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让辐射防护监测仪器测量结果更可靠

2017-06-01 08:36 来源:科技日报

  项目组进行测量实验

  我们的生活和电离辐射密切相关,我国国家标准《GB18871-2002 电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定,公众受照射的个人剂量限值为每年1毫希沃特。

  但其实公众每年真正受到的照射也就是防护量很难直接测得,通常只能用实用量替代。实用量由国际辐射单位与测量委员会定义,指的是通过简化辐射条件和受体,从而将不可直接测量的防护量变为可测量的量。

  我们对这样的生活场景并不陌生,通过一把尺子可以测量长度,借助一杆称,能准确称出一斤猪肉。

  但对并不直观的辐射来说,评价维度非常多,要弄明白各种辐射粒子对人体的伤害并不简单。

  即使忽略人的个体差异,因为粒子种类、数量、入射方向和能量不同,对人体造成的伤害也不一样。电离辐射与人体作用会产生能量沉积,绝大部分会以热的形式发出,但余下的一小部分可能会让身体出现细胞损伤,甚至导致基因变化,这是因为不同器官对粒子的承受力不一样。因为太复杂,没办法在实验室情况下定义人体所受剂量,现在的实用量数值采取了一种简化的方法,将人简化为一种球体或长方体,在球体或长方体特定深度定义实用量。

  值得庆幸的是,虽然特别复杂,但在实验室条件下,科研人员可以通过一系列测量和计算得到实用量。但用于辐射测量的测量仪表,在测量中得到的是一种信号,要获取防护值,也就是直观的数值,需要科研人员通过检定或者校准的方法,在信号和实用量之间建立一定的比例关系。

  “我们的最终目标,是让仪器在现场测量的实用量更加准确,只有实用量越准,才能更加准确的评估防护量。”国防科技工业电离辐射一级计量站(以下简称计量站)魏可新研究员说,自己和团队的研究,就是为了让辐射防护监测仪器测量结果更可靠,比如将不确定度从10%降到5%,使测量结果更准确。

  历经近十年努力,魏可新承担的“低能光子校准技术研究”项目获得了国防科学技术一等奖。

  项目组突破了低能光子能谱反演等系列关键技术,在国内率先建立了防护和环境水平低能光子参考辐射场;同时在国内率先开展了个人剂量当量量值复现与校准技术研究,为我国电离辐射计量领域开拓了基于辐射防护实用量的量值传递新体系;制定了相关国家标准和检定规程,系统解决了我国多类型辐射安全防护和环境辐射监测仪表低能光子部分的检定、校准问题。

  魏可新说,目前项目成果已应用于国防、反恐、核能等领域多种型号辐射监测仪表检定、校准和测试工作,取得了显著的经济和社会效益。

  计量是关于测量的科学,是科学技术的一个重要组成部分,是与人类社会进步和科学技术发展同步发展的。计量是国民经济建设和国防建设中一项重要的技术基础,是一个国家,一个地区和一个行业发展的探测器。

  其实,“计量”这一术语并不是自古有之的,而是新中国成立后于1953年才开始使用的,以取代大家更为耳熟能详的词汇“度量衡”。

  然而,在“计量”一词华丽的外表之下,埋藏着的却是计量科研工作者辛勤的汗水和顽强拼搏的决心。

  创新是科学的源泉,但对国防计量人来讲,创新却有着更深一层的含义,可以说创新是国防计量的生命线。

  计量站主任刘蕴韬说,民用计量其配套技术在全世界范围内都是开放的,而国防计量,特别是国防电离辐射计量,与其直接相关的技术很难在公开文献中找到,相关领域的国外同行更是对其三缄其口。

  作为国防最高计量技术机构之一,计量站如何突破关键技术建立满足国防需求的最高计量标准,如何为国防核科技工业的生存与发展提供强有力的计量保障?答案只有一个,那就是创新。

  计量站位于北京西南郊的中国原子能科学研究院工作区内,目前已具有4500平方米的现代化实验室,2000平方米的新实验室也即将破土动工。但在计量站创建之初,仅有两座年久失修的二层老楼和三间活动板房。为了能够让精密的测量仪器稳定工作,第一代计量站人毅然将较好的房间留给了仪器,将四面透风的房间留给了自己,在冬天最冷时,室内温度只有8摄氏度,上班时即使穿着棉衣、棉裤和棉鞋,也被冻得瑟瑟发抖。就是在这样的条件下,我国建立起第一个中子源强绝对测量标准,该标准于1985年通过国际比对获得了计量互认,相关成果于1987年荣获国家科技进步三等奖,并于1990年8月为我国第一座自行设计建造的核电站——秦山核电站反应堆启动中子源的强度定值,保证了核电站的顺利启动。

  在国防科工局、中核集团和中国原子能科学研究院的大力支持下,经过30余年的顽强拼搏与创新发展,计量站先后建立了最高计量标准装置19项,其中5项标准装置为国防独有,11项标准装置的技术指标达到国际先进水平。计量站所建立的国防最高计量标准装置满足了装备研制与试验、核材料与放射性同位素生产、核设施运行、核燃料循环与乏燃料后处理、核设施退役与放射性废物治理、核技术应用等领域的量值传递与溯源需求,在确保国防科技工业电离辐射计量的量值准确、数据可靠等方面发挥着重要作用。

(责任编辑:王蔚)

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