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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(jì)、重鉻酸銀劑量計(jì)準(zhǔn)確測量了源到輻照位置的重復(fù)性和輻照場的劑量分布以及輻照產(chǎn)品吸收劑量的不均度。結(jié)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(guān)鍵詞:硫酸亞鐵劑量計(jì),重鉻酸銀劑量計(jì),Y-輻射場,量測量
隨著我國輻射加工技術(shù)的研究和開發(fā),應(yīng)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(jì)中產(chǎn)生越來越大的影響。然而由于輻照裝置本身?xiàng)l件不一,輻照產(chǎn)品種類多樣產(chǎn)品的批量包裝規(guī)格的不穩(wěn)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(dá)到預(yù)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(yīng)用物理研究所設(shè)計(jì)研究院根據(jù)<輻照加工用鈷-60輻射防護(hù)規(guī)定>而設(shè)計(jì)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(guī)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(yuǎn)東有限公司提供,外形規(guī)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(yuǎn)東有限公司提供,外形規(guī)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(nèi)(源架為花籃狀),總?cè)萘繛?.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(dǎo)軌上升到輻照位。
1.2硫酸亞鐵劑量計(jì)、重鉻酸銀劑量計(jì)的制作
水的純化:水是劑量計(jì)溶液的主要組成,必須經(jīng)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(jì)和重鉻酸銀劑量計(jì)溶液的制備分別按照GB139—89標(biāo)準(zhǔn)和JJG1028-91標(biāo)準(zhǔn)。
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(jì)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(biāo)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(jì)(鳳凰光學(xué)儀器有限公司)測量劑量計(jì)的吸光度值。
輻照在輻照模體中進(jìn)行。
2結(jié)論與討論
2.1源到輻照位置重復(fù)性的測定
將5支劑量計(jì)分5次嚴(yán)格定位于校準(zhǔn)點(diǎn)處的輻照固體模體中,各輻照相同時間,測量吸光度值,根據(jù)貝賽爾公式計(jì)算所得的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差即源到輻照位置
重復(fù)性為0.5%<1%
源到輻照位置的重復(fù)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(fù)性小于1%表明源到輻照位置重復(fù)性較好。
分析產(chǎn)生誤差的原因如下:
1升降源重復(fù)性偏差
2劑量計(jì)本身固有的誤差
3分光光度計(jì)的測量誤差。
4劑量計(jì)放置的重復(fù)性偏差。
2.2劑量學(xué)性能
2.2.1校準(zhǔn)點(diǎn)處劑量率的測定
校準(zhǔn)點(diǎn)距源1.20m,將劑量計(jì)嚴(yán)格定位于有機(jī)玻璃固體摸體進(jìn)行7次不同時間的輻照,將吸收劑量與輻照時間進(jìn)行線性回歸擬合,其斜率即為該點(diǎn)的吸收劑量率,數(shù)值為13.1Gy/min,相關(guān)系數(shù)=0.999。該點(diǎn)的劑量率既用于與國家計(jì)量院NDAS劑量比對,又可用于日常劑量監(jiān)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(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(jì),總共45個,輻照相同時間,測量每點(diǎn)吸收劑量,計(jì)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(guī)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(jì)置于壁厚超過電子平衡厚度的有機(jī)玻璃固體模體中(劑量計(jì)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(diǎn),進(jìn)行5~7次不同時間的輻照以輻照時間t為自變量,對應(yīng)的吸收劑量D為因變量進(jìn)行線性回歸擬合,求出線性方程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個劑量計(jì),對n(n≥3)個產(chǎn)品箱在相同條件下進(jìn)行照射,依據(jù)計(jì)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(jì)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足要求。
3結(jié)論
測量結(jié)果表明,我部鈷源輻照裝置其計(jì)量學(xué)性能及各項(xiàng)參數(shù)均能滿足科研和輻照加工的需要。
參考文獻(xiàn)
1國家技術(shù)監(jiān)督局,使用硫酸亞鐵劑量計(jì)測量水中吸收劑量標(biāo)準(zhǔn)方法GB139-89。
2國家技術(shù)監(jiān)督局,使用重鉻酸銀劑計(jì)測量Y射線水中吸收劑量標(biāo)準(zhǔn)方法JJG1028-91。
3國家技術(shù)監(jiān)督局,Y射線水吸收劑標(biāo)準(zhǔn)劑量計(jì)(輻射加工級)JJG735-91。
