загрязнения воздуха в Бк/м3, калибруются путем определения показаний детектора на единицу объемной активности воздуха. Затем элементами управления прибор регулируются так, чтобы показания соответствовали реальной объемной активности воздуха.

Важно помнить, что дозиметры, измеряющие мощность дозы, и радиометры загрязнений калибруются по специальным источникам (каждый из которых с определенным типом и энергией излучения). Хотя многие дозиметры компенсированы по энергии гамма-излучения, и должны иметь относительно однородный отклик в широком диапазоне энергий гамма-излучения, на практике это прибор может быть неподходящим для мониторинга гамма-источников с энергиями, отличающимися от калибровочного источника. К тому же, если источники на рабочем месте являются бета- или рентгеновские излучателями, а прибор был откалиброван по источнику гамма-излучения, прибор, возможно, не будет подходить. Поэтому важно обеспечить, чтобы калибровка была действительно проведена для всех контролируемых радионуклидов.

При мониторинге рабочего места может присутствовать достаточно широкая гамма-радионуклидов. Поэтому, Вам следует обеспечить, калибровку приборов, которые Вы используете для мониторинга, по всем радионуклидам, которые будут измеряться.

Иногда невозможно найти такой прибор, который был бы откалиброван по всем радионуклидам, которые Вам необходимо измерять. В случае, когда на определенной площади присутствует смесь радионуклидов, обычно предполагают, что измеренное загрязнение имеет место за счет радионуклида, для которого данный прибор имеет самый низкий отклик. Тогда Вы переоцените уровень общего загрязнения, но Вы будите работать в безопасности. Если переоценка загрязнения находится на уровне, который представляет проблему, то реально присутствующие радионуклиды могут быть идентифицированы, путем оценки их энергий с помощью альфа-, бета- и гамма-спектрометрии.

Калибровка приборов должна выполняться перед их первоначальным использованием, и регулярно во время использования. Требования частоты калибровки различаются в соответствии с местными правилами, но обычно рекомендована частота калибровки один раз в год.

Подробности калибровки прибора должны быть включены в отчет о калибровке. В таком отчете должно быть детально описано:

  • все существенные калибровочные коэффициенты;
  • характеристики прибора вне характерного диапазона энергий;
  • условия, при которых был откалиброван прибор;
  • отклик прибора в условиях, для которых он был разработан; и
  • отклик на все виды излучения, в полях которых он может использоваться.

1.2  Нижний предел детектирования

При проведении радиационного обследования, важно знать, какова наименьшая мощность дозы или загрязнение, регистрируемые оборудованием (прибором). Детекторами всегда будет регистрироваться фоновое излучение, и это осложняет процесс разделения уровней естественного радиационного фона и других низких количеств активности.

Для лабораторного оборудования, может быть рассчитан точный нижний предел детектирования (НПД) из стандартного отклонения (смотрите Модуль 1.2 «Основы математики») и измеренного прибором количества отсчетов. Для приборов, определяющих мощность дозы и загрязнение, это реально возможно, но на практике обычно используются более простой метод. Такой простой метод допускает, что, из-за флуктуаций фона и показаний прибора, можно быть уверенным только в том, что прибор регистрирует излучение в добавление к фону, если показания прибора в два раза больше уровня фона. (Уровень фона следует измерять в зоне, где нет искусственных источников излучения.) Если показания близки к фону или не больше, чем в два раза превышают фон, Вы не знаете наверняка, присутствует ли дополнительное загрязнение, все, что Вы можете указать, это то, что вероятно присутствующий уровень меньше, чем НПД.

Для приборов, определяющих мощность дозы и загрязнение, Вы можете быть уверенны в том, что прибор регистрирует излучение в дополнение к фону, если показания прибора не меньше, чем удвоенный уровень фона.

Уровень мощности дозы естественного фона на большинстве территорий обычно не является радиологической проблемой, поэтому измеренная мощность дозы обычно указываются в соответствии с показаниями прибора. Однако, если пытаться измерить уровни загрязнения, то реальный уровень загрязнения находят путем вычитания фона из измеренного значения (смотрите Формулу 1).

L = RBG [1]

где       L – реальный уровень загрязнения,

R – показания радиометра,

BG – фоновые показания.

НПД – это важный фактор, который Вы должны учитывать при контроле низких уровней загрязнения. В некоторых случаях радиометры не могут измерять очень низкие уровни и определять их количественно. Поэтому Вам необходимо знать, что существует нижний предел детектирования. По существу НПД (в имп./с или имп./мин) для радиометра – это удвоенный фон за вычитанием нормального фонового значения. Это так, потому что что-то меньшее удвоенного фона не может считаться действительным, а нормальное фоновое значение относят к уровням «нормального» фона, а не к измеренному загрязнению. Следовательно, НПД прибора – это разница между этими двумя значениями. Очевидно, удвоенный фон за вычитанием фона равен фону и, следовательно за НПД (в имп./с или имп./мин) может быть взят фоновый уровень. Для перевода этого значения в поддающийся интерпретации результат в Бк/см2, необходимо разделить фоновые показания на калибровочный коэффициент прибора, как показано в Формуле 2.

 

LLD = 2BGBG = BG [2]

CF CF

где                   LLD – нижний предел детектирования в Бк/см2,

BG – фоновое показание в имп.

CF – калибровочный коэффициент прибора в имп. на Бк/см2.

Расчет НПД показан в Примере 1.

ПРИМЕР 1

Вопрос

Радиометр имеет фоновое показание 5 имп. и максимальное показание при проведении контроля загрязнения поверхности рабочего стола составило 7 имп. Калибровочный коэффициент прибора и радионуклида, использующегося на этой территории, составляет 2 имп. = 1 Бк/см2. Каков нижний предел детектирования (НПД) этого прибора и как мы привели бы результат?

Ответ

НПД может быть рассчитан из Формулы 2 следующим образом:

LLD = BG = 5 = 2.5 Бк/см2. Bq cm-2.

CF    2

Следовательно, НПД для этого прибора составляет 2.5 Бк/см2.

Из Формулы 1:

L = 7 – 5 = 2 имп.

Так как уровень загрязнения не равен или не больше удвоенного фона, мы можем сказать только, что уровень загрязнения меньше, чем НПД, т.е. уровень загрязнения менее 2.5 Бк/см2.

Отметим, что если НПД контролирующей системы ниже уровня, который Вы пытаетесь измерить (например, некоторые инструкции указывают уровни приемлемого поверхностного загрязнения меньше 1 Бк/см2), то система контроля не подходит для проведения измерений.