一种β-γ混合场中个人剂量当量Hp(0.07)的测量和计算方法与流程

本发明属于计量测试，具体涉及一种β-γ混合场中个人剂量当量hp(0.07)的测量和计算方法。

背景技术：

1、β射线广泛存在于核工业的地矿、采冶、纯化、转化、浓缩、元件生产，能源和核动力的生产，以及后处理和废物处理处置等环节。以核燃料铀生产为例，235u和238u持续的自发衰变并伴随着大量β射线，最高能量可达3.28mev，部分铀产品表面β与γ场所剂量率的比值高达360倍。尽管β与γ不同，属于弱贯穿辐射，作用在人体体表的深度仅20μm～100μm，但如此过剂量照射，会大大增加现场操作人员皮肤癌、眼晶体永久性混浊等疾病的风险。

2、hp(0.07)是国际辐射单位与测量委员会(icru)对弱贯穿辐射个人剂量监测给出的运行实用量，用于表述人体肢端的受照情况。由于β射线穿透能力弱、工艺材料要求高、测量难度大，我国的β辐射监测装备发展缓慢，现场可用的技术手段欠缺。尽管中国辐射防护研究院围绕核设施现场辐射状况，形成了β谱仪、β定向剂量当量率仪、个人剂量计等一系列新型测量装备，但尚未建立针对β-γ混合场的个人剂量剂量当量测量和计算方法，这是因为β个人剂量计难以识别β-γ混合场中β和γ射线各自的剂量贡献，并且国内外现行的个人剂量计因自身物理设计，均无法在β-γ混合场下准确给出个人剂量当量hp(0.07)，导致现场操作人员的受照剂量评估误差较大，给核设施工艺生产线上的运行管理和人员辐射安全带来了较大的缺口。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种β-γ混合场中个人剂量当量hp(0.07)的测量和计算方法，以解决混合场下的人员肢端辐射剂量监测评估，提高hp(0.07)的测量准确度，完善核设施现场的辐射安全评价与辐射防护能力。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：一种β-γ混合场中个人剂量当量hp(0.07)的测量和计算方法，所述方法包括如下步骤：

3、s1、采用γ谱仪测量β-γ混合场中γ能谱，并在x/γ参考辐射场中获取个人剂量计的校准因子nγ；

4、s2、测量β-γ混合场中γ射线贡献的个人剂量当量hp-γ(0.07)：测量β-γ混合场的个人剂量当量m、β-γ混合场中人体组织模型10mm深度处γ射线贡献的个人剂量当量hp-γ(10)，计算得到β-γ混合场中的γ射线贡献的个人剂量当量hp-γ(0.07)；

5、s3、采用β谱仪测量β-γ混合场中β能谱，并在β参考辐射场中获取所述个人剂量计的校准因子nβ；

6、s4、计算β-γ混合场中β射线贡献的个人剂量当量hp-β(0.07)；

7、s5、计算β-γ混合场中的个人剂量当量hp(0.07)。

8、进一步，所述步骤s1包括如下具体步骤：

9、s11、采用γ谱仪测量β-γ混合场中γ能谱，获得β-γ混合场中γ能谱区域分布；

10、s12、在x/γ参考辐射场中对所述个人剂量计进行检定/校准，并获得检定/校准证书中给出的所述个人剂量计的校准因子nγ。

11、进一步，所述个人剂量计的性能符合ejt 1178-2005中肢端剂量计的计量特性要求。

12、进一步，步骤s2包括如下具体步骤：

13、s21、建立hp-γ(0.07)与hp-γ(10)的转换关系式；

14、s22、采用所述个人剂量计测量β-γ混合场的个人剂量当量m、β-γ混合场中人体组织模型10mm深度处γ射线贡献的个人剂量当量测量值h′p-γ(10)，h′p-γ(10)与所述个人剂量计的校准因子nγ相乘得到β-γ混合场中人体组织模型10mm深度处γ射线贡献的个人剂量当量hp-γ(10)，再利用所述hp-γ(0.07)与hp-γ(10)的转换关系式计算β-γ混合场中的hp-γ(0.07)。

15、进一步，所述hp-γ(0.07)与hp-γ(10)的转换关系式如下：

16、当β-γ混合场中γ射线的能量＞300kev时，hp-γ(0.07)≈hp-γ(10)；

17、当β-γ混合场中γ射线的能量≤300kev时，hp-γ(0.07)≈0.83hp-γ(10)。

18、进一步，测量β-γ混合场中人体组织模型10mm深度处γ射线贡献的个人剂量当量测量值h′p-γ(10)时，在所述个人剂量计前遮挡5mm厚的铝。

19、进一步，步骤s3包括如下具体步骤：

20、s31、采用β谱仪测量β-γ混合场中的能谱，获得β-γ混合场中的β+γ混合能谱区域分布；

21、s32、在β谱仪前遮挡5mm厚的铝，以获得纯γ能谱；对测得的所述纯γ能谱、β+γ混合能谱作差，得到β-γ混合场中的纯β能谱；

22、s33、将所述β-γ混合场中的纯β能谱与参考辐射场中β能谱核素90sr-90y、85kr、147pm的参考能谱对比，挑选出能量最相近的β能谱核素，并在该核素下检定/校准所述个人剂量计，给出所述个人剂量计的校准因子nβ。

23、进一步，步骤s4中，根据公式(2)计算β-γ混合场中β射线贡献的个人剂量当量hp-β(0.07)；

24、hp-β(0.07)＝[m-hp-γ(0.07)/nγ]·nβ            (2)

25、其中，m为β-γ混合场个人剂量当量测量值，sv；

26、nγ为个人剂量计与β-γ混合场中γ射线相近的γ/x辐射场校准因子；

27、nβ为个人剂量计与β-γ混合场中β射线相近的β辐射场校准因子；

28、hp-γ(0.07)为β-γ混合场中γ射线贡献的个人剂量当量，单位sv；

29、hp-β(0.07)为β-γ混合场中β射线贡献的个人剂量当量，单位sv。

30、进一步，步骤s5中，根据公式(3)计算β-γ混合场中的个人剂量当量hp(0.07)；

31、hp(0.07)＝hp-β(0.07)+hp-γ(0.07)           (3)

32、其中，hp(0.07)为β-γ混合场中的个人剂量当量；

33、hp-γ(0.07)为β-γ混合场中γ射线贡献的个人剂量当量，单位sv；

34、hp-β(0.07)为β-γ混合场中β射线贡献的个人剂量当量，单位sv。

35、本发明的有益效果如下：采用本发明所提供的一种β-γ混合场中个人剂量当量hp(0.07)的测量和计算方法，可以通过采用γ谱仪测量β-γ混合场中γ能谱，并在x/γ参考辐射场中获取个人剂量计的校准因子nγ；测量β-γ混合场的个人剂量当量m、β-γ混合场中人体组织模型10mm深度处γ射线贡献的个人剂量当量hp-γ(10)，计算得到β-γ混合场中的γ射线贡献的个人剂量当量hp-γ(0.07)；采用β谱仪测量β-γ混合场中β能谱，并在β参考辐射场中获取所述个人剂量计的校准因子nβ；计算β-γ混合场中β射线贡献的个人剂量当量hp-β(0.07)；计算β-γ混合场中的个人剂量当量hp(0.07)。本发明所提供的方法能够解决混合场下的人员肢端辐射剂量监测评估，提高hp(0.07)的测量准确度，完善核设施现场的辐射安全评价与辐射防护能力。