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鈷60輻照室增添源后劑量場(chǎng)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(chǎng)的劑量分布以及輻照產(chǎn)品吸收劑量的不均度。結果表明輻照場(chǎng)的劑量分布比較均勻,可以滿(mǎn)足科研和輻照加工的需要。

  關(guān)鍵詞:硫酸亞鐵劑量計,重鉻酸銀劑量計,Y-輻射場(chǎng),量測量

  隨著(zhù)我國輻射加工技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā),應用領(lǐng)域不斷括寬輻射加工逐漸向工業(yè)化發(fā)展,已在國民經(jīng)濟中產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。然而由于輻照裝置本身條件不一,輻照產(chǎn)品種類(lèi)多樣產(chǎn)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(chǎn)品的質(zhì)量,已引起輻照行業(yè)的高度重視,劑量測量是保證輻照產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段,使輻照產(chǎn)品達到預定的吸收劑量是保證輻照產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)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&lt;輻照加工用鈷-60輻射防護規定&gt;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(chē)的源合內(源架為花籃狀),總容量為4.105PBq,鈷源平時(shí)貯藏在6米水層以下的水井儲藏位置,需輻照時(shí),通過(guò)提升裝置使小車(chē)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(jīng)過(guò)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(mǎn),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(shí),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(jiàn)分光光度計(鳳凰光學(xué)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(jìn)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(diǎn)處的輻照固體模體中,各輻照相同時(shí)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%&lt;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(chǎn)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(xué)性能

  2.2.1校準點(diǎn)處劑量率的測定

  校準點(diǎn)距源1.20m,將劑量計嚴格定位于有機玻璃固體摸體進(jìn)行7次不同時(shí)間的輻照,將吸收劑量與輻照時(shí)間進(jìn)行線(xiàn)性回歸擬合,其斜率即為該點(diǎn)的吸收劑量率,數值為13.1Gy/min,相關(guān)系數=0.999。該點(diǎn)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(chǎng)空間分布的不均勻度

  在距源幾何軸線(xiàn)50cm圓周上作15等分,先定1~15號點(diǎn),每點(diǎn)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(gè),輻照相同時(shí)間,測量每點(diǎn)吸收劑量,計算不均勻度U=Dmax/Dmin=1.35。輻照場(chǎng)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(chǎng)劑量分布的均勻性。

  2.2.3輻照場(chǎng)徑向劑量率的測定

  在距源5~420cm處,將劑量計置于壁厚超過(guò)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(cháng)度中心處于同一水平高度上)每隔5cm或10cm為個(gè)測量點(diǎn),進(jìn)行5~7次不同時(shí)間的輻照以輻照時(shí)間t為自變量,對應的吸收劑量D為因變量進(jìn)行線(xiàn)性回歸擬合,求出線(xiàn)性方程D=bt+D,其斜率即為該點(diǎn)的吸收劑量率。

  2.2.4產(chǎn)品箱中吸收劑量不均勻度測定

  輻照產(chǎn)品采用靜態(tài)堆碼輻照方式,檢定在實(shí)際輻照產(chǎn)品或模擬產(chǎn)品中進(jìn)行。在產(chǎn)品箱中布放不少于27個(gè)劑量計,對n(n≥3)個(gè)產(chǎn)品箱在相同條件下進(jìn)行照射,依據計算出的各點(diǎn)吸收劑量平均值,確定產(chǎn)品箱最大吸收劑量和最小吸收劑量的位置,并計算產(chǎn)品箱中吸收劑量分布的不均勻度U=Dmax/Dmin=1.33,產(chǎn)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(mǎn)足要求。

  3結論

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

  參考文獻

  1國家技術(shù)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(shù)監督局,使用重鉻酸銀劑計測量Y射線(xiàn)水中吸收劑量標準方法JJG1028-91。

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



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