《眼晶狀體輻射量的測定 X 和 γ 輻射》編制說明

四川省地方標準

《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射》

編制說明

牽頭編制單位：中國測試技術研究院輻射研究所

時間：2023年12月

目錄

一、工作簡況 1

二、標準編制原則 3

三、主要內(nèi)容及確定依據(jù) 4

四、試驗驗證的分析、綜述報告 6

五、與有關標準的關系 12

六、與有關法律、行政法規(guī)的關系 13

七、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù) 13

八、涉及專利的有關說明 13

九、實施標準的要求和措施建議 13

十、其他應予說明的事項 14

1

《標準名稱》地方標準編制說明

一、工作簡況

(一)任務來源

根據(jù)四川省市場監(jiān)督管理局2023年05月08日發(fā)出的《關于下達2023年度地方標準制修訂項目立項計劃的通知》（川市監(jiān)函〔2023〕208號），批準由中國測試技術研究院輻射研究所牽頭起草地方標準《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射》。

(二)制定背景

四川省是國務院確定的8個全面創(chuàng)新改革試驗區(qū)中唯一以“軍民融合深度發(fā)展”為核心內(nèi)容的省級區(qū)域，軍民深度融合產(chǎn)業(yè)涉及航空航天、核技術應用、電子信息等重點領域。核技術作為四川省的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)，涉及面廣，產(chǎn)業(yè)鏈完整，無論是在軍工還是民用，擁有眾多的從業(yè)人員。部隊核裝備使用環(huán)境下核材料的使用、轉(zhuǎn)移和處置過程中，核能生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，核軍事應用、核技術研究、介入放射學和核醫(yī)學等行業(yè)發(fā)展，暴露在輻射工作環(huán)境中的人員日益增多。眼晶狀體是電離輻射的敏感器官，電離輻射可導致眼器官的功能性障礙，增加眼晶狀體混濁、白內(nèi)障等疾病的發(fā)生，導致失明。

國內(nèi)還沒有針對眼晶狀體輻射劑量測量的完善監(jiān)測評價體系與測試方法

標準。目前，眼晶狀體劑量當量HP(3)，是通過對軀體劑量當量Hp(10)和皮膚劑量當量Hp(0.07)進行估算的方式獲得。本項目制定《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射》的地方標準，在頭部模體上采用更直接的測試方法獲得眼晶狀體劑量當量HP(3)，可解決軍民兩地對眼晶狀體輻射量測試標準的問題。

2

(三)起草過程

標準起草各階段時間及工作情況。

1.組建編制工作組。2023年5月，由中國測試技術研究院輻射研究所牽頭組建《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射》標準編制工作組，全面開展相關法律法規(guī)、政策文件、國家標準、國際標準、學術文獻以典型案例等的收集和梳理、分析工作，啟動標準研制等相關工作的開展。

2.前期調(diào)研。2023年6月，標準編制工作組對全省核軍事應用、核技術研究、介入放射學和核醫(yī)學等行業(yè)的輻射從業(yè)人員現(xiàn)狀等內(nèi)容進行初步調(diào)研。

3.起草標準。2023年7月，標準編制工作組在充分查閱相關國家標準、國際標準、政策文件以及調(diào)研需求的基礎上，確定《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射》編制的原則、框架及標準內(nèi)容等。按照相應分工，起草《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射》草案稿。

4.形成征求意見稿。2023年12月，標準編制工作組召開《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射》標準編制工作討論會議，對草案進行逐條修改，形成《眼晶狀體輻射量的測定X和γ輻射（征求意見稿）》，并編寫編制說明初稿。

(四)起草單位及人員分工

序號

姓名

單位

任務分工

1

劉操

中國測試技術研究院輻射研究所

組織管理、標準內(nèi)容以及相應測試技術研究總體設計

2

黃平

中國測試技術研究院輻射研究所

負責國際標準轉(zhuǎn)換工作

3

蘇坤普

中國人民解放軍陸軍特色醫(yī)學中心醫(yī)研部

負責標準文本撰寫，實驗方法研究工作。

4

康盛偉

四川省腫瘤醫(yī)院

負責標準驗證試驗工作

5

唐詩俊

四川省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢測院

負責標準驗證試驗工作

6

鄒煉

四川省人民醫(yī)院

負責標準驗證試驗工作

3

7

王旭

中國核動力研究設計院

負責標準驗證試驗工作

8

賀良國

四川省疾病預防控制中心

負責標準驗證試驗工作

9

楊春生

中國測試技術研究院輻射研究所

承擔標準試驗數(shù)據(jù)分析與處理工作

二、標準編制原則

本標準的編制工作遵循“統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性、規(guī)范性”的原則，本著充分體現(xiàn)先進性、科學性、合理性和適用作性，按照GB/T

1.1-2020給出的規(guī)則編寫。

1.先進性原則

本標準的編制遵循先進性原則，結(jié)合國內(nèi)國際眼晶狀體輻射量的測定的實際應用情況、技術水平和行業(yè)發(fā)展及社會需求而制定，整體水平達國內(nèi)領先水平。

2.科學性原則

本標準的編制遵循科學性原則。在對眼晶狀體輻射量的測定做了充分的調(diào)研和分析基礎上，參照了國內(nèi)和國際相關最新標準，且對部分內(nèi)容的驗證進行分析。

3.合理性原則

本標準中有關眼晶狀體輻射量的測定技術要求指標的確定，在分析、引用和驗證其它相關標準指標的同時，還充分考慮了目前現(xiàn)有的眼晶狀體輻射量的測定實際情況、實際技術能力。

4.適用性原則

本標準的編制遵循適用性原則，內(nèi)容便于實施，標準的制定充分考慮了

4

眼晶狀體輻射量的測定的實際情況，在編制工作中充分征求了相關單位的意見，確保標準要求可以有效適用于我省行業(yè)與市場現(xiàn)狀及發(fā)展需要。

三、主要內(nèi)容及確定依據(jù)

本標準主要參照標準ISO4037-2019Radiologicalprotection-Xandgammareferenceradiationforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfor

determiningtheirresponseasafunctionofphotonenergy（輻射防護——用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應的X和γ參考輻射）起草。

1.范圍

本文件規(guī)定了輻射防護中用于眼晶狀體輻射量的測定的要求和程序。本文件適用于空氣比釋動能率高于1μGy/h的X和γ輻射場。

本文件適用于X、γ輻射能量范圍為30keV～1.3MeV，劑量當量測量范圍為10μSv～1Sv。

本文件不適用于其它輻射。

2.規(guī)范性引用文件

本章根據(jù)地方標準編寫要求和實際需要，本標準引用了國際標準，列出

了所引用標準的名稱和標準號。

a)ISO29661:2012Referenceradiationfieldsforradiationprotection-Definitionsandfundamentalconcepts（輻射防護的參考輻射場—定義和基本概念）

b)ISO4037-1:2019Radiologicalprotection-Xandgammareference

radiationforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfor

determingtheirresponseasafunctionofphotonenergy-Part1:Radiation

5

characteristicsandproductionmethods（輻射防護-用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應的X和γ參考輻射第1部分:輻射特性和產(chǎn)生方法）

c)ISO4037-2:2019Radiologicalprotection-Xandgammareference

radiationforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfor

determingtheirresponseasafunctionofphotonenergy-Part2:

Dosimetryforradiationprotectionovertheenergyrangesfrom8keVto1.3MeVand4MeVto9MeV（輻射防護-用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應的X和γ參考輻射第2部分:輻射防護用的能量范圍為8keV~1.3MeV和4MeV~9MeV的參考輻射的劑量測定）

d)ISO4037-3:2019Radiologicalprotection-Xandgammareference

radiationforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfor

determingtheirresponseasafunctionofphotonenergy-Part3:

Calibrationofareaandpersonaldosimetersandthemeasurementoftheirresponseasafunctionofenergyandangleofincidence（輻射防護-用于校準劑量儀和劑量率儀及確定其能量響應的X和γ參考輻射第3部分:場所和個人劑量儀的校準及其能量響應和角響應的測定）

3.術語和定義

本章參考國際標準ISO29661-2012，ISO4037-1:2019和ISO4037-3:2019明確了劑量當量、眼晶狀體劑量當量、參考點、檢驗點、空氣比釋動能到劑量當量的轉(zhuǎn)換系數(shù)和反散射因子等概念，對本標準涉及的術語進行了闡釋與定義。

4.連續(xù)譜過濾X輻射

6

本章參考國際標準ISO4037-1:2019，對輻射質(zhì)，參考輻射的選擇，和參考輻射的要求等相關內(nèi)容進行了詳細說明。

5.放射性核素γ輻射

本章參考國際標準ISO4037-1:2019，對用于產(chǎn)生γ輻射的放射性核素和放射源技術要求等相關內(nèi)容進行了詳細說明。

6.測定程序

本章參考國際標準ISO4037-2:2019和ISO4037-3:2019，對實驗條件、

標準設備、空氣比釋動能的測定和空氣比釋動能到眼晶狀體劑量當量的轉(zhuǎn)換等內(nèi)容進行了詳細說明。

7.轉(zhuǎn)換系數(shù)

本章參考國際標準ISO4037-3:2019，明確了相對于輻射源到檢驗點的參考距離的轉(zhuǎn)換系數(shù)。在參考距離與輻射入射方向角度同時給出時，是測量儀的參考方向和實際輻射方向之間的夾角。所有的轉(zhuǎn)換系數(shù)對應單一的輻射入射角度。

8.不確定度

本章節(jié)明確了眼晶狀體輻射量的測定過程中可能對結(jié)果準確度產(chǎn)生影響的量進行了分析，給出了不確定度的各個分量及考量要求和說明。

四、試驗驗證的分析、綜述報告

1.模體

對于模體的選擇，通過實驗以及調(diào)研國際機構通過模擬計算和實驗對模體的選擇進行了研究，研究指出：人體頭部的體積在6300cm3左右，目前用

7

于測量的人體軀干模體（30×30×15）cm3，體積達到了13500cm3，厚度只有15cm。人體軀干模體體積偏大，厚度偏薄，邊角效應明顯，不能準確反應人體頭部真實的輻射散射情況。

德國聯(lián)邦物理技術研究院（PTB）通過計算和具體實驗給出的頭部模體為直徑20cm，高20cm的正圓柱體，材質(zhì)為有機玻璃。ISO4037-3:2019中給出的空氣比釋動能到眼晶狀體劑量當量轉(zhuǎn)換因子，也是基于該模體。

本標準制作了兩個實驗模體。一個為有機玻璃實心圓柱模體，直徑20cm，高20cm；一個為薄壁圓柱水模體，外壁厚度為2mm，高度20cm，直徑20cm的正圓柱，充純水。

2.驗證實驗

依托中國測試技術研究院輻射研究所“(60～250)kVX射線空氣比釋動能副基準裝置”和“γ射線空氣比釋動能（防護水平）標準裝置”進行實驗，輻射場空氣比釋動能數(shù)值可溯源至國家空氣比釋動能基準。

在標準輻射場中，利用有機玻璃實心圓柱模體直接測量獲得眼晶狀體劑量當量驗證值（如圖1所示）。

圖1有機玻璃實心圓柱體的眼晶狀體劑量當量測量示意圖

在標準輻射場中，利用薄壁圓柱水模體直接測量獲得眼晶狀體劑量當量驗證值（如圖2所示）。

8

圖2薄壁圓柱水模體的眼晶狀體劑量當量測量示意圖

A.確定眼晶狀體劑量當量測試標準值

p

H(3)的測試標準值：

C=hk×Ka

p

式中：C為眼晶體劑量當量H(3)的標準值；

hk為空氣比釋動能Ka到眼晶體劑量當量Hp(3)的轉(zhuǎn)換系數(shù)；Ka為空氣比釋動能。

p

表1空氣比釋動能到劑量當量H(3)的轉(zhuǎn)換系數(shù)

正圓柱體體模中空氣比釋動能到劑量當量的轉(zhuǎn)換系數(shù)hp,K(3)的推薦值

參考輻射

輻射質(zhì)

hp,K(3)/Sv·Gy-1，參考距離為2.5m

過濾X輻

射（窄譜）

N-40

1.28

N-60

1.54

N-80

1.66

N-100

1.63

N-120

1.58

N-150

1.52

N-200

1.42

N-250

1.36

9

N-300

1.32

γ輻射

S-Cs

1.18

S-Co

1.14

B.獲取眼晶狀體劑量當量驗證值

根據(jù)之前刻度好的讀出器對后續(xù)的眼晶體熱釋光劑量計進行測讀劑量當量值，具體方法為：

l篩選出均勻性好于95%且滿足95%的置信水平的熱釋光劑量計。

l將劑量計的參考點放置在試驗點上，取參考方向正對射束方向。

l計算相對誤差

將篩選好的熱釋光劑量計分為10組，每組10個，輻射9組，本底1組。

p

H(3)各組輻照劑量和參考輻射，如表2所示。

表2各組的輻射劑量和參考輻射

參考輻射

137Cs

N-60

N-80

N-100

N-150

約定值G/mSv

0.1

0.3

1

3

10

0.380

0.317

0.394

0.356

用公式計算每一組劑量計的相對誤差Ri：

i

式中：

Ci——第i組劑量計的劑量當量標準值；Ei——第i組劑量計的指示平均值。

熱釋光劑量計篩選之后，將劑量計裝到專用的眼晶體劑量計盒中，眼晶體熱釋光劑量計和劑量盒如圖3所示，眼晶體熱釋光劑量計的盒子是用眼晶

10

體組織等效材料制作。

圖3眼晶體熱釋光劑量計和劑量盒

熱釋光劑量計在輻照場中放置在模體前表面，如圖4所示。由于模體為圓柱體，為了保證實驗的準確性我們每一次放置兩片眼晶體熱釋光劑量計（上下對置放置在模體前表面），照射完成之后進行測讀。

圖4實驗中輻照模體

有機玻璃實心圓柱模體和薄壁圓柱水模體的對比測量數(shù)據(jù)如表3。從表中數(shù)據(jù)可以看出，兩種模體在相同輻射情況下，數(shù)值偏差符合統(tǒng)計漲落，因此模體的選擇可以根據(jù)實際使用的方便性進行選擇。

11

表3兩種模體的對比測試結(jié)果

模體

劑量當量讀出值/mSv

平均值

有機玻璃實心圓柱模體

1.01

1.03

1.03

1.00

1.03

0.96

0.98

1.03

1.05

0.94

1.006

薄壁圓柱水模體

1.07

1.01

0.93

1.08

0.99

1.01

0.95

0.98

1.02

0.95

0.999

熱釋光劑量計驗證數(shù)據(jù)和標準數(shù)據(jù)的對比情況如表4所示。表4實驗數(shù)據(jù)

參考輻射

137Cs

N-60

N-80

N-150

約定值G/mSv

0.1

0.3

1

10

0.422

0.555

0.489

Ei

0.099

0.310

0.990

10.319

0.434

0.571

0.5156

Ri

-1%

3.3%

-1.0%

3.2%

2.8%

2.9%

5.4%

3.實驗結(jié)果的總結(jié)分析：

眼晶體熱釋光劑量計使用高20cm，直徑20cm的正圓柱體，模擬的是人體的頭部部分，為眼晶體熱釋光劑量計提供有效的測量環(huán)境。熱釋光劑量計驗證數(shù)據(jù)和標準數(shù)據(jù)符合得很好。

實驗結(jié)果顯示有機玻璃實心圓柱模體和薄壁圓柱水模體對于輻射標準值的測量上響應一致，可以根據(jù)實際使用的方便性選擇適合的模體。

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本標準的制定訂為我省眼晶狀體輻射量進行規(guī)范化管理，為整體的、系統(tǒng)的保證核軍事應用、核技術研究、介入放射學和核醫(yī)學等行業(yè)輻射從業(yè)人員的輻射安全具有重大的意義。為計量相關部門建立相關計量標準裝置提供標準，同時為眼晶狀體輻射量測量設備開發(fā)廠家提供標準依據(jù)和實驗標準平臺。

五、與有關標準的關系

標準草案參考了國際標準《ISO4037-1:2019Radiologicalprotection-Xandgammareferenceradiationforcalibratingdosemetersanddoseratemetersandfordetermingtheirresponseasafunctionofphotonenergy-Part1:Radiation

characteristicsandproductionmethods》、《ISO4037-2:2019Radiological

protection-Xandgammareferenceradiationforcalibratingdosemetersand

doseratemetersandfordeterminingtheirresponseasafunctionofphotonenergy-Part2:Dosimetryforradiationprotectionovertheenergyrangesfrom8keVto1.3MeV