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环境热释光累积剂量测量实验研究

2021-06-04杨文栋武荣国

环境科学导刊 2021年3期
关键词:挂片置信区间点位

杨文栋,武荣国

(云南省辐射环境监督站,云南 昆明 650032)

0 引言

自20世纪60年代初以来,以LiF(Mg.Cu.p)探测器为代表的热释光探测器(TLD)测量累积剂量得到较快发展,90年代后开始应用于环境γ辐射剂量监测。该方法可提供一个时段内的环境辐射剂量资料,有利于评价辐射环境质量和相关人群所受的外照射剂量[1]。但对常规环境累积剂量测量中,其探测限、测量下限、方法精密度、测量值的置信区间等研究不多,本文对这些问题进行了初步研究。

1 监测情况

1.1 对象

本次实验对象为γ辐射累积剂量室内环境测量。共布设5个点,每个点按10d一个周期,共9个周期,每个点每个周期取1次样品进行分析,并计算出测量点累积剂量值。样品布设点位信息见表1。

表1 点位信息表

1.2 方法

1.2.1 监测方法

本次实验按《GB/T 10264-2014 个人和环境监测用热释光剂量测量系统》[2]进行。

1.2.2 热释光探测器的筛选

取型号为GR-200AR型,规格为φ4.5×0.8mm,分散性≤3%的LiF(Mg.Cu.p)探测器,在FJ411B热释光退火炉中2400C退火10min,充分冷却后,取其中32个探测器用Harshaw TLD3500读出器测量并计算出相应的平均值及标准差,作为本批探测器本底值,同时计算本实验条件探测限和测量下限。

1.2.3 不同环境热释光探测器的分组、布设

将退火后探测器分装在剂量计壳内,在剂量计外壳依次编上编码,每个剂量计壳内装3个探测器,每组2个剂量计,每个点位布设9组剂量计。

1.3 仪器

FJ411B热释光退火炉,美国Harshaw公司的TLD3500读出器,GR-200AR型LiF(Mg.Cu.p)探测器由北京光润意通辐射监测设备有限公司提供。

Harshaw TLD3500读出器、FJ411B热释光退火炉均通过计量检定,各项性能指标满足《GB/T 10264-2014 个人和环境监测用热释光剂量测量系统》相关要求。

2 测量结果

2.1 本底片测量置信区间、探测限与测量下限

2.2 5个点位测量结果

本次共布设5个点位,放置剂量计后从10d到第90d,每隔10d测量一组样品,测量结果见表2~表6,5个点位挂片时间与累积剂量线性相关系及回归方程见图1。

表2 实验楼一楼(105室)监测结果

表3 实验楼三楼(304室)监测结果

表4 实验楼六楼(604室)监测结果

表5 办公楼二楼(215室)监测结果

表6 办公楼二楼(206室)监测结果

3 讨论

3.1 测量置信区间、探测限与测量下限

在辐射环境监测中,累积剂量挂片在90d左右,按前述方法分别计算出本次5个点90d测量平均值95%置信水平的置信区间半宽度如表7所示。

表7 挂片90d各房间测量平均值的置信区间半宽度

测量下限是在满足规定误差要求的前提下,用特定方法能够准确定量测定被测物质的最低浓度或含量。从表7数据可以看出,对于日常90d环境累积剂量,95%置信水平的置信区间半宽度均小于测量值的10%。探测限(LLD)为2.08μSv,其测量下限为8.32μSv。当挂片时间90d时,测量剂量率测量下限为3.70nSv/h,根据历年资料,云南省内环境剂量率均>45nSv/h(未扣除宇宙射线),本次挂片10d的剂量已经高于测量下限。本次实验按每10d 1组进行测量,其测量结果是可靠的。

3.2 挂片时间与剂量的线性关系

从表2~表6数据及图1分析,5个实验点位从挂片10~90d,其挂片时间与累积剂量有良好的线性相关关系(r>0.990),每组探测器(共6片)测量值间变异系数在3.62%~11.50%,线性回归曲线斜率为挂片期间的该点位的平均剂量率。

3.3 环境热释光累积剂量用于环境监测结果的精密度

环境累积剂量测量要求是90d/季度,从本次测量结果看,当进行90d左右挂片时,其测量值(6片)的变异系数范围为3.62%~11.50%。其测量平均值95%置信水平的置信区间相对半宽度最高为8.4%。因此,以95%的置信水平考虑,可以把每个点剂量片测量平均值上下10%的范围作为判断数据是否可疑的依据之一(即每点的剂量片测量值如果超出±0.1时,可考虑为可疑值)。

4 结论

TLD累积剂量监测简单易行,测量结果可反映一个时间段内环境剂量变化。从本次研究结果分析,环境累积剂量测量10~90d,其测量结果均有良好的线性关系(r>0.990),其变异系数范围3.62%~11.50%。现有测量条件下,其探测限为2.08μSv,测量下限为8.32μSv,每个点剂量片测量值95%置信水平的置信区间半宽度最大值均不超过测量均值的10%。

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