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钴60辐照室增添源后剂量场的剂量测定


  秦贤军

  上海世龙科技有限公司


  摘要:在钴60辐照室增添源2.583PBq后,启用前用硫酸亚铁剂量计、重铬酸银剂量计准确测量了源到辐照位置的重复性和辐照场的剂量分布以及辐照产品吸收剂量的不均度。结果表明辐照场的剂量分布比较均匀,可以满足科研和辐照加工的需要。

  关键词:硫酸亚铁剂量计,重铬酸银剂量计,Y-辐射场,量测量

  随着我国辐射加工技术的研究和开发,应用领域不断括宽辐射加工逐渐向工业化发展,已在国民经济中产生越来越大的影响。然而由于辐照装置本身条件不一,辐照产品种类多样产品的批量包装规格的不稳定性,辐照目的和要求的不同,如何保证产品的质量,已引起辐照行业的高度重视,剂量测量是保证辐照产品质量的重要手段,使辐照产品达到预定的吸收剂量是保证辐照产品质量的关键。

  1材料与方法

  1.1辐照室

  钴源辐照装置由上海应用物理研究所设计研究院根据<辐照加工用钴-60辐射防护规定>而设计的,本辐照装置可总装载量7.4PBq,2000年3月装载量为3.622PBq,其钴-60辐射源由加拿大核能有限公司提供外形规格为11.1×451.6mm共12根。2006年3月增添2.790PBq,其钴-60辐射源由英国远东有限公司提供,外形规格为11.1×451.6mm共6根。本次再添源2.583PBq,其钴-60辐射源由英国远东有限公司提供,外形规格为11.1×451.6m共6根。目前新老钴-60辐射源24根均在小车的源合内(源架为花篮状),总容量为4.105PBq,钴源平时贮藏在6米水层以下的水井储藏位置,需辐照时,通过提升装置使小车沿导轨上升到辐照位。

  1.2硫酸亚铁剂量计、重铬酸银剂量计的制作

  水的纯化:水是剂量计溶液的主要组成,必须经过多次蒸馏纯化处理。

  酸性重铬酸钾蒸馏(K2Cr2O7 0.5g/L与H2SO4 1m1/L)。

  碱性高锰酸钾蒸馏(KMnO4 0.5g/L与NaOH g/L)。

  不加任何东西再蒸馏1~2次。

  硫酸亚铁剂量计和重铬酸银剂量计溶液的制备分别按照GB139—89标准和JJG1028-91标准。

  辐照容器采用2.8m1的单颈玻璃安培瓶,使用前用蒸馏水充满,辐照一定剂量(大于5KGy)照后再用四重水冲洗三次,最后在550℃的马福炉烘烤至少三小时,待其冷却后备用用定量加液器将剂量计溶液注入2.8ml安培瓶中,用微型焊炬快速封口待用。硫酸亚铁剂量范围40~400Gy其标定剂量在50~150Gy范围,重铬酸银剂量范围0.4~5KGy。

  1.3仪器:采用UV752紫外可见分光光度计(凤凰光学仪器有限公司)测量剂量计的吸光度值。

  辐照在辐照模体中进行。

  2结论与讨论

  2.1源到辐照位置重复性的测定

  将5支剂量计分5次严格定位于校准点处的辐照固体模体中,各辐照相同时间,测量吸光度值,根据贝赛尔公式计算所得的相对标准偏差即源到辐照位置

  重复性为0.5%<1%

  源到辐照位置的重复性

  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

  重复性小于1%表明源到辐照位置重复性较好。

  分析产生误差的原因如下:

  1升降源重复性偏差

  2剂量计本身固有的误差

  3分光光度计的测量误差。

  4剂量计放置的重复性偏差。

  2.2剂量学性能

  2.2.1校准点处剂量率的测定

  校准点距源1.20m,将剂量计严格定位于有机玻璃固体摸体进行7次不同时间的辐照,将吸收剂量与辐照时间进行线性回归拟合,其斜率即为该点的吸收剂量率,数值为13.1Gy/min,相关系数=0.999。该点的剂量率既用于与国家计量院NDAS剂量比对,又可用于日常剂量监测。

  2.2.2辐照场空间分布的不均匀度

  在距源几何轴线50cm圆周上作15等分,先定1~15号点,每点高度为H、H-222.5、H+222.5(H为源棒中心离地面高度)布放3支剂量计,总共45个,辐照相同时间,测量每点吸收剂量,计算不均匀度U=Dmax/Dmin=1.35。辐照场空间分布的不均匀度符合规定要求(小于1.5),表明新老源棒排布比较合理,保证了辐照场剂量分布的均匀性。

  2.2.3辐照场径向剂量率的测定

  在距源5~420cm处,将剂量计置于壁厚超过电子平衡厚度的有机玻璃固体模体中(剂量计中心与几何长度中心处于同一水平高度上)每隔5cm或10cm为个测量点,进行5~7次不同时间的辐照以辐照时间t为自变量,对应的吸收剂量D为因变量进行线性回归拟合,求出线性方程D=bt+D,其斜率即为该点的吸收剂量率。

  2.2.4产品箱中吸收剂量不均匀度测定

  辐照产品采用静态堆码辐照方式,检定在实际辐照产品或模拟产品中进行。在产品箱中布放不少于27个剂量计,对n(n≥3)个产品箱在相同条件下进行照射,依据计算出的各点吸收剂量平均值,确定产品箱最大吸收剂量和最小吸收剂量的位置,并计算产品箱中吸收剂量分布的不均匀度U=Dmax/Dmin=1.33,产品箱中吸收剂量分布不均匀度符合要求即不得大于2.0,表明我部的辐照工艺满足要求。

  3结论

  测量结果表明,我部钴源辐照装置其计量学性能及各项参数均能满足科研和辐照加工的需要。

  参考文献

  1国家技术监督局,使用硫酸亚铁剂量计测量水中吸收剂量标准方法GB139-89。

  2国家技术监督局,使用重铬酸银剂计测量Y射线水中吸收剂量标准方法JJG1028-91。

  3国家技术监督局,Y射线水吸收剂标准剂量计(辐射加工级)JJG735-91。



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