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鈷60輻照室增添源后劑量場的劑量測定


  秦賢軍

  上海世龍科技有限公司


  摘要:在鈷60輻照室增添源2.583PBq后,啟用前用硫酸亞鐵劑量計、重鉻酸銀劑量計準確測量了源到輻照位置的重復性和輻照場的劑量分布以及輻照產品吸收劑量的不均度。結果表明輻照場的劑量分布比較均勻,可以滿足科研和輻照加工的需要。

  關鍵詞:硫酸亞鐵劑量計,重鉻酸銀劑量計,Y-輻射場,量測量

  隨著我國輻射加工技術的研究和開發,應用領域不斷括寬輻射加工逐漸向工業化發展,已在國民經濟中產生越來越大的影響。然而由于輻照裝置本身條件不一,輻照產品種類多樣產品的批量包裝規格的不穩定性,輻照目的和要求的不同,如何保證產品的質量,已引起輻照行業的高度重視,劑量測量是保證輻照產品質量的重要手段,使輻照產品達到預定的吸收劑量是保證輻照產品質量的關鍵。

  1材料與方法

  1.1輻照室

  鈷源輻照裝置由上海應用物理研究所設計研究院根據<輻照加工用鈷-60輻射防護規定>而設計的,本輻照裝置可總裝載量7.4PBq,2000年3月裝載量為3.622PBq,其鈷-60輻射源由加拿大核能有限公司提供外形規格為11.1×451.6mm共12根。2006年3月增添2.790PBq,其鈷-60輻射源由英國遠東有限公司提供,外形規格為11.1×451.6mm共6根。本次再添源2.583PBq,其鈷-60輻射源由英國遠東有限公司提供,外形規格為11.1×451.6m共6根。目前新老鈷-60輻射源24根均在小車的源合內(源架為花籃狀),總容量為4.105PBq,鈷源平時貯藏在6米水層以下的水井儲藏位置,需輻照時,通過提升裝置使小車沿導軌上升到輻照位。

  1.2硫酸亞鐵劑量計、重鉻酸銀劑量計的制作

  水的純化:水是劑量計溶液的主要組成,必須經過多次蒸餾純化處理。

  酸性重鉻酸鉀蒸餾(K2Cr2O7 0.5g/L與H2SO4 1m1/L)。

  堿性高錳酸鉀蒸餾(KMnO4 0.5g/L與NaOH g/L)。

  不加任何東西再蒸餾1~2次。

  硫酸亞鐵劑量計和重鉻酸銀劑量計溶液的制備分別按照GB139—89標準和JJG1028-91標準。

  輻照容器采用2.8m1的單頸玻璃安培瓶,使用前用蒸餾水充滿,輻照一定劑量(大于5KGy)照后再用四重水沖洗三次,最后在550℃的馬福爐烘烤至少三小時,待其冷卻后備用用定量加液器將劑量計溶液注入2.8ml安培瓶中,用微型焊炬快速封口待用。硫酸亞鐵劑量范圍40~400Gy其標定劑量在50~150Gy范圍,重鉻酸銀劑量范圍0.4~5KGy。

  1.3儀器:采用UV752紫外可見分光光度計(鳳凰光學儀器有限公司)測量劑量計的吸光度值。

  輻照在輻照模體中進行。

  2結論與討論

  2.1源到輻照位置重復性的測定

  將5支劑量計分5次嚴格定位于校準點處的輻照固體模體中,各輻照相同時間,測量吸光度值,根據貝賽爾公式計算所得的相對標準偏差即源到輻照位置

  重復性為0.5%<1%

  源到輻照位置的重復性

  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

  重復性小于1%表明源到輻照位置重復性較好。

  分析產生誤差的原因如下:

  1升降源重復性偏差

  2劑量計本身固有的誤差

  3分光光度計的測量誤差。

  4劑量計放置的重復性偏差。

  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,將劑量計嚴格定位于有機玻璃固體摸體進行7次不同時間的輻照,將吸收劑量與輻照時間進行線性回歸擬合,其斜率即為該點的吸收劑量率,數值為13.1Gy/min,相關系數=0.999。該點的劑量率既用于與國家計量院NDAS劑量比對,又可用于日常劑量監測。

  2.2.2輻照場空間分布的不均勻度

  在距源幾何軸線50cm圓周上作15等分,先定1~15號點,每點高度為H、H-222.5、H+222.5(H為源棒中心離地面高度)布放3支劑量計,總共45個,輻照相同時間,測量每點吸收劑量,計算不均勻度U=Dmax/Dmin=1.35。輻照場空間分布的不均勻度符合規定要求(小于1.5),表明新老源棒排布比較合理,保證了輻照場劑量分布的均勻性。

  2.2.3輻照場徑向劑量率的測定

  在距源5~420cm處,將劑量計置于壁厚超過電子平衡厚度的有機玻璃固體模體中(劑量計中心與幾何長度中心處于同一水平高度上)每隔5cm或10cm為個測量點,進行5~7次不同時間的輻照以輻照時間t為自變量,對應的吸收劑量D為因變量進行線性回歸擬合,求出線性方程D=bt+D,其斜率即為該點的吸收劑量率。

  2.2.4產品箱中吸收劑量不均勻度測定

  輻照產品采用靜態堆碼輻照方式,檢定在實際輻照產品或模擬產品中進行。在產品箱中布放不少于27個劑量計,對n(n≥3)個產品箱在相同條件下進行照射,依據計算出的各點吸收劑量平均值,確定產品箱最大吸收劑量和最小吸收劑量的位置,并計算產品箱中吸收劑量分布的不均勻度U=Dmax/Dmin=1.33,產品箱中吸收劑量分布不均勻度符合要求即不得大于2.0,表明我部的輻照工藝滿足要求。

  3結論

  測量結果表明,我部鈷源輻照裝置其計量學性能及各項參數均能滿足科研和輻照加工的需要。

  參考文獻

  1國家技術監督局,使用硫酸亞鐵劑量計測量水中吸收劑量標準方法GB139-89。

  2國家技術監督局,使用重鉻酸銀劑計測量Y射線水中吸收劑量標準方法JJG1028-91。

  3國家技術監督局,Y射線水吸收劑標準劑量計(輻射加工級)JJG735-91。



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