您所在的位置：鈷60輻照室增添源后劑量場的劑量測定
秦賢軍
上海世龍科技(ji)有限公司
摘要:在鈷60輻(fu)(fu)(fu)照(zhao)(zhao)室增添源2.583PBq后,啟用前用硫酸(suan)亞(ya)鐵劑(ji)量(liang)計、重鉻酸(suan)銀劑(ji)量(liang)計準(zhun)確測量(liang)了源到輻(fu)(fu)(fu)照(zhao)(zhao)位置的(de)重復性和輻(fu)(fu)(fu)照(zhao)(zhao)場(chang)的(de)劑(ji)量(liang)分布(bu)以及輻(fu)(fu)(fu)照(zhao)(zhao)產品吸收劑(ji)量(liang)的(de)不均度(du)。結果表(biao)明輻(fu)(fu)(fu)照(zhao)(zhao)場(chang)的(de)劑(ji)量(liang)分布(bu)比(bi)較均勻,可以滿(man)足(zu)科研(yan)和輻(fu)(fu)(fu)照(zhao)(zhao)加(jia)工的(de)需要。
關(guan)鍵詞:硫酸亞鐵劑量計(ji)(ji),重(zhong)鉻酸銀劑量計(ji)(ji),Y-輻射(she)場,量測量
隨(sui)著我國輻(fu)射加工技術的(de)研究(jiu)和(he)開發,應用領域不(bu)斷括寬輻(fu)射加工逐漸(jian)向工業(ye)化發展(zhan),已在(zai)國民經濟(ji)中產(chan)(chan)(chan)生越來越大的(de)影(ying)響(xiang)。然而由于輻(fu)照(zhao)(zhao)裝(zhuang)置本身條件不(bu)一,輻(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)種(zhong)類多樣產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)批量(liang)(liang)包(bao)裝(zhuang)規格的(de)不(bu)穩定性,輻(fu)照(zhao)(zhao)目的(de)和(he)要求(qiu)的(de)不(bu)同,如何保(bao)(bao)證產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)質(zhi)量(liang)(liang),已引起輻(fu)照(zhao)(zhao)行業(ye)的(de)高度(du)重視,劑量(liang)(liang)測量(liang)(liang)是保(bao)(bao)證輻(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)重要手段,使輻(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)達到預定的(de)吸(xi)收(shou)劑量(liang)(liang)是保(bao)(bao)證輻(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)關鍵(jian)。
1材料與方法
1.1輻照室
鈷源(yuan)輻(fu)照裝(zhuang)置(zhi)由(you)上海應用(yong)物理研究(jiu)所設(she)計(ji)研究(jiu)院(yuan)根(gen)據(ju)<輻(fu)照加工用(yong)鈷-60輻(fu)射(she)(she)防護(hu)規(gui)定>而設(she)計(ji)的(de),本輻(fu)照裝(zhuang)置(zhi)可總裝(zhuang)載量7.4PBq,2000年3月裝(zhuang)載量為(wei)3.622PBq,其(qi)(qi)鈷-60輻(fu)射(she)(she)源(yuan)由(you)加拿大核能有(you)限公(gong)司提(ti)供外(wai)形(xing)規(gui)格(ge)為(wei)11.1×451.6mm共(gong)12根(gen)。2006年3月增添(tian)2.790PBq,其(qi)(qi)鈷-60輻(fu)射(she)(she)源(yuan)由(you)英(ying)國遠東有(you)限公(gong)司提(ti)供,外(wai)形(xing)規(gui)格(ge)為(wei)11.1×451.6mm共(gong)6根(gen)。本次再(zai)添(tian)源(yuan)2.583PBq,其(qi)(qi)鈷-60輻(fu)射(she)(she)源(yuan)由(you)英(ying)國遠東有(you)限公(gong)司提(ti)供,外(wai)形(xing)規(gui)格(ge)為(wei)11.1×451.6m共(gong)6根(gen)。目前(qian)新老鈷-60輻(fu)射(she)(she)源(yuan)24根(gen)均在(zai)小(xiao)車(che)的(de)源(yuan)合(he)內(源(yuan)架為(wei)花籃狀(zhuang)),總容(rong)量為(wei)4.105PBq,鈷源(yuan)平時(shi)貯藏在(zai)6米水層(ceng)以(yi)下的(de)水井儲藏位置(zhi),需輻(fu)照時(shi),通(tong)過(guo)提(ti)升(sheng)(sheng)裝(zhuang)置(zhi)使小(xiao)車(che)沿導軌上升(sheng)(sheng)到輻(fu)照位。
1.2硫酸(suan)亞鐵劑量(liang)計(ji)、重(zhong)鉻酸(suan)銀劑量(liang)計(ji)的(de)制作
水(shui)的純化(hua):水(shui)是劑量計溶(rong)液的主要組(zu)成,必須經過多次蒸餾(liu)純化(hua)處理。
酸性(xing)重(zhong)鉻酸鉀蒸(zheng)餾(K2Cr2O7 0.5g/L與H2SO4 1m1/L)。
堿性高錳酸(suan)鉀(jia)蒸餾(KMnO4 0.5g/L與NaOH g/L)。
不(bu)加(jia)任何(he)東西再蒸餾(liu)1~2次。
硫(liu)酸亞鐵(tie)劑量計(ji)和(he)重鉻酸銀劑量計(ji)溶液的制備(bei)分別按照GB139—89標準(zhun)(zhun)和(he)JJG1028-91標準(zhun)(zhun)。
輻照容器(qi)采(cai)用(yong)2.8m1的單頸玻璃安(an)培(pei)瓶,使用(yong)前用(yong)蒸餾(liu)水充滿,輻照一定(ding)劑(ji)量(大于(yu)5KGy)照后再用(yong)四重(zhong)水沖(chong)洗三(san)次,最后在550℃的馬(ma)福爐(lu)烘烤至少三(san)小時,待(dai)其冷卻后備用(yong)用(yong)定(ding)量加液(ye)器(qi)將(jiang)劑(ji)量計溶液(ye)注入2.8ml安(an)培(pei)瓶中,用(yong)微型焊(han)炬快速封口待(dai)用(yong)。硫酸(suan)(suan)亞(ya)鐵劑(ji)量范(fan)圍(wei)40~400Gy其標定(ding)劑(ji)量在50~150Gy范(fan)圍(wei),重(zhong)鉻酸(suan)(suan)銀劑(ji)量范(fan)圍(wei)0.4~5KGy。
1.3儀器:采用UV752紫外(wai)可(ke)見(jian)分光光度計(ji)(ji)(鳳凰光學儀器有限公司)測(ce)量劑量計(ji)(ji)的吸光度值。
輻(fu)照(zhao)在輻(fu)照(zhao)模體中進行。
2結論與討論
2.1源到輻照位置重復(fu)性的測定
將5支劑量計分5次嚴格(ge)定(ding)位(wei)于(yu)校準(zhun)點處的輻照(zhao)固(gu)體模體中(zhong),各輻照(zhao)相同時間,測量吸光度值,根據貝賽爾公(gong)式(shi)計算所得的相對標準(zhun)偏差即源到輻照(zhao)位(wei)置
重復性為0.5%<1%
源到(dao)輻照位置的重復性
Ai 0.413 0.415 0.416
0.415 0.416
△Ai=Ai-A0 0.343 0.345
0.346 0.345 0.346
△Ai-△Ai(平均)-0.002 0.000
0.001 0.000 0.000
A0 0.070
重復(fu)性小于(yu)1%表明(ming)源到(dao)輻照位置重復(fu)性較好(hao)。
分析(xi)產生誤(wu)差(cha)的原因如(ru)下:
1升降(jiang)源重復性偏(pian)差
2劑量(liang)計本身(shen)固有的誤差
3分光光度(du)計的測量誤差。
4劑量(liang)計(ji)放置的重(zhong)復性偏(pian)差。
2.2劑量學性能(neng)
2.2.1校(xiao)準點(dian)處劑量(liang)率的測定
校準點距源1.20m,將劑(ji)量計嚴格定(ding)位于(yu)有機玻璃(li)固(gu)體摸體進行(xing)(xing)7次不同時(shi)間(jian)的輻照,將吸收劑(ji)量與輻照時(shi)間(jian)進行(xing)(xing)線性(xing)回歸擬(ni)合,其斜率即為該(gai)(gai)點的吸收劑(ji)量率,數(shu)值為13.1Gy/min,相關系數(shu)=0.999。該(gai)(gai)點的劑(ji)量率既用(yong)于(yu)與國家計量院NDAS劑(ji)量比對,又可用(yong)于(yu)日常(chang)劑(ji)量監(jian)測(ce)。
2.2.2輻照場空間分(fen)布的不均勻度
在距源(yuan)幾何軸線50cm圓周上(shang)作15等分,先定1~15號點,每點高度(du)為H、H-222.5、H+222.5(H為源(yuan)棒中心離地面高度(du))布放(fang)3支劑(ji)量(liang)計(ji)(ji),總共45個,輻照(zhao)相同時(shi)間,測量(liang)每點吸收劑(ji)量(liang),計(ji)(ji)算不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻度(du)U=Dmax/Dmin=1.35。輻照(zhao)場空間分布的不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻度(du)符合規(gui)定要求(小于1.5),表明新老源(yuan)棒排(pai)布比較合理,保證了輻照(zhao)場劑(ji)量(liang)分布的均(jun)(jun)勻性。
2.2.3輻照場徑向(xiang)劑量率(lv)的測定
在距源5~420cm處,將劑(ji)量(liang)(liang)計置于壁厚(hou)超過電(dian)子平(ping)衡厚(hou)度的(de)(de)有機玻(bo)璃(li)固體模體中(劑(ji)量(liang)(liang)計中心(xin)與幾何長度中心(xin)處于同一水平(ping)高度上)每隔5cm或10cm為(wei)(wei)個測量(liang)(liang)點(dian),進行5~7次(ci)不同時(shi)間(jian)的(de)(de)輻照以輻照時(shi)間(jian)t為(wei)(wei)自(zi)變(bian)量(liang)(liang),對應的(de)(de)吸(xi)收劑(ji)量(liang)(liang)D為(wei)(wei)因變(bian)量(liang)(liang)進行線性(xing)回歸(gui)擬(ni)合(he),求出線性(xing)方程D=bt+D,其斜率即(ji)為(wei)(wei)該點(dian)的(de)(de)吸(xi)收劑(ji)量(liang)(liang)率。
2.2.4產品箱中(zhong)吸(xi)收劑量(liang)不均勻(yun)度測定
輻(fu)照產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)采(cai)用靜態堆碼輻(fu)照方(fang)式,檢定在實際輻(fu)照產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)或模(mo)擬(ni)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)進行。在產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)箱(xiang)中(zhong)(zhong)布(bu)(bu)放不(bu)少于(yu)27個(ge)劑量(liang)計(ji),對n(n≥3)個(ge)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)箱(xiang)在相同條件下進行照射,依據計(ji)算出的各點(dian)吸(xi)收(shou)劑量(liang)平均(jun)值,確定產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)箱(xiang)最(zui)(zui)大吸(xi)收(shou)劑量(liang)和最(zui)(zui)小(xiao)吸(xi)收(shou)劑量(liang)的位(wei)置,并計(ji)算產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)箱(xiang)中(zhong)(zhong)吸(xi)收(shou)劑量(liang)分布(bu)(bu)的不(bu)均(jun)勻度(du)U=Dmax/Dmin=1.33,產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)箱(xiang)中(zhong)(zhong)吸(xi)收(shou)劑量(liang)分布(bu)(bu)不(bu)均(jun)勻度(du)符合(he)要(yao)求即不(bu)得大于(yu)2.0，表明(ming)我部(bu)的輻(fu)照工藝(yi)滿足(zu)要(yao)求。
3結論
測(ce)量(liang)結果表明(ming),我部鈷源輻(fu)照裝置其(qi)計(ji)量(liang)學性能及各項參(can)數均能滿足科研和輻(fu)照加工的需要。
參考文獻
1國家技術監督局,使用硫酸亞鐵劑量(liang)計測量(liang)水中吸收(shou)劑量(liang)標準(zhun)方法GB139-89。
2國家技術(shu)監督局(ju),使用重鉻酸銀劑計測量Y射(she)線水(shui)中吸收(shou)劑量標準方法(fa)JJG1028-91。
3國(guo)家(jia)技術監督局(ju),Y射線水吸(xi)收劑(ji)標準劑(ji)量計(ji)(輻射加工(gong)級(ji))JJG735-91。
