JJG851-1993電子束輻射加工工作劑量計(jì).pdf

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)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(jì)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(shí)施國(guó) 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(jì)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(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于 1 9 9 3 年0 9 月2 2日 批準(zhǔn)， 并自1 9 9 4 年0 4 月 0 1日起施行 。歸口單位 :中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院起 草單 位 :中國(guó)計(jì)量科 學(xué)研 究 院本規(guī)程技術(shù)條文 由起草單位負(fù)責(zé)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(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)( 北京市計(jì)量科學(xué)研究所)( 北京師范大學(xué))( 上海市計(jì)量技術(shù)研究所 )( 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)( 中國(guó)計(jì)量科學(xué)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(xiàng)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(jì)檢定規(guī)程 本規(guī)程適用于標(biāo)準(zhǔn)與傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)，在電子束輻照?qǐng)鲋幸蕴娲z定新制造、使用中和修理后的輻射加工工作劑量計(jì)。一概述 電子束輻射加工工作劑量計(jì) ( 以下簡(jiǎn)稱工作劑量計(jì))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(cè)量輻照?qǐng)龌蜉椪债a(chǎn)品中的劑量分布 ，進(jìn)行日常劑量監(jiān)測(cè)的劑量計(jì)。劑量測(cè)量系統(tǒng)通常由劑量計(jì)、輻射響應(yīng)讀數(shù)儀和劑量響應(yīng)校準(zhǔn)曲線 ( 或劑量響應(yīng)轉(zhuǎn)換因子)組成。 液體工作劑量計(jì)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(jì)等。在電子束作用下，劑量計(jì)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(jì)在規(guī)定波長(zhǎng)下測(cè)定輻照前后劑量計(jì)溶液吸光度的變化值，由校準(zhǔn)得到的劑量響應(yīng)轉(zhuǎn)換因子或相應(yīng)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(jì)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(lán)色玻璃紙等。在電子束作用下各類薄膜 、薄片劑量計(jì)產(chǎn)生輻射化學(xué)效應(yīng) ，導(dǎo)致顏色變化，用分光光度計(jì)或?qū)Ｓ米x數(shù)儀在規(guī)定波長(zhǎng)下測(cè)定輻照前后劑量計(jì)比吸光度的變化值，由校準(zhǔn)得到劑量響應(yīng)曲線或相應(yīng)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(jì)1 液體工作劑量計(jì)列于表表 1 液體 工作劑量計(jì)名稱測(cè) 量方法劑量范圍/ k 湯重鉻酸鉀 ( 銀)劑量計(jì)可見分光光度法4 4 0 n m4-4 0重鉻酸銀劑量計(jì)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(jì)紫外分光光度法3 2 0 n m42 5氯苯乙醇劑量計(jì)高頻電導(dǎo)、比色滴定、分光光度法1 x1 0 一 z 一 2 x1 0 -測(cè)量重復(fù)性-5 % ( 測(cè)量次數(shù) n -5 ) o測(cè)量吸收劑量的總不確定度G巧% ( 置信因子 k =2 ) o劑量計(jì)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?qǐng)龅木鶆騾^(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(yīng)注滿劑量計(jì)溶液并放置 1 0 h以下，輻照前用新劑量計(jì)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(cè)量。 注2 :采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 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(chǔ)存和運(yùn)輸 :劑量計(jì)及其溶液輻照前后應(yīng)在室溫下避光保存，輻照前后儲(chǔ)存及運(yùn)輸過程中，輻照與對(duì)照用的劑量計(jì)及溶液均應(yīng)置于相同環(huán)境條件下。( 二)固體劑量計(jì)6 固體工作劑量計(jì)列于表 2 0 表 2 固體工作劑t計(jì)7 測(cè)量重復(fù)性g5 % ( n :- 5 ) o8 測(cè)量吸收劑量總不確定度-1 5 % ( k= 2 ) o9 固體劑量計(jì)必須厚度均勻并有合適包裝，薄膜和薄片應(yīng)表面光法 ，不得有斑點(diǎn)、印痕和擦傷。1 0 儲(chǔ)存和運(yùn)輸 :劑量計(jì)必須在相對(duì)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(chǔ)存及運(yùn)輸過程中輻照與對(duì)照用的劑量計(jì)均應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)與傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)1 1 標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)包括量熱計(jì)與液體劑量計(jì)，必須經(jīng)過計(jì)量行政部門組織考核合格，審查批準(zhǔn)。測(cè)量吸收劑量的重復(fù)性 2 %，總不確定度5 % ( k = 2 ) o1 2 傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)包括丙氨酸/ E S R劑量計(jì)與優(yōu)質(zhì)輻射顯色薄膜 ，必須經(jīng)過電子束吸收劑量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置校準(zhǔn) ， 測(cè)量吸收劑量的重復(fù)性3 %，總不確定度8 % ( k = 2 ) o1 3 標(biāo)準(zhǔn)與傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)見表 3 . 表 3標(biāo) 準(zhǔn)與傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑且計(jì)( 注 4 )名稱測(cè)量方法劑量范圍/ k 街石 墨量熱計(jì)量熱 ( 熱敏電阻或熱電偶)法22 0水量熱計(jì)量熱 ( 熱敏電阻或熱電偶)法55 0重鉻酸銀劑量計(jì)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(jì)可見分光光度法 4 4 0 n m4 -4 0丙氨酸/ E S R劑量計(jì)電子自旋共振法0. 54 0優(yōu)質(zhì)輻射顯色薄膜劑量計(jì)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(jì)與水量熱計(jì)也可作為工作劑量計(jì)使用。( 二)輻照條件1 4 校準(zhǔn)工作劑量計(jì)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(jì)應(yīng)放在均勻電子束輻射場(chǎng)中的校準(zhǔn)位置，嚴(yán)格定位。為保證電子束輻照重復(fù)可靠 ，檢定過程必須用電子束流密度計(jì) ( 電子注量?jī)x) 、標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)或傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)監(jiān)測(cè)電子束，進(jìn)行歸一修正。1 6 電子束輻照劑量重復(fù)性4 % ( n _ :- 3 ) o1 6 . 1 該項(xiàng)性能用高精度的電子束流密度計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)在校準(zhǔn)位置測(cè)量。以標(biāo)準(zhǔn)液體劑量計(jì)為例，取若干個(gè)劑量計(jì)，其中5個(gè)用于對(duì)照，n個(gè)用于輻照。1 6 . 2 參照式 ( 4 )計(jì)算吸光度變化值單次測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，用它表示校準(zhǔn)位置輻照劑量的重復(fù)性。1 7 確定校準(zhǔn)位置吸收劑量率標(biāo)準(zhǔn)值。1 7 . 1 校準(zhǔn)必須采用標(biāo)準(zhǔn)或傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)。1 7 . 2 將量熱計(jì)置干校準(zhǔn)位置.選定電子束參數(shù)，輻照一定時(shí)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(dòng)態(tài)輻照，通常 t = l ) 。重復(fù)照射 n 次 ( n 3 ) ，或在同樣條件下輻照 n個(gè)量熱計(jì) ( n _3 ) 。測(cè)量量熱計(jì)輻照前后的溫度變化 T : ( i = l , 2 ,， 。 ) ， 按下列公式計(jì)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(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 S ,r / D o D 二T ， K _ . ,( 1 )、!、1了2門r4了.、r萬(wàn) = 絲D, . , =Dl t、 、/” J (D ,- D )z/D 1n - 1 100式中， K _ 為 量熱計(jì)的比熱容，K , , ， 二 E m ; c , / Y- M ; o m , , c分別為量熱計(jì)i 組分的質(zhì)量與比熱容。 采 用 石 墨 量 熱計(jì) 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(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀 ( 銀)或重鉻酸銀劑量計(jì)置于校準(zhǔn)位置，選定電子束參數(shù)，輻照一定時(shí)間 ，( 靜止輻照) ，或固定傳輸速度下通過電子束 t 次 ( 動(dòng)態(tài)輻照) 。同樣條件 下照射 n個(gè)劑量計(jì) ( n . -3 ) ,測(cè)量輻照前后劑量計(jì)溶液的吸光度變化值 A，則校準(zhǔn)位置的吸收劑量率D 可由下 列公式計(jì)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(jì)溶液的吸光度 ;A A 為n個(gè)劑量計(jì)的平均吸光度變化值; K = 為標(biāo)準(zhǔn)液體劑量計(jì)的劑量響應(yīng)轉(zhuǎn)換因子。單次測(cè)量值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可參照式 ( 4 )計(jì)算。1 7 . 4 丙氨酸/ 1 : S R傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)測(cè)定校準(zhǔn)位置的吸收劑量率可參照國(guó)家計(jì)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(jìn)行。丙氨酸劑量計(jì)放在輻射模體內(nèi)或放在聚苯乙 烯板表面的校準(zhǔn)位置上輻照。1 7 . 5 輻射顯色薄膜傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)可參照 1 7 . 3 款規(guī)定，將劑量計(jì)置于輻照模體內(nèi)或聚苯乙烯板表面，測(cè)量校準(zhǔn)位置的吸收劑量率，每次輻照至少用 3 片薄膜。按測(cè)得的平均吸光度變化值在劑量響應(yīng)校準(zhǔn)曲線上求得吸收劑量 ，計(jì)算吸收劑量率。1 7 . 6 用標(biāo)準(zhǔn)或傳遞標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)測(cè)定校準(zhǔn)位置的吸收劑量率時(shí)，必須監(jiān)測(cè)或控制輻照時(shí)劑量計(jì)的溫升，必要時(shí)進(jìn)行溫度修正。J J G 8 5 1 - 1 9 9 31 7 . 7 標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)測(cè)得的是量熱體或劑量計(jì)溶液接受的平均吸收劑量。為確定固體工作劑量計(jì)的吸收劑量，必須根據(jù)預(yù)先測(cè)得的量熱體或液體劑量計(jì)模體內(nèi)的深度劑量分布，求得固體工作劑量計(jì)校準(zhǔn)位置吸收劑量率標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)體溫度計(jì)最小分度值為0 . 1 T,測(cè)量范圍0 - 1 0 0 lc o2 0 測(cè)厚儀準(zhǔn)確度高于所測(cè)固體劑量計(jì)厚度的2 %a2 1 計(jì)時(shí)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(xiàng)目和檢定方法2 3 外觀檢查2 3 . 1 液體劑量計(jì)應(yīng)符合本規(guī)程第 4條要求。2 3 . 2 固體劑量計(jì)應(yīng)符合本規(guī)程第 9條要求。2 4 所使用的計(jì)量器具需經(jīng)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格。2 5 液體工作劑量計(jì)2 5 . 采用替代法將液體劑量計(jì)置于校準(zhǔn)位置，在劑量計(jì)側(cè)量范圍內(nèi)均勻選取 7個(gè)不同輻照劑量，其中某個(gè)輻照劑量 ( 約在量程 1 / 3處)重復(fù)照射 5個(gè)劑量 計(jì)。2 5 . 2 用分光光度計(jì)在規(guī)定波長(zhǎng)下測(cè)量未輻照與輻照劑量計(jì)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(jì)算重復(fù)照射測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性。2 5 . 4 以輻照劑量對(duì)應(yīng)的時(shí)間 ( 或通過電子束的次數(shù))對(duì)吸光度變化值進(jìn)行線性回歸擬合， 其斜率即為單位時(shí)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(jì)的劑量響 應(yīng)轉(zhuǎn)換因子 茂 ( G y )為: K . =D / A A .( 1 0 )式中， D ， 為校準(zhǔn)點(diǎn)處吸收劑量率的標(biāo)準(zhǔn)值 ( 見式 ( 9 ) ) 02 6 固體工作劑量計(jì)2 6 . 1 采用替代法將固體工作劑量計(jì)置于輻照模體中的校準(zhǔn)位置或聚苯乙烯板的表面，薄膜劑量計(jì)每次至少輻照 3 片。參照 2 5 . 1 款規(guī)定輻照劑量計(jì)。2 6 . 2 用分光光度計(jì)或?qū)Ｓ米x數(shù)儀測(cè)量規(guī)定波長(zhǎng)下輻照前后劑量計(jì)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(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)測(cè)得的校準(zhǔn)位置吸收劑量率計(jì)算得到，也可由標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)測(cè)得的吸收劑量率經(jīng)過深度劑量分布換算得到。在坐標(biāo)紙上，以吸收劑量為橫坐標(biāo)，以單位厚度 ( 或固定厚度)吸光度變化值為縱坐標(biāo) ，繪制劑量響應(yīng)校準(zhǔn)曲線。2 6 . 3 參照式 ( 4 )計(jì)算重復(fù)照射測(cè)量結(jié)果的重復(fù)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(jì)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(jì)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(hào)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(shí)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(hào)為G y - s - o 1 G y s 一 = 1 J - k g 一 . s 一 ( 4 )1 .