JJG851-1993電子束輻射加工工作劑量計.pdf

中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程 J J G 8 5 1 -1 9 9 3電子束輻射加工工作劑量計Wo r k i n g D o s i me t e r s f o r E l e c t r o n B e a m R a d i a t i o n P r o c e s s i n g1 9 9 3 一 0 9 一2 2發(fā)布1 9 9 4一 0 4 一 0 1實施國 家 技 術(shù) 監(jiān) 督 局發(fā)布J d G 8 5 1 - 1 9 9 3、勺.心.。.今.。.今 電子束輻射加工工作劑量計檢定規(guī)程J J G 8 5 1 - 1 9 9 3口.小資.么，.叭，.扒.叭.叭.V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f Wo r k i n g D o s i m e t e r s f o r E l e c t r o n B e a m R a d i a t i o n P r o c e s s i n g 、 . ， .，. ，.，.， . 本檢定規(guī)程經(jīng)國家技術(shù)監(jiān)督局于 1 9 9 3 年0 9 月2 2日 批準， 并自1 9 9 4 年0 4 月 0 1日起施行 。歸口單位 :中國計量科學研究院起 草單 位 :中國計量科 學研 究 院本規(guī)程技術(shù)條文 由起草單位負責解釋J J G 8 5 1 - 1 9 9 3本規(guī)程主要起草人 : 李承華 參加起草人 : 史克勤 謝立青 徐佩玲 張彥立 劉 智綿( 中國計量科學研究院)( 北京市計量科學研究所)( 北京師范大學)( 上海市計量技術(shù)研究所 )( 中國計量科學研究院)( 中國計量科學研究院).I .I G 8 5 1 - 1 9 9 3目錄概述 ， (技術(shù)要求 ， ， (檢定條件 ， (、月、嘆J61了檢定項目和檢定方法檢定結(jié)果處理和檢定周期二三四五附錄 1附錄 2名詞檢定證書內(nèi)容與格式 ( 8 )I T G 5 5 1 - 1 9 9 3電子束輻射加工工作劑量計檢定規(guī)程 本規(guī)程適用于標準與傳遞標準劑量計，在電子束輻照場中以替代法檢定新制造、使用中和修理后的輻射加工工作劑量計。一概述 電子束輻射加工工作劑量計 ( 以下簡稱工作劑量計)是指電子束輻射加工生產(chǎn)和研究單位為選擇、控制加工工藝，保證輻照產(chǎn)品質(zhì)量而用于測量輻照場或輻照產(chǎn)品中的劑量分布 ，進行日常劑量監(jiān)測的劑量計。劑量測量系統(tǒng)通常由劑量計、輻射響應讀數(shù)儀和劑量響應校準曲線 ( 或劑量響應轉(zhuǎn)換因子)組成。 液體工作劑量計包括重鉻酸鉀 ( 銀) 、重鉻酸根、硫酸缽一亞飾和氯苯乙醇劑量計等。在電子束作用下，劑量計溶液中的溶質(zhì)被水的輻解產(chǎn)物定量地還原，用分光光度計在規(guī)定波長下測定輻照前后劑量計溶液吸光度的變化值，由校準得到的劑量響應轉(zhuǎn)換因子或相應的 值與摩爾吸光J系數(shù)求得水吸收劑量值。 固體工作劑量計包括多種輻射顯色薄膜，無色和染色聚甲基丙烯酸甲醋 ( P M M A )片，三醋酸纖維素薄膜 、聚乙烯薄膜及藍色玻璃紙等。在電子束作用下各類薄膜 、薄片劑量計產(chǎn)生輻射化學效應 ，導致顏色變化，用分光光度計或?qū)Ｓ米x數(shù)儀在規(guī)定波長下測定輻照前后劑量計比吸光度的變化值，由校準得到劑量響應曲線或相應的關(guān)系式求得水吸收劑量值。二技 術(shù) 要 求( 一)液體劑量計1 液體工作劑量計列于表表 1 液體 工作劑量計名稱測 量方法劑量范圍/ k 湯重鉻酸鉀 ( 銀)劑量計可見分光光度法4 4 0 n m4-4 0重鉻酸銀劑量計紫外可見分光光度法3 5 0 , 4 4 0 n .0 . 45 0硫酸飾 一亞 缽劑量計紫外分光光度法3 2 0 n m42 5氯苯乙醇劑量計高頻電導、比色滴定、分光光度法1 x1 0 一 z 一 2 x1 0 -測量重復性-5 % ( 測量次數(shù) n -5 ) o測量吸收劑量的總不確定度G巧% ( 置信因子 k =2 ) o劑量計容器:采用聚苯乙烯圓盒 ( 注 1 )或安瓶 ( 注 2 ) 0注1 :聚苯乙烯盒的大小尺寸由輻照場的均勻區(qū)和電子束能量確定J .I G 8 5 1 - 1 9 9 3 為減少雜質(zhì)影響，盒內(nèi)應注滿劑量計溶液并放置 1 0 h以下，輻照前用新劑量計溶液沖洗 3次，再注滿備用，盒內(nèi)盡可能少留空氣并不得泄漏。輻照后立即轉(zhuǎn)移到干凈的玻璃容器內(nèi)，盡快測量。 注2 :采用國家標準 G B 2 6 3 7 -1 9 9 0中規(guī)格為 2 m L的 B型易折玻璃安瓶，處理及封裝方法見J J F 1 0 1 8 - 1 9 9 0 05 儲存和運輸 :劑量計及其溶液輻照前后應在室溫下避光保存，輻照前后儲存及運輸過程中，輻照與對照用的劑量計及溶液均應置于相同環(huán)境條件下。( 二)固體劑量計6 固體工作劑量計列于表 2 0 表 2 固體工作劑t計7 測量重復性g5 % ( n :- 5 ) o8 測量吸收劑量總不確定度-1 5 % ( k= 2 ) o9 固體劑量計必須厚度均勻并有合適包裝，薄膜和薄片應表面光法 ，不得有斑點、印痕和擦傷。1 0 儲存和運輸 :劑量計必須在相對濕度小于 7 0 %及室溫下避光保存，具體可參照說明書要求。輻照前后儲存及運輸過程中輻照與對照用的劑量計均應置于相 同環(huán)境條件下 。 2J J G 8 5 1 - 1 9 9 3三檢 定 條 件( 一)標準與傳遞標準劑量計1 1 標準劑量計包括量熱計與液體劑量計，必須經(jīng)過計量行政部門組織考核合格，審查批準。測量吸收劑量的重復性 2 %，總不確定度5 % ( k = 2 ) o1 2 傳遞標準劑量計包括丙氨酸/ E S R劑量計與優(yōu)質(zhì)輻射顯色薄膜 ，必須經(jīng)過電子束吸收劑量標準測量裝置校準 ， 測量吸收劑量的重復性3 %，總不確定度8 % ( k = 2 ) o1 3 標準與傳遞標準劑量計見表 3 . 表 3標 準與傳遞標準劑且計( 注 4 )名稱測量方法劑量范圍/ k 街石 墨量熱計量熱 ( 熱敏電阻或熱電偶)法22 0水量熱計量熱 ( 熱敏電阻或熱電偶)法55 0重鉻酸銀劑量計紫外可見分光光度法 3 5 0 , 4 4 0 n m0. 4、5 0重鉻酸鉀 ( 銀)劑量計可見分光光度法 4 4 0 n m4 -4 0丙氨酸/ E S R劑量計電子自旋共振法0. 54 0優(yōu)質(zhì)輻射顯色薄膜劑量計可見分光光度法或?qū)Ｓ米x數(shù)儀1 1 0 0注4 :石墨量熱計與水量熱計也可作為工作劑量計使用。( 二)輻照條件1 4 校準工作劑量計用的電子束輻射源可以是電子束流與加速電壓比較穩(wěn)定、電子束能量分散度較小的各種類型電子加速器，如靜電加速器、絕緣磁芯變壓器型加速器、高壓倍加型加速器、高頻高壓發(fā)生器型加速器及直線加速器等。巧劑量計應放在均勻電子束輻射場中的校準位置，嚴格定位。為保證電子束輻照重復可靠 ，檢定過程必須用電子束流密度計 ( 電子注量儀) 、標準劑量計或傳遞標準劑量計監(jiān)測電子束，進行歸一修正。1 6 電子束輻照劑量重復性4 % ( n _ :- 3 ) o1 6 . 1 該項性能用高精度的電子束流密度計或標準劑量計在校準位置測量。以標準液體劑量計為例，取若干個劑量計，其中5個用于對照，n個用于輻照。1 6 . 2 參照式 ( 4 )計算吸光度變化值單次測量的相對標準偏差，用它表示校準位置輻照劑量的重復性。1 7 確定校準位置吸收劑量率標準值。1 7 . 1 校準必須采用標準或傳遞標準劑量計。1 7 . 2 將量熱計置干校準位置.選定電子束參數(shù)，輻照一定時間 t( 靜止輻照) ，或固定 J J C 8 5 1 - 1 9 9 3傳輸速度下通過電子束 ， 次 ( 動態(tài)輻照，通常 t = l ) 。重復照射 n 次 ( n 3 ) ，或在同樣條件下輻照 n個量熱計 ( n _3 ) 。測量量熱計輻照前后的溫度變化 T : ( i = l , 2 ,， 。 ) ， 按下列公式計算吸收劑量 D、平均吸收劑量 力、 吸收劑量率 D , A 以 及單次測量的相對標準偏差 S ,r / D o D 二T ， K _ . ,( 1 )、!、1了2門r4了.、r萬 = 絲D, . , =Dl t、 、/” J (D ,- D )z/D 1n - 1 100式中， K _ 為 量熱計的比熱容，K , , ， 二 E m ; c , / Y- M ; o m , , c分別為量熱計i 組分的質(zhì)量與比熱容。 采 用 石 墨 量 熱計 給出 的 吸 收 劑 量 為 石墨 吸收 劑 量D , ， 必須 用 ( 5 ) 式 將D 。 轉(zhuǎn) 換為水吸收劑量 D o,D , =D , x( S l p ) v( S l p ) ,( 5 )式中 ， ( S / p ) 。 與 ( S l p ) g 分 別 為 水 與石 墨 在 該電 子 束能 量 下 的 質(zhì) 量 碰 撞阻 止 本 領(lǐng)。1 7 . 3 將標準重鉻酸鉀 ( 銀)或重鉻酸銀劑量計置于校準位置，選定電子束參數(shù)，輻照一定時間 ，( 靜止輻照) ，或固定傳輸速度下通過電子束 t 次 ( 動態(tài)輻照) 。同樣條件 下照射 n個劑量計 ( n . -3 ) ,測量輻照前后劑量計溶液的吸光度變化值 A，則校準位置的吸收劑量率D 可由下 列公式計算: A A=A 。 一A ; ( 6 )、IJI7009Zt廠4 A = Y ,A A D=K, - A AD., =K, - DA / t式中，A 。 與A 分別為輻照前后劑量計溶液的吸光度 ;A A 為n個劑量計的平均吸光度變化值; K = 為標準液體劑量計的劑量響應轉(zhuǎn)換因子。單次測量值的相對標準偏差可參照式 ( 4 )計算。1 7 . 4 丙氨酸/ 1 : S R傳遞標準劑量計測定校準位置的吸收劑量率可參照國家計量技術(shù)規(guī)范J J F 1 0 2 0 -1 9 9 0 及1 7 . 3 款規(guī)定進行。丙氨酸劑量計放在輻射模體內(nèi)或放在聚苯乙 烯板表面的校準位置上輻照。1 7 . 5 輻射顯色薄膜傳遞標準劑量計可參照 1 7 . 3 款規(guī)定，將劑量計置于輻照模體內(nèi)或聚苯乙烯板表面，測量校準位置的吸收劑量率，每次輻照至少用 3 片薄膜。按測得的平均吸光度變化值在劑量響應校準曲線上求得吸收劑量 ，計算吸收劑量率。1 7 . 6 用標準或傳遞標準劑量計測定校準位置的吸收劑量率時，必須監(jiān)測或控制輻照時劑量計的溫升，必要時進行溫度修正。J J G 8 5 1 - 1 9 9 31 7 . 7 標準劑量計測得的是量熱體或劑量計溶液接受的平均吸收劑量。為確定固體工作劑量計的吸收劑量，必須根據(jù)預先測得的量熱體或液體劑量計模體內(nèi)的深度劑量分布，求得固體工作劑量計校準位置吸收劑量率標準值。( 三)其他檢定設(shè)備1 8 輻照模體根據(jù)需要選用合適的輻照模體 ( 見附錄 1 . 4 條) 。1 9 半導體溫度計最小分度值為0 . 1 T,測量范圍0 - 1 0 0 lc o2 0 測厚儀準確度高于所測固體劑量計厚度的2 %a2 1 計時器最小分度值為 0 . 0 1 s o2 2 尺 1 m鋼尺，最小分度值為 1 m m .四檢定項目和檢定方法2 3 外觀檢查2 3 . 1 液體劑量計應符合本規(guī)程第 4條要求。2 3 . 2 固體劑量計應符合本規(guī)程第 9條要求。2 4 所使用的計量器具需經(jīng)法定計量檢定機構(gòu)檢定合格。2 5 液體工作劑量計2 5 . 采用替代法將液體劑量計置于校準位置，在劑量計側(cè)量范圍內(nèi)均勻選取 7個不同輻照劑量，其中某個輻照劑量 ( 約在量程 1 / 3處)重復照射 5個劑量 計。2 5 . 2 用分光光度計在規(guī)定波長下測量未輻照與輻照劑量計溶液的吸光度值 A 。 與 人( i =7 , 2 , 3 ,， n ; n =7 ) ，得到系列吸光度變化值 A , ( i = l , 2 , 3 , - - - , n ;。二7 ) 。2 5 . 3 參照式 ( 4 )計算重復照射測量結(jié)果的重復性。2 5 . 4 以輻照劑量對應的時間 ( 或通過電子束的次數(shù))對吸光度變化值進行線性回歸擬合， 其斜率即為單位時間 ( 或每次)輻照產(chǎn)生的吸光度變化值 A , 2 5 . 5 液體工作劑量計的劑量響 應轉(zhuǎn)換因子 茂 ( G y )為: K . =D / A A .( 1 0 )式中， D ， 為校準點處吸收劑量率的標準值 ( 見式 ( 9 ) ) 02 6 固體工作劑量計2 6 . 1 采用替代法將固體工作劑量計置于輻照模體中的校準位置或聚苯乙烯板的表面，薄膜劑量計每次至少輻照 3 片。參照 2 5 . 1 款規(guī)定輻照劑量計。2 6 . 2 用分光光度計或?qū)Ｓ米x數(shù)儀測量規(guī)定波長下輻照前后劑量計的吸光度，得到不同劑量下吸光度的變化值。具體劑量值可由傳遞標準劑量計測得的校準位置吸收劑量率計算得到，也可由標準劑量計測得的吸收劑量率經(jīng)過深度劑量分布換算得到。在坐標紙上，以吸收劑量為橫坐標，以單位厚度 ( 或固定厚度)吸光度變化值為縱坐標 ，繪制劑量響應校準曲線。2 6 . 3 參照式 ( 4 )計算重復照射測量結(jié)果的重復性。J J G 8 5 1 - 1 9 9 3五檢定結(jié)果處理和檢定周期2 7 按本規(guī)程檢定合格的工作劑量計發(fā)給檢定證書，檢定不合格者發(fā)給檢定結(jié)果通知書。2 8 工作劑量計檢定周期為 1 年。J J G 8 5 1 - 1 9 9 3附錄 1名詞1 . 1 吸收劑量D是 d E除以d m所得的商。其中d e 是電離輻射授與質(zhì)量為 d m物質(zhì)的平均能量，即: D= d E / d m( 1 ) 吸收劑量的 單位是J k g - ， 專門 名稱是戈瑞， 符號為G y o 1 G y = 1 J - k g 一 ( 2 )1 . 2 吸收劑量率D是 d D除以 d t 所得的商。其中 d D是在時間間隔 d t 內(nèi)吸收劑量的增量，即: D=d D l d t ( 3 ) 吸收劑 量率的單位是J k g - - s - ， 專門名稱是戈瑞每秒， 符號為G y - s - o 1 G y s 一 = 1 J - k g 一 . s 一 ( 4 )1 .