Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7078-3:201 về Đo hoạt độ phóng xạ - Phần 3

• Số hiệu: TCVN7078-3:2018
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2018

Định nghĩa	Ký hiệu	Công thức	Mô tả
Hiệu suất của thiết bị	ε		Hiệu suất của thiết bị = tốc độ đếm quan sát được trên suất phát xạ bề mặt bên dưới cửa sổ detector
Đáp ứng của thiết bị (Phát xạ)	I(E)		Hiệu suất của thiết bị nhân với diện tích cửa sổ = tốc độ đếm quan sát được trên suất phát xạ trên một đơn vị diện tích
Đáp ứng của thiết bị (Hoạt độ)	I(A)		Hiệu suất của thiết bị nhân với diện tích cửa sổ nhân với xác suất của một hạt hoặc photon rời khỏi bề mặt nguồn = tốc độ đếm quan sát được trên Bq trên một đơn vị diện tích
Hệ số hiệu chuẩn (Phát xạ)	C(E)		Giá trị nghịch đảo của hiệu suất thiết bị nhân với diện tích cửa sổ
Hệ số hiệu chuẩn (Hoạt độ)	C(A)		Giá trị nghịch đảo của hiệu suất thiết bị nhân với diện tích cửa sổ nhân với xác suất của hạt rời khỏi bề mặt nguồn

Bảng 2 - Các đại lượng mô tả bề mặt

Đại lượng

Ký hiệu

Mô tả

Suất phát xạ bề mặt của nguồn hiệu chuẩn

R_c

Suất phát xạ bề mặt của các hạt hoặc các photon

Hệ số P

...

...

...

5.3  Hệ số P đối với nhân phóng xạ có sơ đồ phân rã không phức tạp

Khái niệm về hệ số P lần đầu tiên được giới thiệu trong quá trình xây dựng Tài liệu tham khảo [3].

CHÚ THÍCH  Hệ số P được nêu trong Tài liệu tham khảo [3] để chuyển đổi phép đo suất phát xạ từ nguồn hiệu chuẩn đơn năng lượng phù hợp TCVN 10802 (ISO 8769) thành phép đo hoạt độ. Vì các nguồn hiệu chuẩn như vậy là các nhân phóng xạ đơn với phát xạ đơn lẻ, có xác suất phát xạ 100 %, nên hệ số P có thể được sử dụng rất đơn giản để đạt được sự chuyển đổi này. Hệ số P, về cơ bản, chỉ là giá trị nghịch đảo của P_e (Bảng 2). Định nghĩa ban đầu, "Hệ số P là tỷ số giữa hoạt độ trên một đơn vị diện tích của nguồn với suất phát xạ bề mặt trên một đơn vị diện tích" là chính xác, nhưng chỉ đúng cho các nguồn hiệu chuẩn TCVN 10802 (ISO 8769) phát xạ đơn.

Để ước tính hệ số P, hình minh họa trong Hình 1 cho thấy có các quá trình phát xạ khác nhau từ một bề mặt nhiễm bẩn phóng xạ.

CHÚ DẪN

A  hạt/photon phát ra từ bề mặt

B  hạt/photon hấp thụ trong bụi bẩn bề mặt (xem Bảng 3 và 4)

C  hạt/photon hấp thụ trong lớp hoạt động (xem Bảng 3 và 4)

...

...

...

E  hạt/photon hấp thụ vào bên trong chất nền

1  bụi bẩn bề mặt

2  lớp hoạt động

3  chất nền

Hình 1 - Sơ đồ các quá trình phát xạ từ bề mặt của một nguồn

Giá trị ảnh hưởng của các thành phần B, C và D hệ số P được chỉ ra trong Bảng 3 và Bảng 4. Tham khảo cho Bảng 3 và 4 là Tài liệu tham khảo [4].

Bảng 3 - Các dạng khác nhau của các hiệu ứng suy giảm với loại phát xạ và năng lượng (chỉ minh họa)

Hiệu ứng

Thành phần của hệ số P

...

...

...

Giá trị ảnh hưởng

Tán xạ ngược

D

Beta năng lượng cao

Làm tăng phát xạ bề mặt từ 10 % đến 20 % đối với beta năng lượng cao trên mặt sau có số nguyên tử cao (ví dụ: thép)

Tự hấp thụ

C

Alpha

Làm giảm phát xạ bề mặt bởi hệ số = 2 hoặc lớn hơn

...

...

...

Ngay cả khi lớp lắng đọng rất mỏng cũng gây ra sự giảm đáng kể suất phát xạ bề mặt

Beta năng lượng cao

Phát xạ bề mặt không bị ảnh hưởng khi lớp lắng đọng mỏng (<1 mg cm^-^2)

Phủ trên bề mặt

B (xem Bảng 4)

Alpha

Lớp dày 5 mg cm^-^2: hấp thụ toàn bộ bức xạ α

Beta năng lượng thấp

Lớp dày 5 mg cm^-^2: làm giảm phát xạ bề mặt bởi hệ số = 2 hoặc lớn hơn

...

...

...

Lớp dày 5 mg cm^-^2: làm giảm phát xạ bề mặt 30 %

Bức xạ gây nhiễu

Một số nhiễu gamma có thể xảy ra, ảnh hưởng thường nhỏ (thông thường 1 % đối với ^137Cs/^60Co)

Bảng 4 - Hệ số truyền xạ (phần trăm) đối với lớp phủ bề mặt (chỉ minh họa)

Lớp phủ bề mặt

Khối lượng trên đơn vị diện tích mg/cm^2

Loại nhân phóng xạ và xạ trị điển hình

...

...

...

Alpha

^14C

Beta mềm

^36Cl

Beta trung bình

^90Sr/^90Y

Beta trung bình+cứng

^55Fe

5,9 Photon keV

...

...

...

Sơn xe

2,6

10

50

90

95

30

Sơn chống gỉ

4,0

...

...

...

30

90

95

35

Sơn bóng

2,4

10

50

90

...

...

...

50

Sơn dầu

1,4

30

60

95

100

70

Dầu bóng đồ gỗ

...

...

...

90

95

100

100

95

Dầu sử dụng

1,3

30

70

...

...

...

100

70

Dầu lau

0,14

90

95

100

100

95

...

...

...

1,8

20

60

95

100

60

CHÚ THÍCH: Các loại sơn chỉ có một lớp, dầu bóng là hai lớp. Tất cả đều được thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất

Tình huống lý tưởng giả định là nhiễm bẩn phóng xạ nằm trong một lớp vô cùng mỏng và không có sự tán xạ. Đối với những giả định này, chính xác một nửa lượng phát xạ là do sự phân rã phóng xạ gây ra và có khả năng đi vào detector. Đối với những trường hợp khi mà chỉ có một phát xạ trong mỗi phân rã, thì hệ số P có giá trị là 2 và hoạt độ trên một đơn vị diện tích lớn gấp hai lần suất phát xạ trên một đơn vị diện tích được cung cấp bởi đáp ứng của detector.

Điều 5.4 tập trung vào việc tính toán hệ số P đối với các nhân phóng xạ với các sơ đồ phân rã phức tạp.

...

...

...

Phần lớn các nhân phóng xạ không biểu lộ theo các sơ đồ phân rã đơn giản và có thể có nhiều nhánh từ mẹ đến trạng thái cơ bản, bao gồm phát ra (các) photon, electron chuyển đổi, và phát xạ thứ cấp như tia X và điện tử Auger. Đối với bất kỳ sự kiện phân rã đơn nào, đều có thể có nhiều hơn một phát xạ được tạo ra, ví dụ, cứ sau mỗi hạt beta lại có một tia gamma phát ra tiếp theo.

Thiết bị có thể phát hiện bất cứ hoặc tất cả các bức xạ phát ra từ một phân rã duy nhất, nhưng chỉ có một sự kiện được thiết bị ghi nhận khi có nhiều phát xạ xảy ra đồng thời. Đây là lý do chính giải thích tại sao việc diễn giải các giá trị hiển thị trên thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt lại phức tạp, bởi vì nó có nghĩa là, việc tổng hợp xác suất phát hiện tất cả các phát xạ sẽ không chính xác, nếu không có hiệu chính cho việc tổng hợp.

Khi đánh giá hệ số hiệu chuẩn thích hợp (tính bằng Bq.cm^-^2/s^-^1) cho một nhân phóng xạ cụ thể, cần tính đến xác suất của các phát xạ khác nhau, sự ảnh hưởng của bề mặt đến mỗi phát xạ riêng biệt và xác suất phát hiện trùng phùng được bất kỳ hoặc tất cả các phát xạ từ một phân rã. Do đó, việc đánh giá hệ số đáp ứng của thiết bị, thích hợp cho hầu hết các nhân phóng xạ, là một việc làm phức tạp, bởi vì không thể áp dụng cùng một hệ số P cho từng phát xạ tham gia vào phân rã, và thực sự là, một định nghĩa đơn giản cho hệ số P là không phù hợp ở đây.

Trong thực tế, độ không đảm bảo cao (đến hàng chục phần trăm) trong phép đo thường có thể được chấp nhận, vì các phép đo có thể chỉ nhằm mục đích sàng lọc hoặc khẳng định lại. Tuy nhiên, vẫn cần phải hiểu các quá trình vật lý cơ bản và các thuật toán đánh giá, để kiểm tra là không bỏ qua các sai số tổng. Thảo luận sau đây nhằm cung cấp một cách tiếp cận tổng thể, nhằm đặt việc đánh giá này vào một nền tảng chắc chắn.

Cần bổ sung thêm một hệ số, "hệ số xuất hiện", hệ số này đặc trưng cho tỷ lệ phát sinh các phát xạ riêng lẻ với phần của các phát xạ xuất hiện từ bề mặt. Định nghĩa hệ số này là E_i,j cho một năng lượng có liên quan i và phát xạ alpha, beta hoặc gamma j. Sau đó, mỗi phát xạ có thể được lấy lần lượt, giá trị thích hợp cho E_i,j ước tính được, giá trị này được kết hợp với xác suất phát xạ khi phân rã, và sau đó các hiệu ứng được kết hợp cho tất cả các phát xạ trong phân rã, có tính đến khả năng phát hiện trùng phùng.

5.5  Đánh giá chung về đáp ứng của thiết bị

5.5.1  Xác định đáp ứng năng lượng của thiết bị

Bước đầu tiên là xác định hiệu suất của thiết bị (5.2) như một hàm số năng lượng cho các loại phát xạ (alpha, beta và photon). Ví dụ về hiệu suất thiết bị được nêu trong Hình 2, 3 và 4

...

...

...

X  năng lượng alpha (MeV)

Y  hiệu suất của thiết bị (%)

Hình 2 - Năng lượng alpha so với hiệu suất thiết bị (chỉ minh họa)

CHÚ DẪN

X  năng lượng beta E_max (MeV)

Y  hiệu suất của thiết bị (%)

Hình 3 - Năng lượng beta so với hiệu suất của thiết bị (chỉ minh họa)

...

...

...

X  năng lượng photon (keV)

Y  hiệu suất của thiết bị (%)

1. ------------- Detector Nal dày 3 mm, cửa sổ Be 47 mg cm^-^2

2. ************ Detector Nal dày 2 mm, cửa sổ Al 14 mg cm^-^2

3. ^^^^^^^^^^ Detector khi Xe dày 20 mm, cửa sổ Ti 5 mg cm^-^2

Hình 4 - Năng lượng photon so với hiệu suất thiết bị (chỉ minh họa)

5.5.2  Mô hình hóa đường phân rã của nhân phóng xạ được quan tâm

Đối với mỗi đường phân rã hoàn toàn, có thể có nhiều hơn một phát xạ xảy ra, nhưng chúng thường được phát ra đồng thời (theo tầng) và detector chỉ tạo ra một xung mặc dù có thể phát hiện được nhiều hơn một phát xạ. Cần phải đảm bảo trong tính toán không bao gồm việc đếm kép (hoặc thậm chí đếm nhiều phát xạ).

Ở bước này, mỗi đường phân rã (tầng) của nhân phóng xạ, sẽ được xử lý riêng rẽ. Ví dụ, ^60Co có một tầng (phân rã một beta theo sau là hai gamma), trong khi ^131I có sáu nhánh phát xạ beta, với mỗi nhánh được tiếp theo là phát xạ kết hợp khác nhau của photon, điện tử chuyển đổi, điện tử Auger và tia X. Trường hợp thứ hai này tạo ra hàng chục đường phân rã riêng lẻ và trong mỗi đường phân rã lại phải sử dụng các giá trị E_i,j khác nhau cho các phân rã khác nhau. Tuy nhiên, do quan trắc bức xạ chỉ yêu cầu mức độ chính xác tương đối thấp, nên nhiệm vụ có thể được đơn giản hóa bằng cách nhóm các nhóm lại một cách thích hợp và với các ngưỡng phù hợp như nêu ra ở dưới đây.

...

...

...

a) Nhận diện từng đường phân rã liên tiếp, hoàn toàn cho nhân phóng xạ và xác định hệ số phân nhánh của nó;

b) Ước tính hiệu suất vốn có của detector đối với mỗi phát xạ (alpha, beta, gamma) trong đường phân rã đó;

c) Ước tính hệ số P liên quan đối với mỗi phát xạ từ hiểu biết về bản chất của bề mặt bị nhiễm bẩn phóng xạ;

d) Tính hiệu suất tổng đối với từng đường phân rã liên tiếp, hoàn toàn.

Ví dụ, một sơ đồ phân rã điển hình (Hình 5) bao gồm độ phức tạp điển hình cho nhiều phân rã nhân phóng xạ. Sự phân rã ban đầu, được trình bày ở đây, là phân rã beta, nhưng phương pháp này áp dụng giống như đối với các hạt nhân phóng xạ, mà ở đó phân rã ban đầu từ trạng thái gốc cơ bản của nhân phóng xạ mẹ xảy ra bằng cách phát xạ hạt alpha hoặc bằng cách bắt điện tử.

Hình 5 - Sơ đồ phân rã điển hình

Nếu, đối với một phát xạ liên quan i có năng lượng e, ε_i,j và E_i,j được định nghĩa là năng lượng hiệu suất thiết bị đặc thù và hệ số xuất hiện thích hợp, thì sơ đồ phân rã có thể được tóm tắt theo dạng bảng như trong Bảng 5, trong đó hệ số phân nhánh của đường phân rã là phần của các phân rã từ một trạng thái cụ thể.

Bảng 5 - Sơ đồ phân rã theo dạng bảng

...

...

...

Bản chất phân rã

Hiệu suất vốn có của detector

Hệ số xuất hiện

a₁

Beta năng lượng thấp

ε₁

E_1,ß

a₂

Beta năng lượng trung bình

...

...

...

E_2,ß

a₃

Beta năng lượng cao

ε₃

E_3,ß

a₄

Gamma năng lượng cao

ε₄

E_4,g

...

...

...

Gamma năng lượng trung bình

ε₅

E_5,g

a₆

Gamma năng lượng trung bình

ε₆

E_6,g

a₇

Chuyển đổi nội bộ

...

...

...

E_7,g

a₈

tia -X (K)

ε₈

E_8,g

a₉

X-tia (L, M, N ...) và điện tử Auger (K, L, M, N ...)

ε₉

E_9,g

...

...

...

Bảng 6 - Ví dụ khái niệm về xác suất được liên kết với mỗi đường phân rã

Hệ số phân nhánh của đường phân rã

Các thành phần của đường phân rã

k₁

a₁.a₄

Σ k_i bằng xác suất phân rã

k₂

a₁.a₅.a₆.a₇

...

...

...

a₁.a₅.a₇.a₈

k₄

a₁.a₅.a₇.a₉

k₅

a₂.a₆

k₆

a₂.a₇.a₈

k₇

a₂.a₇.a₉

...

...

...

a₃

Hãy chỉ xem xét hai trong số hệ số phân nhánh của các đường phân rã này, là k₈ và k₄.

Đối với thành phần đường a₃, hệ số đáp ứng của thiết bị về hoạt độ tính được theo công thức:

 (6)

Trong đó S_p là diện tích hiệu dụng của đầu dò

Đơn vị tính là: s^-^1/(Bq.cm^-^2)

Điều này tương tự với tình huống của nguồn chỉ phát beta (ví dụ: ^14C). Trong trường hợp đó, giả sử không có sự suy giảm của nguồn, k₈ = 1 và E_3,ß = 2, và công thức được đơn giản hóa thành:

 (7)

Đối với đường k₄, tình huống phức tạp hơn. Các I(A) đối với mỗi phần của đường phân rã có thể được biểu diễn theo cùng một cách như trên, nhưng bây giờ hiệu ứng tầng được xem xét đến. Nếu một trong bốn phát xạ khác nhau được phát hiện, thì chỉ một xung được ghi nhận (thiết bị có thể cũng phát hiện được các phát xạ khác trong tầng, nhưng chỉ có một xung được ghi nhận). Do đó, hiệu suất phát hiện được bằng một (1) trừ đi xác suất không phát hiện bất kỳ phát xạ nào, giống như kết quả của xác suất không phát hiện từng phát xạ riêng lẻ. Các hệ số E liên quan cũng sẽ được đưa vào và xác suất ghi nhận xung cho đường phân rã đó có thể được biểu thị như sau:

...

...

...

Trong hầu hết các trường hợp thực tế, công thức trên có thể được đơn giản hóa bằng cách lấy một trong các số hạng (tương ứng với phát xạ trong tầng với xác suất phát hiện cao nhất). Điều này đánh giá thấp hiệu suất phát hiện, dẫn đến việc đánh giá quá mức hoạt độ trên bề mặt, nhưng đối với các mục đích bảo vệ phóng xạ/thanh lý, thì các kết quả đánh giá thận trọng có thể chấp nhận được.

5.5.3  Xác định đáp ứng tổng thể của thiết bị

Đối với toàn bộ việc phân rã nhân phóng xạ, xác suất phát hiện ít nhất một phát xạ từ mỗi đường phân rã hoàn toàn được cộng vào và chúng được kết hợp với hệ số phân nhánh của các đường phân rã hoàn toàn. Đáp ứng của thiết bị về hoạt độ có thể được biểu thị như sau:

 (9)

Trong đó: I đại diện cho độ phổ biến của các đường phân rã hoàn toàn và i đại diện cho từng phát xạ riêng lẻ trong từng đường phân rã hoàn toàn.

Một số nhân phóng xạ điển hình đã được kiểm tra và, đối với mỗi nhân phóng xạ, hai kịch bản bề mặt khác nhau được xem xét. Phân tích chi tiết được trình bày trong Phụ lục B.

5.5.4  Xác định khác đối với đáp ứng tổng thể của thiết bị

Việc nhận dạng từng đường phân rã liên tiếp, hoàn toàn đối với một nhân phóng xạ đang quan tâm và việc xác định hệ số phân nhánh của các đường phân rã là việc làm phức tạp, và nên được thực hiện bởi chuyên gia được đào tạo. Các phòng thử nghiệm hiệu chuẩn phải thực hiện với nhiệm vụ hiệu chuẩn các thiết bị để đo một loạt các nhân phóng xạ với yêu cầu thời gian càng nhanh càng tốt, thì cần một phương pháp hiệu chuẩn có thể áp dụng dễ dàng hơn.

Do đó, phương pháp hiệu chuẩn được đơn giản hóa được trình bày trong Phụ lục A. Phương pháp này dựa trên việc phân loại dữ liệu về cường độ phát xạ hạt và/hoặc photon của nhân phóng xạ cần quan tâm trong các vùng năng lượng phát xạ cụ thể^[5]. Dữ liệu về cường độ phát xạ của nhân phóng xạ được lập thành bảng trong hầu hết các cơ sở dữ liệu phân rã nhân phóng xạ, và do đó có thể dễ dàng được nhập vào phục vụ mục đích tính toán. So sánh các ví dụ hiệu chuẩn số thực hiện theo 5.5.2 và Phụ lục A, được trình bày trong Phụ lục B.

...

...

...

Rõ ràng, từ trình bày ở trên và các ví dụ được đưa ra trong Phụ lục B. Sử dụng hệ số P như được định nghĩa ban đầu không thể áp dụng cho các nhân phóng xạ có các sơ đồ phân rã phức tạp. Việc cố gắng xác định lại hệ số này sẽ chỉ gây nhầm lẫn và trình bày ở đây đã tìm ra cách giải quyết vấn đề bằng cách chỉ ra cách xác định các hệ số đáp ứng của thiết bị trên cơ sở các nguyên tắc cơ bản.

Điều 5 đã đưa ra công thức để chuyển đổi tốc độ đếm quan sát được trên máy đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, từ tốc độ đếm trên giây sang đơn vị tính Bq.cm^-^2, với giả thiết là đã nhận diện được nhân phóng xạ trên bề mặt; đáp ứng năng lượng của thiết bị đo có thể ước tính được; và với một số kiến thức về sự phân bố của nhân phóng xạ trên bề mặt và theo chiều sâu.

Các phép đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt có độ không đảm bảo cao và có lẽ nên xem là phương pháp định tính chứ không phải là phương pháp định lượng. Các công thức trong Điều 5 sẽ cho phép người đọc kiểm tra tính phù hợp với mục đích của các phép đo.

6  Báo cáo thử nghiệm

Bất kỳ báo cáo thử nghiệm nào được ban hành đều phải tuân thủ các yêu cầu của TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025) và bao gồm như sau:

a) Tiêu đề như "Giấy chứng nhận hiệu chuẩn" hoặc "Giấy chứng nhận kiểm tra";

b) Tên và địa chỉ của khách hàng;

c) Mô tả thiết bị (bao gồm cả loại thiết bị và số sêri);

CHÚ THÍCH: Nhiều thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bao gồm một đồng hồ chỉ thị kết quả đo và một đầu dò có thể tháo rời. Cả hai bộ phận này của thiết bị đều phải được hiệu chuẩn như một thiết bị thống nhất. Do đó, giấy chứng nhận cần phải bao gồm cả đồng hồ đo và đầu dò.

...

...

...

e) Loại thử nghiệm (ví dụ: kiểm tra trước khi đưa vào sử dụng lần đầu, hiệu chuẩn định kỳ, kiểm tra định kỳ hoặc kiểm tra lại sau khi sửa chữa);

f) Mô tả cơ bản về thử nghiệm (ví dụ: điều kiện hình học đã sử dụng để xác định hiệu suất của thiết bị), mọi sự cài đặt, điều chỉnh cụ thể trong thiết bị mà người dùng có thể tiếp cận, và bất kỳ sự điều chỉnh hoặc sửa chữa nào đã được thực hiện;

g) Các hạn chế của việc hiệu chuẩn, bao gồm cả các dải đo chưa được kiểm tra;

h) Kết quả của các phép thử bao gồm: đáp ứng của thiết bị hoặc hệ số hiệu chuẩn đối với các bức xạ hoặc các nhân phóng xạ cụ thể, công bố về độ không đảm bảo với mức độ tin cậy mà tại đó có độ không đảm bảo:

i) Tên và chữ ký của người chịu trách nhiệm kiểm tra;

j) Tên và địa chỉ của phòng thử nghiệm thực hiện và ngày thử nghiệm;

k) Các đơn vị tính thể hiện kết quả;

l) Kết quả thử nghiệm với giá trị k liên quan.

Ngoài ra, các thông tin sau đây nên được đưa vào báo cáo vì lợi ích của người sử dụng thiết bị:

...

...

...

- Giá trị của bất kỳ hệ số chuyển đổi nào đã được áp dụng cho kết quả;

- Công bố rằng thử nghiệm đã được thực hiện nhằm mục đích theo các quy định và đã thành công (hoặc không thành công);

- Nếu cần, chỉ dẫn thu được bởi bất kỳ nguồn kiểm tra được cung cấp cùng với thiết bị hoặc từ nguồn kiểm tra chung, nếu có được nguồn tương tự cho người sử dụng cuối cùng.

Vì giấy chứng nhận hiệu chuẩn thường được gửi đi với mục đích đảm bảo chất lượng, nên gắn nhãn các thiết bị với thông tin sau:

- Mô tả thiết bị (bao gồm loại thiết bị và số sê-ri);

- Ngày hiệu chuẩn hoặc kiểm tra;

- Số giấy chứng nhận hiệu chuẩn;

- Loại và số seri của đầu dò, nếu cần;

- Tốc độ đếm giá trị khuyến cáo (xem A.6) của (các) nhân phóng xạ dùng để hiệu chuẩn.

...

...

...

Phụ lục A

(Quy định)

Phương pháp hiệu chuẩn thay thế

A.1  Tổng quát

Phương pháp hiệu chuẩn được trình bày trong Phụ lục này bỏ qua việc hiệu chính tổng thể như được nêu trong Điều 5. Phương pháp này chỉ dựa trên dữ liệu cường độ phát xạ của nhân phóng xạ, còn kiến thức về hệ số phân nhánh của đường phân rã nhân phóng xạ là không cần thiết. Điều này làm cho việc xử lý dữ liệu phát xạ của nhân phóng xạ đơn giản hơn và dễ dàng hơn.

A.2  Tổng quan

Phụ lục này đặc biệt đề cập đến các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn hoặc các tổ chức làm việc với nhân phóng xạ có các đặc tính phát xạ phức tạp, hoặc với các nhân phóng xạ không có sẵn nguồn chuẩn, hoặc cho các tổ chức/cơ quan có thẩm quyền kiểm soát vận chuyển vật liệu hạt nhân hoặc thanh lý vật liệu/thiết bị theo các quy định pháp lý quốc gia hoặc các giới hạn theo công ước quốc tế.

Quy trình hiệu chuẩn để đo trực tiếp được nêu trong Phụ lục này đề cập đến các thiết bị [máy đo nhiễm xạ bề mặt (SCM)] với diện tích cửa sổ detector tốt nhất là 100 cm^2 (xem A.3.2). Nguyên tắc phát hiện của thiết bị bao gồm:

...

...

...

- Bộ đếm tỷ lệ lưu lượng khí,

- Ống nhấp nháy nhựa/Zn (Ag) S, và

- Ống nhấp nháy Zn (Ag) S.

Trình bày về sự phụ thuộc của năng lượng đối với beta, photon và độ nhạy đối với bức xạ alpha của các loại detector này được nêu trong Tài liệu tham khảo [5].

Các đặc tính và tính năng làm việc của các thiết bị đo phải tuân theo IEC 60325 và phù hợp với các mục tiêu đo.

Các thiết bị phải có khả năng đo được các hoạt độ thấp hơn mức giá trị khuyến cáo hoặc ngưỡng giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt (nhân phóng xạ cụ thể) do quốc gia hoặc công ước quốc tế quy định, các kết quả đo nhiễm bẩn phóng xạ sẽ so sánh với các giá trị khuyến cáo hoặc ngưỡng giới hạn này.

A.3  Phương pháp cơ bản

A.3.1  Yêu cầu chung

Về cơ bản, việc hiệu chuẩn thiết bị phải được thực hiện bằng phương pháp bức xạ quy chiếu được cung cấp bởi nguồn chuẩn có suất phát xạ bề mặt được chứng nhận theo TCVN 10802 (ISO 8769).

...

...

...

Phương pháp hiệu chuẩn trực tiếp một thiết bị với một nhân phóng xạ cụ thể có sử dụng một nguồn hiệu chuẩn đơn được làm từ cùng một nhân phóng xạ có thể áp dụng cho tất cả các nhân phóng xạ có nguồn hiệu chuẩn. Về nguyên tắc, tất cả các loại bức xạ phát ra có thể được sử dụng để hiệu chuẩn.

CHÚ THÍCH: Nếu hiệu chuẩn trực tiếp được thực hiện bằng nguồn hiệu chuẩn beta và photon, trong đó chỉ có suất phát xạ beta bề mặt được chứng nhận (ví dụ: nguồn ^60Co hoặc ^137Cs), thì việc đánh giá hoạt độ bề mặt bị thấp không đúng mức là do đo bằng thiết bị có độ nhạy bức xạ photon cao đã được hiệu chuẩn theo cách này.

Trong trường hợp các nhân phóng xạ với các đặc tính phát xạ phức tạp, hoặc các nhân phóng xạ mà không có nguồn hiệu chuẩn, có thể áp dụng quy trình hiệu chuẩn đa nguồn. Hiệu suất của thiết bị được so sánh với năng lượng bức xạ khi sử dụng các nguồn phát bức xạ năng lượng đơn. Sau đó, các giá trị hiệu suất của thiết bị đối với các nhân phóng xạ đang được xem xét sẽ được tính riêng, bằng cách sử dụng dữ liệu về xác suất năng lượng và phát xạ liên quan của các thành phần năng lượng đơn của bức xạ.

Để áp dụng quy trình hiệu chuẩn đa nguồn này, việc hiệu chuẩn có thể được thực hiện bằng một tập hợp các nguồn chuẩn nhân phóng xạ cơ bản quy chiếu với suất phát xạ alpha, beta hoặc photon đã được chứng nhận (Bảng A.1). Độ không đảm bảo tương ứng của suất phát xạ bề mặt như được nêu trong Giấy chứng nhận riêng, nằm trong khoảng được đưa ra trong Bảng A.1. Các nguồn chuẩn hiệu chuẩn này được sử dụng làm nguồn phát ra hạt alpha, điện tử hoặc photon trong một dải năng lượng cụ thể. Chúng không được coi là nguồn của các nhân phóng xạ cụ thể.

Các nguồn hiệu chuẩn cho các vùng năng lượng photon, khi cần, được phủ bằng các bộ lọc theo TCVN 10802 (ISO 8769) để ngăn bức xạ beta (Bảng A.1).

Bảng A.1 - Nguồn quy chiếu để xác định hiệu suất của thiết bị

Nhân phóng xạ

Loại phát xạ

Xác suất phát xạ tương đối

...

...

...

Năng lượng phát xạ,
keV

Vùng năng lượng của tất cả các chất phát ra alpha

^241Am

alpha

1,0

5

Từ 5400 đến 5640

...

...

...

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

^14C

beta

1,0

3

50 [157]^b

...

...

...

^99Tc

beta

1,0

3

95 [294]

...

...

...

^36Cl

beta

0,98

3

250 [709]

^90Sr/^90Y

...

...

...

1,0 mỗi nguyên tố

3

195 [546]

925 [2280]

Các vùng năng lượng phát photon

5 đến 15

...

...

...

90 đến 300

>300

^55Fe

photon

0,29

9

6

...

...

...

^129I

photon^a

0,74

9

39

^57Co

...

...

...

0,96

7

124

^137Cs

photon^a

0,85

...

...

...

662

^60Co

photon^a

2,0

12

...

...

...

1250

a  Hạn chế phát xạ electron bằng các bộ lọc theo TCVN 10802 (ISO 8769).

b  Năng lượng điểm cuối E_ß,max

Nếu có sẵn dưới dạng nguồn chuẩn loại 2, với suất phát xạ bề mặt được chứng nhận trong cùng một vùng năng lượng, thì có thể sử dụng các nguồn có nhân phóng xạ cơ bản, khác với các nguồn đã nêu trong Bảng A.1.

Nếu có yêu cầu tính khả dụng tối đa của một thiết bị mà không bị giới hạn bởi các đặc tính phát xạ của nhân phóng xạ, thì nên xác định hiệu suất bằng việc sử dụng tất cả các nguồn được nêu trong Bảng A.1.

Khi cần hiệu chuẩn, có thể chọn các nguồn hiệu chuẩn từ Bảng A.1 dựa trên loại phát xạ và dải năng lượng. Ví dụ, ^99mTc phát ra các điện tử trong vùng năng lượng beta (70 đến 140) keV và photon trong các vùng năng lượng photon (15 đến 90) keV và (90 đến 300) keV. Các nguồn được sử dụng để hiệu chuẩn trong trường hợp này, là các nguồn được chỉ định cho các vùng năng lượng này (Bảng A.1).

A.3.2  Diện tích các nguồn hiệu chuẩn

Để đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, diện tích của nguồn hiệu chuẩn phải đủ để phủ kín diện tích hiệu dụng của detector, đặc biệt khi không thể lấy giá trị trung bình số đọc hiển thị được.

...

...

...

A.4  Xác định hiệu suất của thiết bị

Hiệu suất của thiết bị phải được xác định trong các điều kiện hình học, các điều kiện này phải càng giống càng tốt với các điều kiện thực tế khi đo.

Diện tích của nguồn hiệu chuẩn phải đủ để bao trùm hết diện tích hoạt động hoặc vùng làm việc của detector. Trong trường hợp diện tích máy dò lớn hơn diện tích của nguồn hiệu chuẩn, thì có thể thực hiện đo liên tiếp nguồn hiệu chuẩn bằng cách di chuyển nguồn hiệu chuẩn trên bề mặt detector. Việc đo này phải bao phủ toàn bộ diện tích cửa sổ của đầu dò (detector) và đưa ra giá trị trung bình cho hiệu suất của thiết bị.

Loại nguồn hiệu chuẩn có thể được điều chỉnh theo sự phân bố nhiễm bẩn phóng xạ dự kiến đồng nhất hoặc không đồng nhất. Thông thường nhiễm bẩn phóng xạ thường gặp ở các vị trí ngẫu nhiên hơn là phân bố đồng đều. Thực tế này cần được tính đến khi đánh giá mức độ nhiễm bẩn phóng xạ từ các dữ liệu về hiệu suất của đầu dò. Điều này được thực hiện bằng cách lấy giá trị trung bình nhiễm bẩn phóng xạ đo được ở diện tích 1000 cm^2. Đối với các nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt có kích thước nhỏ, việc hiệu chuẩn với các nguồn điểm, đôi khi, có thể thích hợp.

Các đầu dò có khả năng đo bức xạ alpha phải được hiệu chuẩn bằng nguồn chuẩn alpha. Việc hiệu chuẩn cung cấp hiệu suất của thiết bị và chứng tỏ thiết bị hoạt động chính xác.

Tuy nhiên, hiệu suất của thiết bị đối với bức xạ alpha, thu được sau khi hiệu chuẩn, phải được sử dụng một cách thận trọng khi đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, bởi vì bức xạ phát ra từ nhiễm bẩn phóng xạ alpha ở hiện trường chịu sự suy giảm do lớp phủ bề mặt (ví dụ bụi, dầu mỡ và độ ẩm) và điều kiện bề mặt (ví dụ bề mặt thô nhám như mặt bê tông mài, đá rửa).

Định nghĩa về hiệu suất của thiết bị, xem Bảng 1 trong 5.2.

Hiệu suất của thiết bị ε_i,j đối với một nhân phóng xạ đã biết, với loại bức xạ j (bức xạ alpha, beta hoặc photon) hoặc đối với một dải năng lượng nhất định, được thể hiện bởi loại bức xạ j tính được theo Công thức sau:

 (A.1)

...

...

...

p_c là tốc độ đếm qua sát được từ nguồn hiệu chuẩn, tính bằng s^-1;

p₀ là tốc độ đếm phông tính bằng s^-1;

R_c là suất phát xạ bề mặt đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha, beta hoặc photon) của nguồn hiệu chuẩn, tính bằng s^-1.

Tính hiệu suất cho vùng năng lượng beta > 400 keV

Nguồn hiệu chuẩn cho vùng năng lượng beta > 400 keV gồm cặp nhân phóng xạ ^90Sr/^90Y (Bảng A.1). Bên cạnh phát xạ của ^90Y trong vùng năng lượng > 400 keV, cũng có phát xạ ^90Sr trong vùng năng lượng (140 đến 400) keV (Bảng A.1). Do đó, hiệu suất cho vùng năng lượng > 400 keV (ε_i,400) phải được tính bằng cách sử dụng hiệu quả cho (140 đến 400) keV cộng với vùng năng lượng > 400 keV thu được cho ^90Sr/^90Y (ε_i,_SrY) và hiệu suất cho vùng năng lượng beta (140 đến 400) keV được xác định bằng ^36Cl (ε_i,Cl). Điều này được thực hiện dưới dạng Công thức sau^[5]:

 (A.2)

Tính hiệu suất cho vùng năng lượng photon > 300 keV

Hiệu suất của thiết bị cho vùng năng lượng photon > 300 keV có thể được xác định bằng hai nguồn nhân phóng xạ cơ bản khác nhau. Nếu cả hai nguồn đều sẵn có để đo, hiệu suất trung bình của thiết bị nên được tính theo kết quả hiệu chuẩn cho vùng năng lượng photon > 300 keV thu được với cả hai nguồn chuẩn quy định (Bảng A.1).

A.5  Ví dụ về xác định hiệu suất của thiết bị

...

...

...

Hình A.1 - Xác định hiệu suất đo của thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt (SCM) hiệu suất cao (hình trên) và SCM hiệu suất thấp (hình dưới) (chỉ minh họa)

A.6  Tính hệ số hiệu chuẩn hoạt độ và đáp ứng hoạt độ của thiết bị

Định nghĩa về hệ số hiệu chuẩn hoạt độ và đáp ứng hoạt độ của thiết bị, xem Bảng 1 trong 5.2. Hệ số hiệu chuẩn hoạt độ C[A)_n [= 1/I(A)] đối với một nhân phóng xạ n tính được theo Công thức^[5]:

 (A.3)

Trong đó

Trong trường hợp không yêu cầu lấy giá trị trung bình, chỉ số hiển thị của thiết bị:

S = S_p là diện tích hiệu dụng của cửa sổ detector, tính bằng cm^2;

Trong trường hợp có yêu cầu lấy giá trị trung bình, chỉ số hiển thị của thiết bị:

...

...

...

ε_i,j là hiệu suất của thiết bị đối với một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

η_i,j là dữ liệu tổng cường độ phát xạ đối với một vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon).

E^-1_i,j là nghịch đảo của hệ số xuất hiện của nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt đối với một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

Chỉ số tổng là nói đến loại bức xạ và các vùng năng lượng cụ thể của nó.

Tốc độ đếm thực của thiết bị r_Gn (tính bằng s^-^1) tương đương với giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt của nhân phóng xạ G_n ^[^5^] cho một nhân phóng xạ đơn n có thể được biểu thị bằng Công thức:

 (A.4)

Trong đó

S = S_G trong Công thức (A.3)

Hoạt độ của nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt và không bám chặt của một nhân phóng xạ n, trên bề mặt đang được kiểm tra, có thể tính được bằng cách sử dụng bội số, M_G,n của giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt. Bội số M_G,n của giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt G_n^[5] tính được theo Công thức:

...

...

...

Trong đó

p_g là tổng tốc độ đếm đo được từ nhiễm xạ bề mặt, tính bằng s^-^1;

p₀ là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-^1;

CHÚ THÍCH: Ví dụ bằng số liệu thể hiện việc sử dụng bội số M_G,n

Lấy giá trị khuyến cáo tốc độ đếm đối với ^60Co, r_G.Co-60, của thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt đã được hiệu chuẩn, tính được theo Công thức (A.4), là 44 s^-^1. Giả sử một phép đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bằng thiết bị này, thu được tốc độ đếm thực là 132 s^-^1. Bội số của giá trị khuyến cáo G_Co-60, M_G,Co-60, được tính theo Công thức (A.5) khi đó là 132^s-^1/44 s^-^1 = 3. Với giá trị khuyến cáo G_Co-60 = 3 Bq.cm^-^2, thì hoạt độ trên một đơn vị diện tích nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tương ứng với 3 lần của 3 Bq.cm^-^2 = 9 Bq.cm^-^2.

Một ví dụ về hiệu chuẩn SCM (thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt) cho nhân phóng xạ ^131I nêu trong B.6. (Ví dụ 5: Hiệu chuẩn đối với nhân phóng xạ ^131I)

A.7  Hiệu suất nguồn của các nguồn nhiễm xạ

Việc áp dụng chính xác hệ số xuất hiện E được xem xét tại Điều 5. Đối với đại lượng này, cách tiếp cận bảo thủ được thảo luận trong phần sau đây.

Cách tiếp cận này chỉ được sử dụng với sự cực kỳ thận trọng, nếu không có hoặc không đủ thông tin liên quan đến bản chất, đặc tính đặc trưng và điều kiện của bề mặt bị nhiễm bẩn phóng xạ.

...

...

...

Giá trị E thu được đối với các chất phát beta thu được bằng cách xem xét các loại nguồn nhiễm bẩn phóng xạ sau đây:

- Lớp mỏng các chất phát beta được bao phủ bởi khoảng 2,5 mg.cm^-^2 vật liệu không hoạt động;

- Các nguồn beta đồng nhất có độ dày bằng một giấy lọc để lấy mẫu thử lau (~ 10 mg.cm^-^2).

Loại nguồn nhiễm bẩn phóng xạ đầu tiên có thể xảy ra trong các phép đo trực tiếp, loại nguồn thứ hai chủ yếu trong khi áp dụng phương pháp đo gián tiếp.

Trong cả hai trường hợp, tổn thất hiệu suất của nguồn do sự hấp thụ bên trong nguồn được coi là không đáng kể (E = 2) đối với các chất phát xạ beta có giá trị E_ßmax ≥ 0,4 MeV. Các nguồn phát xạ beta với 0,15 MeV < E_ßmax < 0,4 MeV được giả thiết là có hệ số xuất hiện E trung bình là khoảng 4 trong cùng điều kiện.

Việc áp dụng E = 4 có thể dẫn đến đánh giá thấp hoạt độ beta được bao phủ bởi vật liệu có độ hấp thụ nhiều hơn, so với quy định ở trên. Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng sự đóng góp của các chất phóng xạ như vậy đồng thời làm giảm rủi ro sự kết hợp, hít phải và bức xạ ngoài.

Trong trường hợp các chất phát alpha, việc đánh giá các giá trị hợp lý và bảo thủ cho hệ số xuất hiện E là khó khăn hơn, vì giá trị E đối với các nguồn nhiễm bẩn phóng xạ thực tế có thể dễ dàng đạt tới những con số rất cao. Một giá trị lý thuyết cho một nguồn của một lớp bão hòa là E = 4, và đối với phần lớn các chất phát xạ alpha, độ dày lớp bão hòa chỉ khoảng 5 mg cm^-^2. Việc sử dụng giá trị E = 4 bao gồm hai loại chất gây nhiễm bẩn phóng xạ alpha quan trọng: các lớp có độ dày lên đến độ dày bão hòa bị nhiễm bẩn phóng xạ đồng nhất bởi các chất phát xạ alpha trong trường hợp đo trực tiếp, và các nguồn thu được và đồng nhất trong quá trình lấy mẫu kiểm tra lau.

Tuy nhiên, giá trị E = 4 đánh giá thấp hoạt độ trên một đơn vị diện tích khi các chất phát xạ alpha nằm ở độ sâu lớn hơn độ dày bão hòa, hoặc khi các lớp phát xạ alpha mỏng bị phủ kín bởi vật liệu không hoạt động, chiếm trên 50 % độ dày bão hòa. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc kiểm tra mẫu lau.

A.8  Hệ quả của hiệu ứng tổng hợp trùng phùng đối với hiệu suất phát hiện của thiết bị

...

...

...

Các phát xạ kết hợp này không thể tính riêng được, nếu thời gian đáp ứng của detector lớn hơn mức chênh lệch thời gian giữa các phát xạ (hiệu ứng tổng hợp trùng phùng).

Để tính gần đúng tác động tối đa của hiệu ứng tổng hợp trùng phùng, giả định là tất cả các phát xạ kết hợp phát hiện được của các hạt và photon đều được được tổng hợp lại. Hiệu ứng tổng hợp được liên hệ tương quan với hiệu suất của thiết bị trong mỗi phân rã, thay vì hiệu suất của thiết bị trên mỗi phát xạ bề mặt. Xác suất P_d đối với một thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt để phát hiện một tầng các bước n có thể được biểu thị theo phân rã dựa trên hiệu suất phát hiện  đối với loại phóng xạ j như sau:

 (A.6)

Đối với một tầng bao gồm một beta phân rã, tiếp theo là một photon phân rã với η_i,j = 1:

Do đó, P_d không chính xác là tổng của hiệu suất phát hiện beta và photon, nhưng tổng này bị giảm bởi tích số của các hiệu suất phát hiện tương ứng.

Để tính hệ số hiệu chuẩn (A.3), thì cần thêm vào hiệu suất của thiết bị đối với bức xạ beta và photon nhân với hiệu suất phân rã tương ứng của nhân phóng xạ. Vì vậy, cần đánh giá hiệu ứng tổng hợp trùng phùng ngẫu nhiên.

Việc đánh giá này giả định rằng, có thể bỏ qua việc tổng hợp các phát xạ photon khác nhau. Các hiệu suất phát hiện thu được ở trên được cộng vào ("Tổng" trong Bảng A.2 và Bảng A.3). Một tổng tương tự được tạo riêng cho vùng năng lượng bức xạ beta và photon, và tính được tích của hai tổng ("Sản phẩm" trong Bảng A.2 và Bảng A.3). Bằng cách so sánh "tổng" và "sản phẩm", có thể thu được mức tương đối của hiệu ứng tổng hợp trùng phùng đối với một nhân phóng xạ nhất định.

Phép phân tích được mô tả trên đây đã được thực hiện với tổng số 158 nhân phóng xạ từ một cơ sở dữ liệu về hiệu suất phân rã đối với thiết bị SCM có hiệu suất cao và với tổng số 105 nhân phóng xạ đối với thiết bị SCM có hiệu suất thấp (so sánh Hình A.1)^[5].

...

...

...

Bảng A.2 - Ví dụ về hiệu ứng tổng hợp đối với thiết bị SCM hiệu suất cao (nhân phóng xạ ^169Yb)

Điện tử

Photon

Tổng

Tích số

Tích số

...

...

...

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

> 400 keV

(5 đến 15) keV

(15 đến 90) keV

(90 đến 300) keV

> 300 keV

...

...

...

0,085

0,151

0,331

0,329

0,035

0,048

0,005

0,008

...

...

...

(η_i,j)_gb-169

0,560

0,470

0,060

0,000

0,510

0,320

...

...

...

0,100

0,047

0,071

0,019

0,000

...

...

...

0,110

0,004

0,001

0,272

0,018

6,8%

Bảng A.3 - Ví dụ về hiệu ứng tổng hợp đối với thiết bị SCM hiệu suất thấp (nhân phóng xạ ^134I)

Điện tử

...

...

...

Tổng

Tích số

Tích số

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

> 400 keV

(5 đến 15) keV

...

...

...

(90 đến 300) keV

> 300 keV

% của tổng

0,001

0,026

0,183

...

...

...

0,000

0,000

0,000

0,008

(η_i,j)_gb-134

0,000

...

...

...

0,050

0,960

0,000

0,020

0,090

2,920

...

...

...

0,000

0,000

0,010

0,220

0,000

0,000

0,000

0,022

0,253

...

...

...

2,0%

A.9  Khả năng áp dụng các loại hệ số hiệu chuẩn hoạt độ khác nhau

Nếu phải tuân thủ các giá trị khuyến cáo về nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt (các quy định quốc gia) hoặc các giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt (các công ước quốc tế), thì cần chọn hệ số hiệu chuẩn chính xác để tránh đánh giá thấp kết quả đo. Bảng A.4 đưa ra các nội dung sau: sự phân biệt theo loại hệ số hiệu chuẩn, diện tích hiệu quả cửa sổ detector, diện tích nguồn hiệu chuẩn và diện tích trung bình.

Bảng A.4 - Phân biệt các trường hợp khác nhau đối với ảnh hưởng của loại hệ số hiệu chuẩn đến kết quả đo

Loại hệ số hiệu chuẩn

Diện tích cửa sổ hiệu dụng của detector

cm^2

Diện tích nguồn hiệu chuẩn

...

...

...

Diện tích trung bình

cm^2

Kết quả đo

Đánh giá thấp

Chính xác

Thận trọng

C(A)_n với

100

100

...

...

...

+

S = S_p

150

150

100

+

...

...

...

300

300

100

+

100

...

...

...

300

+

150

150

300

...

...

...

+

300

300

300

+

C(A)_n với

...

...

...

100

100

+

S = S_p

150

100

100

...

...

...

+

300

100

100

+

...

...

...

100

100

300

+

150

100

...

...

...

+

300

100

300

...

...

...

Từ Bảng A.4, thấy rằng kết quả đo chính xác hoặc kết quả đo bảo thủ sẽ đạt được, nếu sử dụng một thiết bị với hệ số hiệu chuẩn liên quan đến diện tích hiệu dụng của cửa sổ detector hoặc diện tích nguồn hiệu chuẩn không lớn hơn diện tích trung bình yêu cầu.

A.10  Tính hoạt độ trên một đơn vị diện tích đối với nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt của nhân phóng xạ

Hoạt độ trên một đơn vị diện tích A_s,n nhiễm bẩn phóng xạ bám chắc và nhiễm bẩn phóng xạ không bám chắc của nhân phóng xạ n, liên quan tốc độ đếm đo được, được biểu thị bằng Bq.cm^-^2, và được tính theo Công thức (A.7):

A­_s,n = C(A)_n∙(p_g – p₀)  (A.7)

Trong đó

C(A)_n là hệ số hiệu chuẩn hoạt độ của nhân phóng xạ n, tính bằng (Bq.cm^-^2.)/s^-^1;

p_g là tổng tốc độ đếm từ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, tính bằng s^-^1;

p₀ là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-^1.

A.11  Xác định các giới hạn đặc trưng theo ISO 11929

...

...

...

Phụ lục B

(Tham khảo)

Đánh giá nhiễm xạ bề mặt trực tiếp: Ví dụ hiệu chuẩn bằng số

B.1  Tổng quát

Các ví dụ hiệu chuẩn bằng số từ 1 đến 4 được đưa ra trong Phụ lục này dựa trên phương pháp luận hiệu chuẩn cơ bản, bao gồm việc hiệu chỉnh tổng thể (Điều 5) và ví dụ 5 nhằm minh họa việc áp dụng phương pháp hiệu chuẩn được nêu trong Phụ lục A.

B.2  Ví dụ 1: Hiệu chuẩn cho nhân phóng xạ ^125I

Hình B.1 - Sơ đồ phân rã ^125I

...

...

...

Các điện tử chuyển đổi (~ 30 keV) và không phải là K-alpha tia X được hấp thụ bởi nguồn và/hoặc bởi cửa sổ detector và không được phát hiện.

Hiệu suất của thiết bị đối với gamma và tia X lớp K xấp xỉ như nhau, ε_30-

Các hệ số E đối với gamma và tia X lớp K xấp xỉ như nhau, E_30,g.

Bảng B.1 - Hệ số phân nhánh và tích của đường phân rã đối với ^125I

Thành phần của đường

Hệ số phân nhánh của đường phân rã

Tích số, k_i

ec K tia X, gamma

0,7 x 0,07

...

...

...

ec K tia X, chuyển đổi nội bộ K tia X

0,7 x 0,93 x 0,7

0,456

ec K tia X, chuyển đổi nội bộ không K tia X

0,7 x 0,93 x 0,3

0,195

ec không K tia X, gamma

0,3 x 0,07

0,021

...

...

...

0,3 x 0,93 x 0,7

0,195

ec không K tia X, chuyển đổi nội bộ không K tia X

0,3 x 0,93 x 0,3

0,084 (không phát hiện được)

ec bắt electron

Cần lưu ý rằng, đối với đường cuối cùng (ec tia X không từ K, chuyển đổi nội bộ tia X không K), hiệu suất phát hiện bằng không, nghĩa là, không có phát xạ nào được phát hiện.

...

...

...

I(A)_I-125 = S_p nhân xác suất ghi nhận của detector

Xem xét một detector Nal dày 2 mm, cửa sổ Al 14 mg.cm^-^2, trong đó ε₃₀ = 1.

Đối với một nguồn lý tưởng tức là không có sự hấp thụ hoặc suy giảm, E_30,g = 2, sẽ cho

I(A)_I-125 = 0,58.Sp

Đối với một bề mặt bám dầu mỡ, xốp, có thể ước tính chỉ 70 % của các photon 30 keV được truyền qua lớp bề mặt sao cho E₃₀, = 3, sẽ cho

I(A)_I-125 = 0,42.Sp

B.3  Ví dụ 2: Hiệu chuẩn đối với nhân phóng xạ ^32P

...

...

...

Trong trường hợp này, chỉ có một nhánh phân rã duy nhất và không có phát xạ theo tầng. Do đó, số đáp ứng hoạt độ của thiết bị là:

Sử dụng dữ liệu trong Hình 3 được nêu trong 5.5.1. hiệu suất thiết bị tại 1,71 MeV ước tính là 0,545. Đối với hầu hết các bề mặt, hầu như không có sự hấp thụ và hệ số E có thể lấy bằng 2, sẽ cho:

B.4  Ví dụ 3: Hiệu chuẩn đối với nhân phóng xạ ^99mTc

Hình B.3 - Sơ đồ phân rã của ^99^mTc

Các lớp -K, L, M, N chuyển đổi nội bộ KHÔNG tiếp sau bởi tia X lớp K. Phát xạ KHÔNG phát hiện 7,3 % của phân rã.

^99mTc phân rã bởi sự chuyển tiếp đồng phân với phát xạ của một photon 140 keV hoặc sự phát xạ của các điện tử chuyển đổi, tia X và các điện tử Auger theo quá trình chuyển đổi nội bộ. Giả định rằng các điện tử chuyển đổi, các điện tử Auger và tia X các lớp L, M, N, v.v... có năng lượng đủ thấp để chúng không được phát hiện.

...

...

...

Khi xem xét đến một detector Nal dày 2 mm, cửa sổ Al 14 mg.cm^-^2, trong đó ε₂₀ = 1 và ε₁₄₀ = 0,5.

Đối với một nguồn lý tưởng, tức là không có sự hấp thụ hoặc suy giảm, ε_20g= ε_140.g = 2, sẽ cho

Đối với bề mặt xốp, có dầu mỡ, có thể ước tính chỉ có 70 % các photon 20 keV được chuyển qua lớp bề mặt, trong khi các photon 140 keV có hiệu suất chuyển 90 % để E_20.g khoảng bằng 3 và E_140.g khoảng bằng 2,2 sẽ cho I(A)_Tc-99m = 0,22.S_p

B.5  Ví dụ 4: Hiệu chuẩn đối với nhân phóng xạ ^111In

Hình B.4 - Sơ đồ phân rã của ^111In

Các lớp -K, L M, N chuyển đổi nội bộ KHÔNG tiếp theo tia X lớp K. Phát xạ KHÔNG phát hiện 28 % trạng thái (245) phân rã kích thích.

Với các giả định sau:

...

...

...

Các điện tử chuyển đổi được hấp thụ bởi cửa sổ nguồn và detector.

Các chữ viết tắt sau được sử dụng cho các đường riêng lẻ:

ecK  sự kiện bắt điện tử ecK dẫn đến kết quả là tia X lớp K

ecL  sự kiện bắt điện tử ecL KHÔNG mang lại kết quả là tia X lớp K

gl71  171 keV photon

g245  245 keV photon

icl71K  chuyển đổi nội bộ từ trạng thái kích thích 416 keV dẫn đến kết quả là tia X lớp K

icl71L  chuyển đổi nội bộ từ trạng thái kích thích 416 keV KHÔNG dẫn đến kết quả là tia X lớp K

ic245K  chuyển đổi nội bộ từ trạng thái kích thích 245 keV dẫn đến kết quả là tia X lớp K

...

...

...

Có 18 đường phân rã riêng biệt để xem xét (xem Bảng B.2):

Bảng B.2 - Hệ số phân nhánh và tích của đường dẫn phân rã cho ^111In

Thành phần của đường

Hệ số phân nhánh của đường phân rã

Tích số, k_i

ecK, g171, g245

0,72 x 0,91 x 0,94

0,62

ecK, g171, ic245K

...

...

...

0,03

ecK, g171, ic245L

0,72 x 0,91 x 0,06 x 0,28

0,01

ecK, ic171K, g245

0,72 x 0,09 x 0,72 x 0,94

0,04

ecK, ic171K, ic245K

0,72 x 0,09 x 0,72 x 0,06 x 0,72

...

...

...

ecK, ic171K, ic245L

0,72 x 0,09 x 0,72 x 0,06 x 0,28

0,001

ecK, ic171L, g245

0,72 x 0,09 x 0,28 x 0,94

0,02

ecK, ic171L, ic245K

0,72 x 0,09 x 0,28 x 0,06 x 0,72

0,001

...

...

...

0,72 x 0,09 x 0,28 x 0,06 x 0,28

0,001

ecL, g171, g245

0,28 x 0,91 x 0,94

0,24

ecL, g171, ic245K

0,28 x 0,91 x 0,06 x 0,72

0,01

ecL, g171, ic245L

...

...

...

0,004

ecL, ic171K, g245

0,28 x 0,09 x 0,72 x 0,94

0,02

ecL, ic171K, ic245K

0,28 x 0,09 x 0,72 x 0,06 x 0,72

0,001

ecL, ic171K, ic245L

0,28 x 0,09 x 0,72 x 0,06 x 0,28

...

...

...

ecL, ic171L, g245

0,28 x 0,09 x 0,28 x 0,94

0,007

ecL, ic171L, ic245K

0,28 x 0,09 x 0,28 x 0,06 x 0,72

0,0003

ecL, ic171L, ic245L

0,28 x 0,09 x 0,28 x 0,06 x 0,28

0,0001 (không phát hiện được)

...

...

...

Cần lưu ý là, đối với đường cuối cùng (việc bắt electron và chuyển đổi nội bộ, không có tia rơnghen K) thì hiệu suất phát hiện là bằng không, tức là không phát hiện được phát xạ nào.

Biểu thức đầy đủ cho hệ số đáp ứng hoạt độ của thiết bị được chuyển theo cách tương tự như đối với ví dụ ^125I. Vì lý do không có chỗ, nên việc truyền đầy đủ không được đưa ra ở đây, nhưng để minh họa sẽ đưa ra hai ví dụ đường phân rã.

Đối với đường (ecK, g171, g245), số hạng có liên quan là:

Đối với đường (ecL, ic171, g245), số hạng có liên quan là:

Không có số hạng hiệu suất cho ecL vì nó không được phát hiện.

...

...

...

thì biểu thức đầy đủ cho hệ số đáp ứng hoạt độ nhân phóng xạ của thiết bị giảm xuống còn:

Khi xem xét một máy dò Nal dày 2 mm, cửa sổ Al 14 mg.cm^-^2, trong đó ε₂₅ = 0,9, ε₁₇₁ = 0,4 và ε₂₄₅ = 0,15.

Đối với nguồn lý tưởng, tức là không có sự hấp thụ hoặc suy giảm, ε_25,g = ε_171,g = ε_245,g  = 2, sẽ cho

I(A)_In-111 = 0,52.S_p

Đối với bề mặt xốp, có dầu mỡ, có thể ước tính là ε_25g xấp xỉ bằng 4, ε_171g xấp xỉ bằng 2, ε_245,g xấp xỉ bằng 2, sẽ cho

I(A)_In-111 = 0,39.S_p

B.6  Ví dụ 5: Hiệu chuẩn đối với nhân phóng xạ ^131I

B.6.1  Xử lý dữ liệu nhân phóng xạ

...

...

...

Nguồn dữ liệu cho ví dụ này là các tệp dữ liệu NuDat (cung cấp bởi Trung tâm Dữ liệu Hạt nhân Quốc gia, Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven) thu được từ ENSDF (Tệp Dữ liệu Cấu trúc Hạt nhân Được đánh giá). Dữ liệu phân rã được chỉnh sửa trước tiên bằng cách xóa bỏ các xác suất phát xạ hoặc cường độ nhỏ hơn 0,1 % (Bảng B.3).

Bảng B.3 - Dữ liệu hạt nhân cho ví dụ nhân phóng xạ ^131I

Nhân phóng xạ

Chu kỳ bán rã

Đơn vị

Loại bức xạ

Năng lượng

keV

u_E

...

...

...

%

u_i

I-131

8,0207

d

Hạt beta

69,36

0,19

2,1

...

...

...

I-131

8,0207

d

Hạt beta

86,94

0,2

0,651

0,023

I-131

...

...

...

d

Hạt beta

96,62

0,2

7,27

0,1

I-131

8,0207

d

...

...

...

191,58

0,23

89,9

0,8

I-131

8,0207

d

Hạt beta

283,24

...

...

...

0,48

0,01

I-131

8,0207

d

E AU K

24,6

0

0,6

...

...

...

I-131

8,0207

d

E AU L

3,43

0

5,1

0,4

I-131

...

...

...

d

E CE K

45,6236

0

3,5

0,3

I-131

8,0207

d

...

...

...

249,744

0,005

0,252

0,017

I-131

8,0207

d

E CE K

329,928

...

...

...

1,55

0,2

I-131

8,0207

d

E CE L

74,7322

0

0,46

...

...

...

I-131

8,0207

d

E CE L

359,036

0,005

0,246

0,022

I-131

...

...

...

d

gamma

80,185

0

2,62

0,04

I-131

8,0207

d

...

...

...

177,214

0

0,27

0,004

I-131

8,0207

d

gamma

284,305

...

...

...

6,14

0,07

I-131

8,0207

d

gamma

325,789

0,004

0,274

...

...

...

I-131

8,0207

d

gamma

364,489

0,005

81,7

0,8

I-131

...

...

...

d

gamma

503,004

0,004

0,36

0,004

I-131

8,0207

d

...

...

...

636,989

0,004

7,17

0,01

I-131

8,0207

d

gamma

642,719

...

...

...

0,217

0,005

I-131

8,0207

d

gamma

722,911

0,005

1,77

...

...

...

I-131

8,0207

d

X KA1

29,779

0

2,56

0,16

I-131

...

...

...

d

X KA2

29,458

0

1,38

0,09

I-131

8,0207

d

...

...

...

33,6

0

0,91

0,06

I-131

8,0207

d

XL

4,11

...

...

...

0,57

0,18

B.6.1.2  Phân loại và bổ sung xác suất phát xạ beta và photon

Trong bước tiếp theo, dữ liệu về cường độ được sắp xếp theo loại bức xạ và năng lượng phát xạ vào các vùng năng lượng (A.3) và dữ liệu về cường độ trên mỗi vùng năng lượng được thêm vào (Bảng B.4). Dữ liệu tổng được chuyển đổi từ phần trăm ra số liệu tuyệt đối tạo thành các giá trị của hạt nhân phóng xạ và loại bức xạ cụ thể η_i.j (được đánh dấu bằng chữ đậm trong Bảng B.4).

Bảng B.4 - Cường độ gia tăng cho các vùng năng lượng phát xạ beta và photon cho ^131I

Nhân phóng xạ

Chu kỳ bán rã

Đơn vị

...

...

...

Năng lượng

keV

Cường độ

%

(40 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

...

...

...

(90 đến 300) keV

>300 keV

I-131

8,0207

d

Hạt beta

69,36

2,1

2,1

...

...

...

0

0

I-131

8,0207

d

...

...

...

86,94

0,651

0

0,651

0

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

Hạt beta

96,62

7,27

0

7,27

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

Hạt beta

191,58

...

...

...

0

0

89,9

0

I-131

...

...

...

d

Hạt beta

283,24

0,48

0

0

0,48

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

E AU K

24,6

0,6

0

...

...

...

0

0

I-131

8,0207

d

...

...

...

3,43

5,1

0

0

0

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

E CE K

45,6236

3,5

3,5

0

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

E CE K

249,744

...

...

...

0

0

0,252

0

I-131

...

...

...

d

E CE K

329,928

1,55

0

0

1,55

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

E CE L

74,7322

0,46

0

...

...

...

0

0

I-131

8,0207

d

...

...

...

359,036

0,246

0

0

0,246

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

gamma

80,185

2,62

...

...

...

0

2,62

0

0

I-131

8,0207

d

gamma

177,214

...

...

...

0

0

0,27

0

I-131

...

...

...

d

gamma

284,305

6,14

0

...

...

...

6,14

0

I-131

8,0207

d

gamma

325,789

0,274

...

...

...

0

0

0

0,274

I-131

8,0207

d

...

...

...

364,489

81,7

0

0

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

gamma

503,004

0,36

...

...

...

0

0

0

0,36

I-131

8,0207

d

gamma

636,989

...

...

...

0

0

0

7,17

I-131

...

...

...

d

gamma

642,719

0,217

0

...

...

...

0

0,217

I-131

8,0207

d

gamma

722,911

1,77

...

...

...

0

0

0

1,77

I-131

8,0207

d

...

...

...

29,779

2,56

0

2,56

0

...

...

...

I-131

8,0207

d

X KA2

29,458

1,38

...

...

...

0

1,38

0

0

I-131

8,0207

d

X KB

33,6

...

...

...

0

0,91

0

0

I-131

...

...

...

d

XL

4,11

0,57

0

...

...

...

0

0

I-131

0,0560

...

...

...

0,9243

0,0000

0,0000

0,0747

0,0641

0,9149

B.6.2  Tính toán số hạng tổng của Công thức (A.3)

Để minh họa, dữ liệu cần thiết để tính được biểu diễn thành "ma trận" 8 x 4 (Bảng ELS).

...

...

...

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

(15 đến 90) keV

(90 đến 300) keV

>300 keV

...

...

...

0,275

0,416

0,485

0,553

0,019

0,003

0,003

0,009

Xác suất phát xạ η­_i,j

...

...

...

0,083 8

0,924 3

0,000 0

0,000 0

0,074 7

0,064 1

0,914 9

Hiệu suất nguồn nhiễm bẩn phóng xạ E^-1_i,j

0,25

...

...

...

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Sản phẩm của cột riêng rẽ

0,003 9

0,008 7

...

...

...

0,000 0

0,000 0

0,000 1

0,000 1

0,004 1

Các số liệu sản phẩm được hình thành cho các cột riêng lẻ được cộng vào để thu được biểu thị tổng Σ_i,j (ε_i,j.η_i,j.E^-1_i,j) = 0,241

B.6.3  Tính toán hệ số hiệu chuẩn, đáp ứng của thiết bị và tốc độ đếm thực của thiết bị đối với giá trị khuyến cáo

Với diện tích trung bình S_Q là 100 cm^2 cho giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, hệ số hiệu chuẩn hoạt độ cho ^131I trở thành:

...

...

...

Đối với giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt G_I-131 bằng 3 Bq.cm^-^2 tốc độ đếm thực của thiết bị r_G.I-131 trở thành:

Hiệu ứng tương đối của việc lấy tổng theo A.8 là 1,1% đối với ^131I.

B.7  So sánh các trường hợp

B.7.1  Tổng quát

Tiếp theo sau đây, các kết quả hiệu chuẩn thu được theo Điều 5 được so sánh với các kết quả hiệu chuẩn thu được bằng cách sử dụng phương pháp hiệu chuẩn được đưa ra trong Phụ lục A.

B.7.2  Trường hợp 1: ^125I

Ở phần trên của Bảng B.6 a) và b), các tích ε_i,j.η_i,j.E^-1_i,j được tạo thành cho các vùng năng lượng tương ứng khi sử dụng Công thức (A.3) và được cộng lại trong cột "Tổng". Phép nhân với S_p = 100 cm^2 cho ra đáp ứng của thiết bị đối với hoạt độ I(A) tính bằng s^-^1/(Bq.cm^-^2) và là giá trị nghịch đảo của I(A) là hệ số hiệu chuẩn hoạt độ C(A) tính bằng (Bq cm^-^2)/s^-^1. Trong hàng cuối cùng của bảng, phép tính được thực hiện theo Công thức (B.1). Hai kết quả tương ứng đối với C(A) và I(A) trong Bảng B.6 a) là phù hợp.

...

...

...

a)

Điện tử

Photon

“Tổng”

C(A)

I(A)

I-125

(40 Đến 70) keV

(70 đến 140) keV

...

...

...

>400 keV

(5 đến 15) keV

(15 đến 90) keV

(90 đến 300) keV

>300 keV

ε_i,j

...

...

...

0,602

0,662

0,659

0,071

0,095

0,009

0,016

...

...

...

η_i,j

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

1,400

0,000

0,000

...

...

...

1/E_i,j

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

...

...

...

0,5

Phụ lục A

0,000

0,000

0,000

0,000

...

...

...

0,067

0,000

0,000

0,067

0,150

6,65

Phụ lục B

...

...

...

a = ε30

0,953

0,066

0,151

6,64

b)

Điện tử

...

...

...

“Tổng”

C(A)

I(A)

I-125

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

...

...

...

(90 đến 300) keV

>300 keV

ε_i,j

0,339

0,602

0,662

...

...

...

0,071

1,000

0,009

0,016

η_i,j

0,000

...

...

...

0,000

0,000

0,000

1,400

0,000

0,000

...

...

...

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

...

...

...

Phụ lục A

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,700

0,000

...

...

...

0,700

0,014

70,0

Phụ lục B

a = ε30

0,500

...

...

...

0,584

0,017

58,4

Nếu ε_i,j cho vùng năng lượng photon (15 đến 90) keV được đặt là bằng 1, như được nêu trong B.2, thì khi sử dụng Công thức (A.3) để tính, sẽ thu được đáp ứng hoạt độ của thiết bị cao hơn, so với khi sử dụng Công thức (B.1) [Bảng B.6 b)] để tính. Tuy nhiên, hiệu suất của thiết bị 100 % đối với vùng năng lượng photon (15 đến 90) keV là không thực tế đối với thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt - SCM (A.5).

B.7.3  Trường hợp 3: ^99mTc

Ở phần trên của Bảng B.7 a), b) và c), các tích ε_i,j.η_i,j.E^-1_i,j được hình thành cho các vùng năng lượng tương ứng khi sử dụng Công thức (A.3) và được cộng lại trong cột "Tổng". Phép nhân với S_p = 100 cm^2 cho ra đáp ứng của thiết bị đối với hoạt độ I(A) tính bằng s^-^1/(Bq.cm^-^2) và là giá trị nghịch đảo của I(A) là hệ số hiệu chuẩn hoạt độ C(A) tính bằng (Bq cm^-^2)/s^-^1. Trong hai hàng cuối cùng của Bảng B.7, phép tính được thực hiện theo Công thức (B.2).

Bảng B.7 - So sánh việc tính I(A) cho ^99mTc theo Phụ lục A và Phụ lục B

a)

...

...

...

Photon

"Tổng"

C(A)

I(A)

Tc-99m

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

...

...

...

(15 đến 90) keV

(90 đến 300) keV

>300 keV

ε_i,j

0,339

0,602

...

...

...

0,659

0,071

0,095

0,009

0,016

η_i,j

...

...

...

0,114

0,000

0,000

0,000

0,076

0,885

0,000

...

...

...

1/E_i,j

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

...

...

...

Phụ lục A

0,000

0,017

0,000

0,000

0,000

0,004

...

...

...

0,000

0,025

0,400

2,50

Phụ lục B

a = ε20

...

...

...

...

...

...

0,995

0,008

1,299

0,77

b)

Điện tử

Photon

...

...

...

C(A)

I(A)

Tc-99m

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

(15 đến 90) keV

...

...

...

>300 keV

ε_i,j

0,339

0,000

0,662

0,659

...

...

...

0,095

0,009

0,016

η_i,j

0,000

0,114

...

...

...

0,000

0,000

0,076

0,885

0,000

1/E_i,j

...

...

...

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

...

...

...

Phụ lục A

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,004

0,004

0,000

...

...

...

1,283

0,78

Phụ lục B

a = ε20

0,995

...

...

...

b = ε140

...

...

...

0,008

1,299

0,77

c)

Điện tử

Photon

"Tổng"

C(A)

...

...

...

Tc-99m

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

(15 đến 90) keV

(90 đến 300) keV

>300 keV

...

...

...

ε_i,j

0,339

0,000

0,662

0,659

0,071

1,000

...

...

...

0,016

η_i,j

0,000

0,114

0,000

0,000

...

...

...

0,076

0,885

0,000

1/E_i,j

0,25

0,25

...

...

...

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Phụ lục A

...

...

...

0,000

0,000

0,000

0,000

0,038

0,221

0,000

0,259

0,039

...

...

...

Phụ lục B

a = ε20

0,500

...

...

...

b = ε140

0,750

...

...

...

0,040

25,1

Nếu ε_i,j cho vùng năng lượng beta (70 đến 140) keV giữ nguyên không thay đổi, thì khi sử dụng Công thức (A.3) để tính, sẽ thu được đáp ứng hoạt độ của thiết bị cao hơn so với khi sử dụng Công thức (A.3) [Bảng B.7 a) để tính.

Nếu ε_i,j cho vùng năng lượng beta (70 đến 140) keV thay đổi thành 0, như được nêu trong B.4, thì hai kết quả tương ứng cho C[A) và I(A) trong Bảng B.7 b) sẽ phù hợp. Điều tương tự cũng sẽ đúng, nếu như, thêm vào đó hiệu suất của thiết bị cho các vùng năng lượng photon (15 đến 90) keV và (90 đến 300) keV được thay đổi tương ứng thành 1 và 0,5, như được nêu trong B.4 [Bảng B.7 c)]. Hiệu suất của thiết bị 100 % cho vùng năng lượng photon (15 đến 90) keV tuy nhiên không thực tế đối với thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt - SCM (A.5).

B.7.4  Trường hợp 4: ^111In

Ở phần trên của Bảng B.8 a), b) và c), các tích ε_i,j.η_i,j.E^-1_i,j được hình thành cho các vùng năng lượng tương ứng khi sử dụng Công thức (A.3) và được cộng lại trong cột "Tổng". Phép nhân với S_p = 100 cm^2 cho đáp ứng của thiết bị đối với hoạt độ I(A) tính bằng s^-^1/(Bq.cm^-^2) và là giá trị nghịch đảo của I(A) là hệ số hiệu chuẩn hoạt độ C(A) tính bằng (Bq cm^-^2)/s^-^1. Trong ba hàng cuối cùng của Bảng B.8, phép tính được thực hiện theo Công thức (B.3).

Bảng B.8 - So sánh việc tính I(A) cho ^111In theo Phụ lục A và Phụ lục B

a)

Điện tử

...

...

...

“Tổng”

C(A)

I(A)

In-111

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

...

...

...

(90 đến 300) keV

>300 keV

ε_i,j

0,339

0,602

0,662

...

...

...

0,071

0,095

0,009

0,016

η_i,j

0,000

...

...

...

0,149

0,000

0,000

0,823

1,842

0,000

...

...

...

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

...

...

...

Phụ lục A

0,000

0,000

0,049

0,000

0,000

0,039

0,009

...

...

...

0,097

0,103

9,74

Phụ lục B

a = ε25

0,952

...

...

...

b = ε171

...

...

...

0,995

...

...

...

0,995

0,048

0,208

4,80

b)

Điện tử

Photon

...

...

...

C(A)

I(A)

In-111

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

(15 đến 90) keV

...

...

...

>300 keV

ε_i,j

0,339

0,602

0,000

0,659

...

...

...

0,095

0,009

0,016

η_i,j

0,000

0,000

...

...

...

0,000

0,000

0,823

1,842

0,000

1/E_i,j

...

...

...

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

...

...

...

Phụ lục A

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000 

0,039

0,009

0,000

...

...

...

0,208

4,80

Phụ lục B

a = ε25

0,952

...

...

...

b = ε171

...

...

...

c = ε245

...

...

...

0,095

0,048

0,208

4,80

c)

Điện tử

Photon

“Tổng”

...

...

...

I(A)

In-111

(40 đến 70) keV

(70 đến 140) keV

(140 đến 400) keV

>400 keV

(5 đến 15) keV

(15 đến 90) keV

(90 đến 300) keV

...

...

...

ε_i,j

0,339

0,602

0,000

0,659

0,071

...

...

...

0,400

0,016

η_i,j

0,000

0,000

0,149

...

...

...

0,000

0,823

1,842

0,000

1/E_i,j

0,25

...

...

...

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

...

...

...

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,370

0,368

0,000

0,739

...

...

...

73,9

Phụ lục B

a = ε25

0,550

...

...

...

b = ε171

0,800

...

...

...

c = ε245

...

...

...

0,581

0,017

58,1

Nếu ε_i,j cho vùng năng lượng beta (140 đến 400) keV giữ nguyên không thay đổi, thì khi sử dụng Công thức (A.3) để tính, sẽ thu được đáp ứng hoạt độ của thiết bị cao hơn so với khi sử dụng Công thức (B.3) [Bảng B.8 a) để tính.

Nếu ε_i,j cho vùng năng lượng beta (140 đến 400) keV thay đổi thành 0, như được nêu trong B.5, thì hai kết quả tương ứng cho C[A) và I(A) trong Bảng B.8 b) sẽ phù hợp. Nếu như, thêm vào đó hiệu suất của thiết bị cho các vùng năng lượng photon (15 đến 90) keV và (90 đến 300) keV được thay đổi, tương ứng, thành 0,9 và 0,4, như đã được nêu trong B.5, thì khi sử dụng Công thức (A.3) để tính, thì thu được đáp ứng của thiết bị đối với hoạt độ cao hơn so với khi sử dụng Công thức (B.3) [Bảng B.8 c) để tính. Hiệu suất của thiết bị 90 % cho vùng năng lượng photon (15 đến 90) keV, tuy nhiên, không thực tế đối với thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt - SCM (A.5).

Phụ lục C

(Tham khảo)

...

...

...

C.1  Những xem xét chính

Nếu có nhiều nhân phóng xạ và hoạt độ tương đối chưa biết, thì việc đánh giá hoạt độ của các thành phần riêng lẻ phức tạp hơn. Đầu tiên, các nhân phóng xạ liên quan phải được nhận biết; - thường thì lịch sử của cơ sở là đủ để xác định nội dung này. Trong các trường hợp khác, có thể cần phải sử dụng phương pháp đo phổ gamma hoặc phân tích hóa phóng xạ để xác định các nhân phóng xạ. Ngoài ra, có thể số tình huống có thể áp dụng các quá trình đơn giản với việc sử dụng một máy đo nhiễm bẩn phóng xạ xách tay để thu được những đánh giá với độ không đảm bảo có thể chấp nhận được. Mỗi tình huống cần được đánh giá riêng.

C.2  Phương pháp đánh giá đối với hỗn hợp nhân phóng xạ

C.2.1  Tổng quát

Sau đây, sẽ xem xét hai phương pháp đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt.

Nếu xác định các nhân phóng xạ của một hỗn hợp mà không có hiểu biết về thành phần của mỗi nhân phóng xạ tạo thành hỗn hợp, thì có thể áp dụng kỹ thuật (phương pháp) hấp thụ để đánh giá hoạt độ trên một đơn vị diện tích của nhân phóng xạ riêng lẻ.

Nếu biết được thành phần tương quan của nhân phóng xạ trong hỗn hợp và hệ số hiệu chuẩn hoạt độ của mỗi nhân phóng xạ trong hỗn hợp, có thể áp dụng một tính toán để biết được hệ số hiệu chuẩn hoạt độ của hỗn hợp nhân phóng xạ. Ví dụ về một kịch bản như vậy có thể là một thùng vận chuyển thanh nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, trong đó vật liệu nhiên liệu phải được vận chuyển với nước bao quanh. Hỗn hợp nhân phóng xạ của nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt sau đó có thể được xác định thông qua việc phân tích hóa phóng xạ của nước bên trong thùng chứa.

C.2.2  Kỹ thuật (phương pháp) hấp thụ

Trong Phụ lục B của TCVN 7078-1 (ISO 7503-1) có đưa ra một ví dụ thực tế, trong đó có thể thực hiện các bước tương đối đơn giản để xác định hoạt độ của các nhân phóng xạ riêng rẽ.

...

...

...

Việc tính toán hệ số hiệu chuẩn cho hỗn hợp nhân phóng xạ dưới đây chỉ áp dụng nếu đã biết các nhân phóng xạ và tỷ lệ của chúng.

Nếu một máy đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt được sử dụng để đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt của một hỗn hợp nhân phóng xạ đã biết các hệ số hiệu chuẩn hoạt độ C[A)_n của n nhân phóng xạ thì có thể sử dụng Công thức (C.1).

Hệ số hiệu chuẩn hoạt độ C(A)_m [= 1/I(A)_m] đối với một hỗn hợp nhân phóng xạ nhất định m mà đã biết được sự đóng góp nhân phóng xạ vào hỗn hợp được tính theo Công thức:

 (C.1)

trong đó

C(A)_m là hệ số hiệu chuẩn hoạt độ của một nhân phóng xạ n tính bằng Bq.cm^-^2/s^-^1;

ƒ_n là phần nhân phóng xạ n trong hỗn hợp

Tốc độ đếm thực của thiết bị r_G,m tương đương với giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt G_m đối với một hỗn hợp nhân phóng xạ cho trước, đã biết sự đóng góp của nhân phóng xạ vào hỗn hợp, có thể được biểu thị bằng Công thức:

 (C.2

...

...

...

ƒ_n là phần nhân phóng xạ n trong hỗn hợp

Hoạt độ của nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt và nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt của hỗn hợp nhân phóng xạ m trên bề mặt đang được kiểm tra có thể được tính bằng cách sử dụng bội số của giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt M_G,m. Bội số M_G.m của giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt G_m ^[5] được tính theo Công thức:

 (C.3)

Trong đó

p_g là tốc độ đếm tổng đo được từ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, tính bằng s^-^1;

p₀ là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-^1;

C.3  Tính hoạt độ trên một đơn vị diện tích đối với các nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt với hỗn hợp nhân phóng xạ

...

...

...

(C.4)

A_S,m = C(A)_m∙(ρ_g – ρ₀)  (C.4)

Trong đó

C(A)_m là hệ số hiệu chuẩn của một hỗn hợp nhân phóng xạ m cho trước với phân bố nhân phóng xạ đã biết, tính bằng Bq.cm^-^2/s^-^1;

ρ_g là tốc độ đếm tổng đo được từ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, tính bằng s^-^1;

ρ₀ là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-^1;

Phụ lục D

(Tham khảo)

...

...

...

D.1  Tổng quát

Đánh giá hoạt độ trên các mẫu lau có thể được thực hiện bằng bất kỳ thiết bị đếm phòng thử nghiệm nào đã được hiệu chuẩn một cách thích hợp. Nói chung, hệ đo đếm phải có hiệu chuẩn có thể liên kết chuẩn với chuẩn quốc gia đối với một nhân phóng xạ hoặc các nhân phóng xạ được đề cập. Nếu không có thiết bị phòng thử nghiệm, có thể sử dụng các thiết bị cầm tay đã được hiệu chuẩn để đo mẫu trong điều kiện về hình học có thể tái lập. Việc tính toán các hệ số hiệu chuẩn cho các thiết bị cầm tay được nêu trong các điều từ D.2 đến D.4.

D.2  Nguồn hiệu chuẩn cho thiết bị cầm tay

Việc hiệu chuẩn thiết bị cầm tay phải được thực hiện bằng nguồn chuẩn loại planchet (nguồn dẹt hình tròn). Diện tích hoạt động của nguồn phải tương ứng với đường kính của vật liệu lau.

D.3  Hình học hiệu chuẩn cho các thiết bị cầm tay

Nguồn hiệu chuẩn cần được đặt ở giữa tâm, bên dưới cửa sổ của detector, trong các điều kiện hình học đã biết. Điều kiện khi hiệu chuẩn càng giống với điều kiện thực tế khi đo trực tiếp vật liệu lau càng tốt sau đó.

D.4  Tính hiệu suất của thiết bị cho phương pháp gián tiếp

Hiệu suất của thiết bị ε_i,j đối với một nhân phóng xạ cho trước với loại bức xạ j (bức xạ alpha, beta hoặc photon) hoặc cho một dải năng lượng nhất định được đại diện bởi loại bức xạ j thì tính được theo Công thức:

 (D.1)

...

...

...

ρ_g là tốc độ đếm quan sát được từ nguồn hiệu chuẩn, tính bằng s^-^1;

ρ₀ là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-^1;

R_c là suất phát xạ bề mặt đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha, beta hoặc photon) của nguồn hiệu chuẩn tính bằng s^-^1.

D.5  Hệ số hiệu chuẩn phương pháp gián tiếp để đánh giá các nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

Hiệu số hiệu chuẩn C(A)_n^ind đối với một nhân phóng xạ n được tính theo Công thức:

 (D.2)

trong đó

S_w là vùng được lau tính bằng cm^2;

ε_w là hiệu suất lau.

...

...

...

ε_i,j là hiệu suất của thiết bị đối với một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

η_i,j là dữ liệu cường độ phát xạ tổng cho một vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

E_i,j^-1 là giá trị nghịch đảo của hệ số xuất hiện của một nguồn cho một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon).

Chỉ số tổng đề cập đến loại phóng xạ và các vùng năng lượng cụ thể của phóng xạ đó.

Tốc độ đếm thực của thiết bị r_G,n tương đương với giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt nhân phóng xạ G_n cho một nhân phóng xạ n có thể được biểu thị bằng:

 (D.3)

Trong đó S_w trong Công thức (D.2) được sử dụng là 100 cm^2.

Tốc độ đếm thực r_L,n của thiết bị tương đương với giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt nhân phóng xạ cụ thể Ln có thể được biểu thị bằng:

 (D.4)

...

...

...

D.6  Hệ số hiệu chuẩn của phương pháp gián tiếp để đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt của hỗn hợp nhân phóng xạ

Hệ số hiệu chuẩn của kiểm tra lau C(A)_m^ind đối với một hỗn hợp nhân phóng xạ cho trước m đã biết sự đóng góp của nhân phóng xạ vào hỗn hợp, và diện tích nguồn hiệu chuẩn bằng diện tích vật liệu lau, được tính theo Công thức:

 (D.5)

trong đó

là hệ số hiệu chuẩn của kiểm tra lau đối với một nhân phóng xạ cho trước n và diện tích nguồn hiệu chuẩn bằng diện tích vật liệu lau, tính bằng Bq.cm^2/s^-^1.

ƒ_n là phần nhân phóng xạ n trong hỗn hợp (đề nghị xem lại công thức)

Tốc độ đếm thực của thiết bị r_G,m tương đương với giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt G_m đối với hỗn hợp nhân phóng xạ nhất định m với đóng góp nhân phóng xạ đã biết vào hỗn hợp có thể được biểu thị như sau:

 (D.6)

Trong đó

...

...

...

ƒ_n là phần nhân phóng xạ n trong hỗn hợp

Tốc độ đếm thực của thiết bị r_L,m tương tương đương với giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt L_m đối với hỗn hợp nhân phóng xạ nhất định m với đóng góp nhân phóng xạ đã biết vào hỗn hợp có thể được biểu thị như sau:

 (D.7)

Với

f_n là phần nhân phóng xạ n trong hỗn hợp

CHÚ THÍCH  Nếu Công thức (D.7) áp dụng cho giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt của nhân phóng xạ không cụ thể đối với bức xạ beta và gamma hoặc cho giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt của nhân phóng xạ không cụ thể đối với bức xạ alpha (ví dụ giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt L_ß,g và L_α được yêu cầu bởi Tài liệu tham khảo [2], sau đó

D.7  Tính hoạt độ trên một đơn vị diện tích đối với kết quả phép đo gián tiếp

...

...

...

 (D.8)

Trong đó

là hệ số hiệu chuẩn kiểm tra lau đối với một nhân phóng xạ đã cho n và đối với một nguồn hiệu chuẩn có diện tích bằng với diện tích vật liệu lau tính bằng Bq.cm^-^2/s^-^1;

ρ_g là tốc độ đếm tổng đo được tính bằng s^-^1;

ρ₀ là tốc độ đếm phông tính bằng s^-^1.

D.8  Xác định giới hạn đặc tính theo ISO 11929

Tính giới hạn đặc tính (ngưỡng quyết định, giới hạn phát hiện và giới hạn của khoảng tin cậy) theo ISO 11929 được nêu trong Phụ lục B.

Phụ lục E

...

...

...

Áp dụng ISO 11929 để đánh giá trực tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

E.1  Tổng quát

Cơ quan an toàn bức xạ có thể yêu cầu so sánh thống kê kết quả xác định hoạt độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt với giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt (ví dụ: Tài liệu tham khảo [1] với nhân phóng xạ cụ thể "Các hướng dẫn nồng độ gốc (DCGL) - "Derived Concentration Guideline Levels (DCGL)") hoặc với giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt (ví dụ Tài liệu tham khảo [2] với các giới hạn nhân phóng xạ không cụ thể cho việc nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chặt. Do đó, dưới đây sẽ đưa ra các ví dụ về bảng độ không đảm bảo và các giới hạn đặc trưng theo ISO 11929 để xác định trực tiếp nồng độ hoạt độ bề mặt.

E.2  Biểu thị giá trị đo

Đối với việc kiểm tra nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bám chặt và không bám chặt của một nhân phóng xạ n bằng cách đo trực tiếp, giá trị đo A_s,n là hoạt độ trên một đơn vị diện tích. Mô hình kiểm tra có thể được biểu thị như sau:

 (E.1)

với

 (E.2)

A_s,n là hoạt độ trên một đơn vị diện tích nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bám chặt hoặc không bám chặt của nhân phóng xạ n, tính bằng Bq.cm^-^2;

...

...

...

p_g là tốc độ đếm tổng, tính bằng s^-^1;

p₀ là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-^1;

t₀ là thời gian đo khi đo tốc độ đếm phông, tính bằng s;

S = S_p là diện tích hiệu dụng cửa sổ của detector, tính bằng cm^2, trong trường hợp không yêu cầu lấy trung bình giá trị chỉ số đọc được của thiết bị;

S = S_G là diện tích nguồn hiệu chuẩn hoạt động tương đương với diện tích trung bình cho giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, tính bằng cm^2, trong trường hợp có yêu cầu lấy trung bình giá trị chỉ số đọc của thiết bị;

ε_i,j là hiệu suất của thiết bị đối với một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

η_i,j là dữ liệu cường độ phát xạ tổng cho một vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

E_i,j là hệ số xuất hiện của một nguồn đối với một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon).

CHÚ THÍCH 1: Biểu thức 1/t₀ trong Công thức (E.1) được sử dụng để xử lý tốc độ đếm phông rất thấp,

...

...

...

E.3  Biểu thị của độ không đảm bảo chuẩn

Độ không đảm bảo chuẩn được tính theo:

 (E.3)

 (E.4)

và

 (E.5)

Trong đó

t_g là thời gian đo của tốc độ đếm tổng, tính bằng s.

E.4  Biểu thị ngưỡng quyết định

...

...

...

y* = k_1-α ∙ u (y=0) (E.6)

Trong đó

k_1-α là điểm vi phân của phân bố thường chuẩn đối với xác suất 1-α, α là xác suất lỗi của loại đầu tiên, tức là, xác suất từ chối giả thuyết, nếu đúng.

Đối với y = 0 theo Công thức (E.1) có: ρ_g = ρ₀ + 1 / t₀

Khi đó, theo Công thức (E.3) và (E.6)

 (E.7)

Kết quả đo ban đầu xác định được, y, đối với một giá trị đo không âm chỉ có ý nghĩa, nếu lớn hơn ngưỡng quyết định (y > y*).

E.5  Biểu thị giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện tính được theo Công thức:

...

...

...

Trong đó

k_1-ß là điểm vi phân của phân bố thường chuẩn đối với xác suất 1_-ß,

ß là xác suất lỗi của loại thứ hai, tức là, xác suất chấp nhận giả thuyết, khi nó là sai.

Đối với y = y^# theo Công thức (E.1) có: ρ_g = S . F . y^# + ρ₀ + 1/t₀

Theo Công thức (E.3):

Theo Công thức (E.7)

 (E.10)

Công thức (E.9) có thể biểu thị bằng

...

...

...

Biết rằng, theo Công thức (E, 8):

 (E.12)

Bằng cách lấy Công thức (E.11) trừ đi Công thức (E.12) và k_1-α = k_1-ß

 (E.13)

và

để cho  (E.14)

Nếu U_R = 0 thì Công thức (E.13) trở thành:

 (E.15)

...

...

...

- với α = ß = 2,5 % nếu U_R ≤ 15 % thì khi đó Công thức (E.15) cho một số xấp xỉ tốt trong khoảng 10 % giới hạn phát hiện,

- với α = ß = 5 % nếu U_R ≤ 20 % thì khi đó Công thức (E.15) cho một số xấp xỉ tốt trong khoảng 10 % giới hạn phát hiện,

Hình E.1 - Tương quan giữa giới hạn phát hiện và độ không đảm bảo tương đối

E.6  Giới hạn của khoảng tin cậy

Các giới hạn của khoảng tin cậy được cho phép tính đến một hiệu ứng vật lý được công nhận như là hiện hữu phù hợp với E.4, theo cách mà khoảng tin cậy sẽ chứa giá trị thực của giá trị đo và với xác suất xác định là 1 - g. Thông thường giá trị của g được chọn bằng 0,05, khi đó k_1-g/2 = 1,96.

E.7  Đánh giá kết quả đo

Kết quả đo lần đầu xác định được, y, của giá trị đo phải được so sánh với ngưỡng quyết định y*. Nếu y > y*, thì hiệu ứng vật lý được định lượng bởi giá trị được đo, được công nhận là hiện hữu. Nếu không, quyết định rằng, không có hiệu ứng vật lý. Khi đó, nếu y ≥ y*, thì kết quả đo được đưa ra là Y = y ± k_1-g/2 . u (y), và nếu y < y*, thì kết quả đo sẽ là Y < y*.

Nếu giá trị thấp hơn của khoảng tin cậy là âm, thì có thể sử dụng cách tính ước lượng tốt nhất của giá trị được đo và các giới hạn không đối xứng của khoảng tin cậy theo ISO 11929.

...

...

...

Quyết định về việc, liệu một quy trình đo đáp ứng được các yêu cầu liên quan đến phát hiện hiệu ứng vật lý, được định lượng bởi giá trị đo, thì được thực hiện bằng cách so sánh giới hạn phát hiện y^# với giá trị khuyến cáo đã định y_r. Nếu y^# > y_r, hoặc nếu trong Công thức (E.13) U_R ≥ 1 / k_1-ß thì quy trình đo là không phù hợp đối với mục đích đo về khía cạnh các yêu cầu.

Để cải thiện tình huống trong trường hợp y^# > y_r có thể cần phải kéo dài thời gian đo hoặc thực hiện các nghiên cứu cụ thể để giảm các thông số thành phần của U_R. Nếu như, mặc dù đã có biện pháp, nhưng U_R vẫn không giảm được một cách hợp lý, và khi không có đủ kiến thức tốt hơn về giá trị và các độ không đảm bảo của các thông số thành phần bất lợi nhất của U_R, thì có thể sử dụng các giá trị thận trọng hợp lý mà không có độ không đảm bảo liên quan (xem Bảng E.1).

Bảng E.1 - Các giá trị thận trọng hợp lý được sử dụng cho phương pháp đo trực tiếp

Loại phóng xạ j

Alpha

Điện tử

Photon

Vùng năng lượng i, keV

Tất cả

...

...

...

70 đến 140

140 đến 400

>400

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

Hiệu suất nguồn 1/E_i,j ^a

0,05

...

...

...

0,25

0,05

0,05

0,25

0,05

0,05

0,05

^a Xem 5.3 và A.7.

E.9  Ví dụ

...

...

...

Xác định nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bám chặt và nhiễm xạ bề mặt không bám chặt bằng phương pháp đo trực tiếp, có tiếp xúc với bề mặt trong 2 s và xác minh rằng, thiết bị đo được sử dụng phù hợp để đo giá trị khuyến cáo 4 Bq cm^-^2 trung bình trên diện tích cửa sổ hiệu dụng của detector.

Các nhân phóng xạ có liên quan là: ^14C, ^60Co, ^137Cs / ^137mBa, ^169Er, ^18F, ^125I, ^131I, ^153Sm, ^90Sr/^90Y và ^90Tc.

E.9.2  Thiết bị sử dụng

Sử dụng một máy đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt với các đặc điểm sau:

- Đầu dò nhấp nháy ZnS (Ag) diện tích hiệu dụng cửa sổ của detector 170 cm^2,

- Hiệu suất của thiết bị ε_i,j như được nêu trong Bảng E.2.

Bảng E.2 - Các giá trị thận trọng hợp lý được sử dụng cho phương pháp đo trực tiếp

Loại phóng xạ j

Electron

...

...

...

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

...

...

...

0,26^a

0,6^b

0,7^c

0,67^d

0^e

0,1^f

0,06^g

0,0^h

^a Dữ liệu do nhà cung cấp. Nguồn hiệu chuẩn phát xạ bề mặt ^14C tia beta

...

...

...

^c Dữ liệu do nhà cung cấp. Nguồn hiệu chuẩn phát xạ bề mặt ^36Cl tia beta

^d Dữ liệu do nhà cung cấp. Nguồn hiệu chuẩn phát xạ bề mặt ^90Sr/^90Y tia beta

^e Không có giá trị thực nghiệm từ nguồn hiệu chuẩn phát xạ bề mặt ^55Fe tia X, do đó, theo cách thận trọng, chọn giá trị bằng không.

^f Giá trị thực nghiệm từ nguồn hiệu chuẩn phát xạ bề mặt ^129I tia gamma (Triệt tiêu phát xạ electron bằng các bộ lọc theo TCVN 10802 (ISO 8769).

^g Không có giá trị thực nghiệm từ nguồn hiệu chuẩn phát xạ bề mặt ^57Co tia gamma, do đó, chọn giá trị trung bình giữa f và h.

^h Giá trị thực nghiệm từ nguồn hiệu chuẩn phát xạ bề mặt ^137Cs tia gamma (Triệt tiêu phát xạ electron bằng các bộ lọc theo TCVN 10802 (ISO 8769).

E.9.3  Dữ liệu hạt nhân η_i,j

Các nguồn dữ liệu hạt nhân cho ví dụ này là từ JEFF 3.1 (Joint Evaluated Fission and Fusion File - Tài liệu đánh giá chung việc phân hạch và kết hợp hạt nhân) là thư viện đã được đánh giá và được tạo ra thông qua sự hợp tác quốc tế của các nước thành viên Ngân hàng dữ liệu được điều phối dưới sự bảo trợ của Ngân hàng dữ liệu NEA (Cơ quan năng lượng hạt nhân). Các vùng năng lượng được chọn là năng lượng phát xạ trung bình.

Bảng E.3 - Dữ liệu hạt nhân η_i,j cho các ví dụ nhân phóng xạ

...

...

...

Loại phóng xạ j

Beta

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

40 đến 70

...

...

...

140 đến 400

>400

η_i,j

1.00E+00

...

...

...

Loại phóng xạ j

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

...

...

...

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

η_i,j

...

...

...

Hạt nhân phóng xạ ^60Co

Loại phóng xạ j

Beta

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

...

...

...

140 đến 400

>400

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

η_i,j

9,99E - 01

...

...

...

I,20E-03

4,15E - 07

2,92E - 04

Loại phóng xạ j

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

...

...

...

15 đến 90

90 đến 300

>300

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

η_i,j

...

...

...

2.00E+00

1,10E-04

Hạt nhân phóng xạ ^137Cs/^137Ba

Loại phóng xạ j

...

...

...

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

...

...

...

η_i,j

I,00E + 00

9,05E-02

...

...

...

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

5 đến 15

15 đến 90

...

...

...

>300

η_i,j

5,80E- 06

8,52E-01

6,88E-02

...

...

...

...

...

...

Loại phóng xạ j

Beta

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

40 đến 70

...

...

...

140 đến 400

>400

η_i,j

I,00E+00

3,02E-05

5,28E-06

...

...

...

Loại phóng xạ j

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

...

...

...

15 đến 90

90 đến 300

>300

η_i,j

2,00E-03

1.40E-05

6,98E-06

...

...

...

Hạt nhân phóng xạ ^1^8F

Loại phóng xạ j

Beta

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

...

...

...

140 đến 400

>400

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

η_i,j

...

...

...

Loại phóng xạ j

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

...

...

...

15 đến 90

90 đến 300

>300

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

η_i,j

...

...

...

I,94E+00

Hạt nhân phóng xạ ^125I

Loại phóng xạ j

...

...

...

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

...

...

...

η_i,j

...

...

...

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

5 đến 15

15 đến 90

...

...

...

>300

η_i,j

6,67E-02

1.40E+00

...

...

...

Hạt nhân phóng xạ ^131I

Loại phóng xạ j

Beta

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

...

...

...

70 đến 140

140 đến 400

>400

η_i,j

2,11E -02

8.00E-02

8,98E - 01

3,53E-02

...

...

...

2,48E-02

4,55E-04

Loại phóng xạ j

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

...

...

...

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

η_i,j

2.61E-02

6.41E-02

9.13E-01

...

...

...

5,42E-02

Hạt nhân phóng xạ ^15^3Sm

Loại phóng xạ j

Beta

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

...

...

...

140 đến 400

>400

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

η_i,j

1.27E-03

...

...

...

4.75E-01

8,82E-02

6.31E-05

Loại phóng xạ j

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

...

...

...

15 đến 90

90 đến 300

>300

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

η_i,j

...

...

...

3,02E-01

2,06E-03

1,18E- 01

6,04E-01

Hạt nhân phóng xạ ^90Sr / ^90Y

Loại phóng xạ j

Beta

...

...

...

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

...

...

...

1.00E+00

1,00E+00

1,15E-04

Loại phóng xạ j

...

...

...

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

...

...

...

η_i,j

1,40E- 08

7,47E-05

...

...

...

Loại phóng xạ j

Beta

Điện tử

Vùng năng lượng i, keV

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

40 đến 70

...

...

...

140 đến 400

>400

η_i,j

1,22E-05

1,08E-01

...

...

...

Loại phóng xạ j

Gamma

Tia X

Vùng năng lượng i, keV

5 đến 15

15 đến 90

90 đến 300

>300

...

...

...

15 đến 90

90 đến 300

>300

η_i,j

I,04E-05

8,91E-01

9,69E-07

...

...

...

E.9.4  Độ không đảm bảo

Hiệu suất của thiết bị, ε_i,j, thường được xác định bằng cách sử dụng nguồn hiệu chuẩn với độ không đảm bảo chuẩn tương đối được chứng nhận là 5 %. Khi không có thông tin cụ thể về độ không đảm bảo của nhà sản xuất, thì chọn u(ε_i,j)/ε_i,j, = 10 %.

Độ không đảm bảo chuẩn tương đối của diện tích hiệu dụng cửa sổ detector của thiết bị được đánh giá bằng u(Sp)/Sp = 10 %.

Khi không có thông tin cụ thể về hiệu suất của nguồn 1/E_i,j, thì các giá trị được đưa ra trong Bảng E.1 được xem xét, và u(1/E_i,j) = 0.

Cũng coi là, độ không đảm bảo liên quan đến dữ liệu hạt nhân là không đáng kể, vì vậy u(η_i,j,) = 0.

E.9.5  Kết quả và kết luận

Kết quả trong Bảng E.5 cho thấy trong tất cả các trường hợp, thiết bị đo đã sử dụng là phù hợp để đo 4 Bq cm^-2 của mỗi nhân phóng xạ.

...

...

...

Ví dụ nhân phóng xạ

 s^-1/Bq cm^-2

(Xem Công thức (E.4) và (E.5)

S = S_p (xem E.9.2)

u(S_p)/S_p = 10 % (xem E.9.4)

ε_i,j (xem E.9.2)

u(ε_i,j)/ε_i,j = 10 % (xem E.9.4)

η_i,j (xem E.9.3)

...

...

...

1/E_i,j (xem Table LI)

u(1/E_i,j) = 0 (xem E.9.4)

^14C

11,1

14 %

^60Co

29,0

13 %

^137Cs/^137mBa

...

...

...

13 %

^169Er

25,5

14 %

^18F

61,0

14 %

^125I

12,5

...

...

...

^131I

60,4

13 %

^153Sm

74,0

13 %

^90Sr/^90Y

116,5

12 %

...

...

...

8,0

12 %

Bảng E.5 - Dữ liệu đầu vào, giá trị trung gian và kết quả

Dữ liệu đầu vào và thông số kỹ thuật

Chất lượng

Ký hiệu

Giá trị

Độ không đảm bảo chuẩn

Tốc độ đếm, tổng hiệu quả:

...

...

...

ρ_g

15 s^-^1

2,74 s^-^1

Thời gian đo

t_g

2 s

bỏ qua

Tốc độ đếm, hiệu suất đếm phông (nền):

Tốc độ đếm phông

...

...

...

12 s^-^1

2,45 s^-^1

Thời gian đo

t_g

2 s

bỏ qua

Diện tích hiệu dụng cửa sổ của detector

S = S_p

170 cm^2

...

...

...

Hiệu suất của thiết bị

ε_i,j

xem E.9.2

u(ε_i,j)/ε_i,j = 10 %

Đáp ứng của thiết bị đối với hoạt độ trên đơn vị diện tích

I(A)

xem Bảng E.4

xem Bảng E.4

Giá trị nghịch đảo của hệ số xuất hiện của một nguồn

...

...

...

xem Bảng E.1

0

Cường độ phát xạ tổng

η_i,j

xem E.9.3

0

Các xác suất:

α, ß

2,5 %

...

...

...

Xác suất:

g

5 %

-

Điểm vi phân của phân bố chuẩn thường cho xác suất 1 - α  và 1 - ß

k_1-α = k_1-ß

1,96

-

Xác suất 1-y/2

...

...

...

1,96

-

Giá trị khuyến cáo

y_r

0,4 Bq cm^-^2

-

Dữ liệu đầu vào và thông số kỹ thuật

Các giá trị trung gian

...

...

...

Giá trị

U_R [Công thức (E.13)]

-

xem Bảng E.4

-

1/ k_1-ß

-

...

...

...

-

U_R < 1/ k_1-ß

-

có

-

Kết quả

Giá trị đo

...

...

...

Kết quả đo lần đầu Công thức (E.1)

y

^14C

0,23

^60Co

0,09

...

...

...

^137Cs/^137mBa

0,04

^1^6^9Er

0,10

^1^8F

...

...

...

^125I

0,20

^131I

0,04

...

...

...

^153Sm

0,03

^90Sr/^90Y

0,02

^99^mTc

...

...

...

Ngưỡng quyết định: Công thức (E.7)

y*

^14C

0,62

^60Co

0,24

...

...

...

^137Cs/^137mBa

0Д0

^169Er

0,27

^18F

...

...

...

^125I

0,55

^131I

0,11

...

...

...

^153Sm

0,09

^90Sr/^90Y

0,06

^99^mTc

...

...

...

Có hiệu ứng đo không?

y = y* ?

không

Kết quả đo: xem E.7

A_s,n

^14C

< 0,62

...

...

...

^60Co

< 0,24

^137Cs/^1^37mBa

< 0,10

^169Er

...

...

...

^18F

< 0,11

^125I

< 0,55

...

...

...

^131I

< 0,11

^153Sm

< 0,09

^90Sr/^90y

...

...

...

^99^mTc

< 0,86

Số lượng

Ký hiệu

Nhân phóng xạ

Giá trị ^a

...

...

...

Giới hạn phát hiện: Công thức (E.13) và (E.15)

y^#

^14C

1,5

1,4

^60Co

...

...

...

0,5

Dữ liệu đầu vào và thông số kỹ thuật

^137Cs/^137mBa

0,3

0,2

...

...

...

0,7

0,6

^1^8p

0,3

0,3

...

...

...

1,4

1,3

^131I

0,3

0,3

...

...

...

0,2

0,2

^90Sr/^90y

0,1

0,1

...

...

...

2,1

2,0

Quy trình đo có phù hợp ?

y^# ≤ y_r ?

có

có

^a  U_R ≠ 0 xem E.5.

^b  U_R = 0 xem E.5.

...

...

...

Phụ lục F

(Tham khảo)

Áp dụng ISO 11929 để đánh giá gián tiếp nhiễm phóng xạ bề mặt

F.1  Tổng quát

Thành phần chính của độ không đảm bảo của bất kỳ phép đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chặt nào sẽ bắt nguồn từ hiệu suất lau TCVN 7078-2 (ISO 7503-2), Điều 14. Mặc dù có thực tế này, các cơ quan bảo vệ bức xạ có thể yêu cầu so sánh thống kê kết quả xác định hoạt độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chặt với giá trị khuyến cáo quy định về nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt hoặc với giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt. Do đó, dưới đây sẽ đưa ra các ví dụ về bảng tổng hợp độ không đảm bảo và các giới hạn đặc trưng, thu được theo ISO 11929 trong việc xác định nồng độ hoạt độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chặt bằng phương pháp kiểm tra lau. Phương pháp đếm dòng khí tỷ lệ được giả định.

...

...

...

Đối với việc kiểm tra nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bằng phương pháp kiểm tra lau, giá trị đo Y là nồng độ hoạt độ bề mặt không bám chặt a_r (hoạt độ chia cho diện tích đã lau). Mô hình đánh giá trong trường hợp này có thể được thể hiện như sau:

 (F.1)

với

 (F.2)

Trong đó

a_r là hoạt động bề mặt không bám chặt, tính bằng Bq.cm^-^2;

y là kết quả đo đầu hoạt độ bề mặt không bám chặt a_r, tính bằng Bq.cm^-^2;

ρ_g là tốc độ đếm tổng, tính bằng s^-^1;

ρ₀ là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-^1;

...

...

...

S_w là diện tích lau, tính bằng cm^2;

ε_w là hiệu suất lau;

ε_i,j là hiệu suất của thiết bị cho một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

η_i,j là dữ liệu cường độ phát xạ được tổng hợp cho một vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon);

E_i,j là hệ số xuất hiện của một nguồn cho một năng lượng hoặc vùng năng lượng nhất định i và đối với loại bức xạ j (bức xạ alpha hoặc beta hoặc photon).

CHÚ THÍCH: Biểu thức 1/t₀ trong Công thức (E.1) được sử dụng để xử lý tốc độ đếm phông thấp.

F.3  Biểu thị độ không đảm bảo chuẩn

Độ không đảm bảo chuẩn được tính theo:

 (F.3)

...

...

...

 (F.4)

trong đó

t_g là thời gian đo của tốc độ đếm tổng, tính bằng s.

F.4  Biểu thị ngưỡng quyết định

Ngưỡng quyết định được tính theo:

y^* = k_1-α . u (y = 0) (F.5)

Trong đó

k_1-α là điểm vi phân của phân bố thường chuẩn cho xác suất 1-α, α là xác suất lỗi của loại đầu tiên, tức là, xác suất từ chối giả thuyết, nếu đúng.

Đối với y = 0 theo Công thức (F.1) có: ρ_g = ρ₀ + 1/t₀

...

...

...

 (E.6)

Kết quả đo ban đầu xác định được, y, đối với một giá trị đo không âm là có ý nghĩa, nếu lớn hơn ngưỡng quyết định (y > y*).

F.5  Biểu thị giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện tính được theo Công thức:

y^# = y* + k_1-ß . u (y = y*) (F.7)

Trong đó

k_1-ß là điểm vi phân của phân bố chuẩn thường cho xác suất 1 - ß,

ß là xác suất lỗi của loại thứ hai, tức là, xác suất chấp nhận giả thuyết, khi sai.

Đối với y = y^# theo Công thức (F.1) có: ρ_g = S_w ∙ ε_w ∙ F ∙ y^# + p₀ + 1/t₀

...

...

...

Theo Công thức (F.6) có:

 (F.9)

Công thức (F.8) có thể được biểu thị như sau:

Biết rằng, theo Công thức (F.7)

 (E.11)

Bằng cách lấy Công thức (F.10) trừ Công thức (F.11) và coi như k_1-α = k_1-ß:

...

...

...

để cho  (E.13)

Nếu U_R = 0 thì Công thức (F.12) trở thành:

 (E.14)

Hình F.1 hiển thị  đối lại U_R tính bằng %. Sẽ xuất hiện:

- với α = ß = 2,5 % nếu U_R ≤ 15 % thì khi đó Công thức (F.14) là một số xấp xỉ tốt trong khoảng 10 % giới hạn phát hiện,

- với α = ß = 5 % nếu U_R ≤ 20 % thì khi đó Công thức (F.14) là một số xấp xỉ tốt trong khoảng 10 % giới hạn phát hiện,

Hình F.1 - Tương quan giữa giới hạn phát hiện và độ không đảm bảo tương đối

...

...

...

Các giới hạn của khoảng tin cậy cho phép tính đến một hiệu ứng vật lý, hiệu ứng này được công nhận là hiện có phù hợp với F.4, theo cách mà khoảng tin cậy chứa giá trị thực của phép đo và với xác suất xác định là 1 - g. Thông thường giá trị của g được chọn là 0,05, khi đó .

F.7  Đánh giá kết quả đo

Kết quả đo lần đầu được xác định, y, với giá trị được đo được so sánh với ngưỡng quyết định y*. Nếu y > y*, thì hiệu quả vật lý, được định lượng bởi giá trị đo, được công nhận là có. Nếu không, sẽ được quyết định rằng, không có hiệu quả vật lý. Khi đó, nếu y ≥ y*, thì kết quả đo đưa ra là Y = y ± k_1-g/2 ∙ u (y), và nếu y < y*, thì kết quả đo sẽ là Y < y*.

Nếu giá trị dưới của khoảng tin cậy là âm, thì có thể sử dụng cách tính ước lượng tốt nhất của giá trị đo và các giới hạn không đối xứng của khoảng tin cậy theo ISO 11929.

F.8  Đánh giá quy trình đo

Quyết định về việc, liệu có một quy trình đo đáp ứng được các yêu cầu liên quan đến phát hiện hiệu quả vật lý, được định lượng bởi giá trị đo, thì được thực hiện bằng cách so sánh giới hạn phát hiện y^# với giá trị khuyến cáo đã định y_r. Nếu y^# > y_r. hoặc nếu trong Công thức (F.12) mà U_R ≥ 1/k_1-ß thì quy trình đo là không phù hợp đối với mục đích đo đã định về mặt các yêu cầu.

Để cải thiện tình huống trong trường hợp y^# > y_r có thể cần phải kéo dài thời gian đo để tăng một cách hợp lý bề mặt được lau hoặc thực hiện các nghiên cứu cụ thể để giảm các thông số thành phần của U_R. Nếu như, mặc dù đã có biện pháp, nhưng U_R vẫn không giảm được một cách hợp lý, và khi không có đủ kiến thức tốt hơn về giá trị và độ không đảm bảo của các thông số thành phần bất lợi nhất của U_R, thì có thể sử dụng các giá trị thận trọng hợp lý mà không có độ không đảm bảo liên quan (xem Bảng F.1).

Bảng F.1 - Các giá trị thận trọng hợp lý được sử dụng cho phương pháp đo sử dụng mẫu lau

Loại phóng xạ j

...

...

...

Điện tử

Photon

Vùng năng lượng i, keV

Tất cả

40 đến 70

70 đến 140

140 đến 400

>400

5 đến 15

...

...

...

90 đến 300

>300

Hiệu suất nguồn 1/E_i,j^a

0,25

0,25

0,25

0,5

0,5

0,25

...

...

...

0,5

0,5

Hiệu suất lau ε_w

0,1

^a Xem 5.3 và A.7.

F.9  Ví dụ

F.9.1  Mục đích

Xác định hoạt độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chặt và xác minh, thiết bị đo đã được sử dụng phù hợp để đo giá trị 0,4 Bq cm^-^2 của nguồn phát alpha bằng phương pháp kiểm tra lau.

F.9.2  Thiết bị được sử dụng

...

...

...

Bảng F.2 - Đặc điểm động học của máy đo suất liều

Phạm vi đo

s^-^1

Hằng số thời gian phục hồi, t

s

Thời gian đo t = 2t

s

0 đến 10

5

...

...

...

0 đến 100

2

4

0 đến 1000

0,9

1,8

0 đến 10000

0,5

1

...

...

...

F.9.3  Độ không đảm bảo

Hiệu suất của thiết bị, ε_i,j, = là 0,44 s^-^1/α s-1 (phát xạ 2 π steradian) được xác định khi sử dụng nguồn hiệu chuẩn với độ không đảm bảo chuẩn tương đối được chứng nhận là 5 %. Với giả định rằng, sự đóng góp thống kê vào độ không đảm bảo của thiết bị là không đáng kể, thì u(ε_i,j)/ ε_i,j, = 0,022.

Khi không có thông tin cụ thể về hiệu suất của nguồn 1/E_i,j, thì sử dụng các giá trị được đưa ra trong Bảng F.1 là 1/E_i,j = 0,25 và u(1/E_i,j) = 0.

Điều đó cũng được coi là độ không đảm bảo liên quan đến dữ liệu hạt nhân là không đáng kể, vì vậy η_i,j, = 1 và u(η_i,j) = 0.

Hiệu suất lau ε_w của việc kiểm tra lau đã biết từ các phép đo trước đó sẽ được phân phối ngẫu nhiên từ 0,12 đến 0,6. Điều này mang lại ước lượng trung bình ε_w = 0,36 và độ không đảm bảo chuẩn u (ε_w1) = ∆ε_w/√12 = 0,14 bằng cách xác định sự phân bố hình chữ nhật trên khu vực các giá trị có thể của ε_w với độ rộng ∆ε_w = 0,48 (xem ISO 11929, 5.2.2 đoạn cuối cùng).

Hiệu suất lau ∆ε_w có độ không đảm bảo chuẩn tương đối lớn hơn u(ε_w)/ε_w = 0,39 và do đó, có thể có ảnh hưởng lớn đến giới hạn phát hiện [xem Công thức (F.12)]

Độ không đảm bảo chuẩn tương đối của diện tích lau S_w = 300 cm^2 được lấy là 10 % theo kinh nghiệm, sẽ dẫn đến u(S_w) = 30 cm^2.

F.9.4  Kết quả và kết luận

Kết quả trong Bảng F.3 cho thấy, trong tất cả mọi trường hợp, thiết bị đo được sử dụng là phù hợp để đo nguồn phát alpha 0,4 Bq cm^-^2.

...

...

...

Dữ liệu đầu vào và thông số kỹ thuật

Chất lượng

Ký hiệu

Giá trị

Độ không đảm bảo chuẩn

Tốc độ đếm tổng hiệu quả:

tốc độ đếm tổng:

ρ_g

2 s^‑1

...

...

...

hằng số thời gian phục hồi (Bảng F.2)

t

5 s

bỏ qua

thời gian đo

t_g

10s

bỏ qua

Tốc độ đếm, hiệu suất đếm phông:

...

...

...

ρ₀

0 s^-^1

0 ^s^-^1

hằng số thời gian phục hồi (Bảng F.2)

t

5 s

bỏ qua

thời gian đo

t₀

...

...

...

bỏ qua

diện tích lau

S_w

300 cm^2

30 cm^2

hiệu suất lau

ε_w

0,36

0,14

...

...

...

ε_i,j

0,44 s^-^1

0,022 s^-^1

hiệu suất của nguồn (Bảng F.1)

1/E_i,j

0,25

0

xác suất phát xạ của ^239Pu

η_i,j

...

...

...

0

hệ số [Công thức (F.2)]

F

0,11

0,0055

Các xác suất:

α, ß

2,5 %

-

...

...

...

g

5%

-

điểm vi phân của phân bố chuẩn thường cho xác suất 1 - α và 1 - ß

k_1-α = k_1-ß

1,96

-

xác suất

...

...

...

-

giá trị khuyến cáo

y_r

0,4 Bq.cm^-^2

-

Các giá trị trung gian

Số lượng và phép tính

Giá trị

...

...

...

U_R [Công thức (F.13)]

0,405

0,51

...

...

...

có

Dữ liệu đầu vào và thông số kỹ thuật

Kết quả

Giá trị được đo

Giá trị, tính bằng Bq cm^-^2

Số lượng

Ký hiệu

...

...

...

a_r^b

Kết quả đo lần đầu Công thức (F.1)

y

0,160 (0,576)

0,576

Độ không đảm bảo chuẩn liên quan đến y: Công thức (F3)

u(y)

0,075 (0,150)

0,135

...

...

...

y*

0,0165 (0,06)

0,06

Có hiệu quả đo không?

y > y* ?

có (có)

có

Giới hạn phát hiện: Công thức (F.12) hoặc Công thức (F.14)

y^#

...

...

...

0,235

Quy trình đo có phù hợp không?

y^# ≤ y_r ?

có (có)

có

Kết quả đo: xem F.7

Y

0,160 ± 0,147
(0,576 ± 0,294)

0,576 ± 0,266

...

...

...

b  U_R = 0 và ε_w = 0,1 (xem Bảng F.1)

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] U.S. NUCLEAR REGULATORY COMMISSION Multi-Agency Radiation Survey and Site Investigation Manual (MARSSIM), Revision 1 Report NUREG 157b, Rev. 1; August 2000

[2] IAEA SAFETY STANDARDS SERIES No SSR-6 Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material - 2012 Edition. International Atomic Energy Agency, Vienna, 2012

[3] NATIONAL PHYSICAL LABORATORY MEASUREMENT GOOD PRACTICE GUIDE NO. 14 The Examination, Testing and Calibration of Portable Radiation Protection Instruments National Physical Laboratory, Teddington, UK, ISSN 1368-6550, March 1999

[4] P.H. Burgess Handbook on measurement methods and strategies at very low levels and activities European Commission Report EUR 17624, 1998

[5] CH. Schuler, G. Butterweck, C. Wernli, F. Bochud, J.-F. Valley Calibration and Verification of Surface Contamination Meters - Procedures and Techniques Paul Scherrer Institute, Villigen, Switzerland, PSI Report No. 07-01, ISSN 1019-0643, March, 2007

[6] IAEA SAFETY REPORTS SERIES No 72 Monitoring for Compliance with Remediation Criteria for Sites. International Atomic Energy Agency, Vienna, 2012

...

...

...

[8] TCVN 7870-1 (ISO 80000-1), Đại lượng và đơn vị - Phần 1: Quy định chung.

[9] TCVN 7870-10 (ISO 80000-10), Đại lượng và đơn vị - Phần 10: Vật lý nguyên tử và hạt nhân;

[10] TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3), Độ không đảm bảo đo - Phần 3: Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM:1995)

[11] TCVN 6165 (ISO/IEC Guide 99), Từ vựng quốc tế về đo lường học - Khái niệm, thuật ngữ chung và cơ bản (VIM).