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(shi)龍科技(ji)有(you)限公(gong)司(si)
摘(zhai)要(yao):在鈷60輻(fu)照(zhao)(zhao)(zhao)室增添源2.583PBq后,啟用前用硫酸亞鐵(tie)劑(ji)量(liang)(liang)計(ji)、重(zhong)鉻酸銀劑(ji)量(liang)(liang)計(ji)準確測量(liang)(liang)了源到輻(fu)照(zhao)(zhao)(zhao)位置(zhi)的重(zhong)復(fu)性(xing)和輻(fu)照(zhao)(zhao)(zhao)場的劑(ji)量(liang)(liang)分布以(yi)及輻(fu)照(zhao)(zhao)(zhao)產品(pin)吸收劑(ji)量(liang)(liang)的不均度。結果(guo)表明輻(fu)照(zhao)(zhao)(zhao)場的劑(ji)量(liang)(liang)分布比較均勻,可(ke)以(yi)滿足科研和輻(fu)照(zhao)(zhao)(zhao)加工的需(xu)要(yao)。
關鍵詞:硫酸(suan)亞鐵(tie)劑量計(ji),重鉻(ge)酸(suan)銀劑量計(ji),Y-輻射場,量測量
隨著我(wo)國輻(fu)(fu)射(she)加(jia)(jia)工技術的(de)(de)研究和開發(fa),應(ying)用領域(yu)不斷(duan)括(kuo)寬輻(fu)(fu)射(she)加(jia)(jia)工逐漸向工業(ye)化發(fa)展,已在國民經濟中(zhong)產(chan)生越來越大(da)的(de)(de)影響(xiang)。然而由于輻(fu)(fu)照(zhao)(zhao)裝置本(ben)身條件不一,輻(fu)(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)品(pin)種類多樣(yang)產(chan)品(pin)的(de)(de)批量(liang)包裝規格的(de)(de)不穩(wen)定性(xing),輻(fu)(fu)照(zhao)(zhao)目的(de)(de)和要求的(de)(de)不同,如何保證產(chan)品(pin)的(de)(de)質(zhi)量(liang),已引起輻(fu)(fu)照(zhao)(zhao)行(xing)業(ye)的(de)(de)高度重(zhong)視,劑量(liang)測量(liang)是保證輻(fu)(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)的(de)(de)重(zhong)要手段,使輻(fu)(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)品(pin)達(da)到預定的(de)(de)吸(xi)收劑量(liang)是保證輻(fu)(fu)照(zhao)(zhao)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)的(de)(de)關鍵。
1材料與方法
1.1輻照室
鈷源(yuan)(yuan)輻(fu)(fu)照裝(zhuang)置(zhi)由上(shang)海(hai)應(ying)用物理(li)研究所設計研究院根(gen)據<輻(fu)(fu)照加(jia)工用鈷-60輻(fu)(fu)射(she)防護規定>而設計的(de),本輻(fu)(fu)照裝(zhuang)置(zhi)可總裝(zhuang)載(zai)量(liang)7.4PBq,2000年3月裝(zhuang)載(zai)量(liang)為3.622PBq,其(qi)鈷-60輻(fu)(fu)射(she)源(yuan)(yuan)由加(jia)拿大核能有限公(gong)司(si)提(ti)(ti)供外(wai)形(xing)規格(ge)為11.1×451.6mm共(gong)12根(gen)。2006年3月增添(tian)2.790PBq,其(qi)鈷-60輻(fu)(fu)射(she)源(yuan)(yuan)由英國(guo)遠東有限公(gong)司(si)提(ti)(ti)供,外(wai)形(xing)規格(ge)為11.1×451.6mm共(gong)6根(gen)。本次再(zai)添(tian)源(yuan)(yuan)2.583PBq,其(qi)鈷-60輻(fu)(fu)射(she)源(yuan)(yuan)由英國(guo)遠東有限公(gong)司(si)提(ti)(ti)供,外(wai)形(xing)規格(ge)為11.1×451.6m共(gong)6根(gen)。目前新老鈷-60輻(fu)(fu)射(she)源(yuan)(yuan)24根(gen)均在小車的(de)源(yuan)(yuan)合內(源(yuan)(yuan)架為花(hua)籃狀),總容量(liang)為4.105PBq,鈷源(yuan)(yuan)平(ping)時貯藏在6米水層(ceng)以(yi)下的(de)水井儲藏位置(zhi),需輻(fu)(fu)照時,通(tong)過提(ti)(ti)升裝(zhuang)置(zhi)使小車沿導(dao)軌上(shang)升到(dao)輻(fu)(fu)照位。
1.2硫酸亞鐵劑量計、重鉻酸銀劑量計的制作
水(shui)的純化(hua):水(shui)是劑量計溶液(ye)的主要組成(cheng),必須經過多次蒸餾純化(hua)處理(li)。
酸(suan)性重鉻(ge)酸(suan)鉀(jia)蒸餾(K2Cr2O7 0.5g/L與H2SO4 1m1/L)。
堿性高錳酸鉀蒸餾(KMnO4 0.5g/L與NaOH g/L)。
不加任(ren)何(he)東西(xi)再蒸(zheng)餾(liu)1~2次。
硫酸亞鐵劑(ji)量計(ji)(ji)和重鉻酸銀劑(ji)量計(ji)(ji)溶液的制備分別按照GB139—89標(biao)準(zhun)和JJG1028-91標(biao)準(zhun)。
輻照容器(qi)采用(yong)2.8m1的單頸玻璃安(an)培瓶(ping),使用(yong)前用(yong)蒸餾水充滿,輻照一定劑(ji)量(liang)(liang)(大(da)于5KGy)照后(hou)再用(yong)四重(zhong)水沖洗三(san)次,最(zui)后(hou)在550℃的馬(ma)福爐烘烤至少三(san)小(xiao)時,待其冷卻(que)后(hou)備用(yong)用(yong)定量(liang)(liang)加液器(qi)將(jiang)劑(ji)量(liang)(liang)計溶液注入2.8ml安(an)培瓶(ping)中(zhong),用(yong)微型焊(han)炬快速封(feng)口待用(yong)。硫酸(suan)亞(ya)鐵劑(ji)量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)40~400Gy其標(biao)定劑(ji)量(liang)(liang)在50~150Gy范(fan)圍(wei),重(zhong)鉻酸(suan)銀劑(ji)量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)0.4~5KGy。
1.3儀器(qi):采用UV752紫外可見(jian)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)計(鳳(feng)凰(huang)光(guang)學儀器(qi)有限(xian)公司)測量劑(ji)量計的吸光(guang)度(du)值(zhi)。
輻照(zhao)(zhao)在輻照(zhao)(zhao)模體中進行。
2結論與討論
2.1源到輻照位置(zhi)重(zhong)復性的測(ce)定
將(jiang)5支劑量計分5次嚴格定位(wei)于校準點處的輻照(zhao)固體(ti)模體(ti)中,各輻照(zhao)相同時間(jian),測量吸光度值,根(gen)據貝賽爾公式計算(suan)所得的相對標準偏(pian)差(cha)即(ji)源(yuan)到輻照(zhao)位(wei)置
重復(fu)性為0.5%<1%
源到輻照(zhao)位(wei)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
重復性小(xiao)于1%表(biao)明源到輻(fu)照(zhao)位置(zhi)重復性較好(hao)。
分析產生(sheng)誤(wu)差的原(yuan)因如下(xia):
1升降(jiang)源重復(fu)性(xing)偏差
2劑量(liang)計本身固有(you)的(de)誤差
3分光光度(du)計的測量(liang)誤差。
4劑量計放置的重復性(xing)偏差。
2.2劑量學性能
2.2.1校準點處劑量率的測定
校準點距源1.20m,將(jiang)劑(ji)量(liang)(liang)計嚴格定位于(yu)有機玻璃(li)固體摸體進行7次不同(tong)時(shi)間的(de)輻照,將(jiang)吸收(shou)劑(ji)量(liang)(liang)與(yu)輻照時(shi)間進行線性回歸擬合,其斜率即為該點的(de)吸收(shou)劑(ji)量(liang)(liang)率,數值(zhi)為13.1Gy/min,相(xiang)關系數=0.999。該點的(de)劑(ji)量(liang)(liang)率既(ji)用于(yu)與(yu)國家計量(liang)(liang)院NDAS劑(ji)量(liang)(liang)比對,又可用于(yu)日常(chang)劑(ji)量(liang)(liang)監測。
2.2.2輻照場空(kong)間(jian)分布的(de)不均勻度
在距源幾何軸線50cm圓周上(shang)作15等分,先(xian)定(ding)1~15號點(dian),每點(dian)高(gao)(gao)度為H、H-222.5、H+222.5(H為源棒中心離地(di)面高(gao)(gao)度)布放(fang)3支劑量計,總共45個,輻照(zhao)相同時間,測量每點(dian)吸收(shou)劑量,計算不均(jun)勻(yun)(yun)度U=Dmax/Dmin=1.35。輻照(zhao)場(chang)(chang)空間分布的(de)不均(jun)勻(yun)(yun)度符合(he)規定(ding)要求(qiu)(小(xiao)于1.5),表明新老源棒排(pai)布比較(jiao)合(he)理,保證了輻照(zhao)場(chang)(chang)劑量分布的(de)均(jun)勻(yun)(yun)性。
2.2.3輻照(zhao)場徑向(xiang)劑(ji)量率的測(ce)定(ding)
在(zai)距源5~420cm處,將劑量(liang)計(ji)置于(yu)(yu)壁厚(hou)超過(guo)電子平(ping)衡厚(hou)度的(de)有機玻璃固體模體中(劑量(liang)計(ji)中心與幾(ji)何長(chang)度中心處于(yu)(yu)同一水平(ping)高度上)每(mei)隔5cm或(huo)10cm為個測量(liang)點(dian),進(jin)行5~7次不(bu)同時(shi)間(jian)的(de)輻(fu)照(zhao)以輻(fu)照(zhao)時(shi)間(jian)t為自變量(liang),對應的(de)吸收劑量(liang)D為因變量(liang)進(jin)行線(xian)性(xing)回歸擬合,求出線(xian)性(xing)方程(cheng)D=bt+D,其斜率即為該點(dian)的(de)吸收劑量(liang)率。
2.2.4產品箱(xiang)中吸收劑(ji)量不均勻度測(ce)定
輻照產(chan)品采(cai)用靜態堆碼(ma)輻照方式,檢定(ding)在實(shi)際(ji)輻照產(chan)品或(huo)模擬產(chan)品中(zhong)進(jin)行。在產(chan)品箱中(zhong)布放(fang)不少于(yu)27個(ge)劑(ji)量(liang)(liang)計(ji),對n(n≥3)個(ge)產(chan)品箱在相同(tong)條件下(xia)進(jin)行照射,依據計(ji)算出的各點(dian)吸收(shou)劑(ji)量(liang)(liang)平均值,確(que)定(ding)產(chan)品箱最(zui)大吸收(shou)劑(ji)量(liang)(liang)和最(zui)小(xiao)吸收(shou)劑(ji)量(liang)(liang)的位置(zhi),并計(ji)算產(chan)品箱中(zhong)吸收(shou)劑(ji)量(liang)(liang)分(fen)布的不均勻度U=Dmax/Dmin=1.33,產(chan)品箱中(zhong)吸收(shou)劑(ji)量(liang)(liang)分(fen)布不均勻度符合要求即(ji)不得(de)大于(yu)2.0，表明我部的輻照工藝滿足(zu)要求。
3結論
測量結果表明,我部(bu)鈷(gu)源輻(fu)(fu)照裝置(zhi)其計量學(xue)性能(neng)及各項參數(shu)均能(neng)滿足科研和輻(fu)(fu)照加工的需要。
參考文獻
1國家(jia)技術監督局,使(shi)用(yong)硫酸(suan)亞鐵劑量計測量水中吸收劑量標準方法GB139-89。
2國家技(ji)術監督局,使用重鉻酸銀劑(ji)計測量Y射線水中吸收劑(ji)量標準方法JJG1028-91。
3國(guo)家技術監督局,Y射(she)線(xian)水吸收劑標準劑量計(輻射(she)加工級)JJG735-91。
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