Приложение 4 (справочное). Технические требования к средствам измерения операционных величин

Приложение 4
(справочное)

Технические требования к средствам измерения операционных величин

П4.1. Технические требования к средствам радиационного контроля

Технические и метрологические требования к средствам дозиметрического контроля, в том числе к средствам измерения амбиентного эквивалента дозы и мощности амбиентного эквивалента дозы Н*(10) фотонного и нейтронного излучений, изложены в стандартах, разработанных подкомитетом 45В "Приборы радиационной защиты" Технического комитета 45 "Ядерное приборостроение" Международной электротехнической комиссии (МЭК):

- МЭК 60846-1, 2009-04 "Приборы радиационной защиты - Измерители и/или мониторы (мощности) амбиентного и/или направленного эквивалента дозы бета-, рентгеновского и гамма-излучения - Часть 1: Портативные приборы для контроля рабочих мест и окружающей среды"

- МЭК 61005, ред. 3, 2014-07, "Приборы радиационной защиты - Измерители (мощности) амбиентного эквивалента дозы нейтронного излучения";

- МЭК 61526, ред. 3, 2010-07 "Приборы радиационной защиты - Измерение эквивалентов индивидуальной дозы Hp(10) и Hp(0,07) для рентгеновского, гамма-, нейтронного и бета-излучения - Индивидуальные дозиметры с непосредственной индикацией показаний эквивалента дозы и мониторы";

- МЭК 61066, 2006-06, ред. 2, "Приборы радиационной защиты - Термолюминесцентные дозиметрические системы для индивидуальной дозиметрии и дозиметрии окружающей среды";

- МЭК 62387, ред. 1, 2012-04 "Приборы радиационной защиты - Пассивные интегрирующие дозиметрические системы от фотонного и бета-излучения для индивидуальной дозиметрии и дозиметрии окружающей среды".

П4.2. Общие положения стандартов МЭК

Неопределенности результатов измерения имеют следующие составляющие:

- основная относительная погрешность измерителей (собственная погрешность измерителя);

- неопределенность, обусловленная зависимостью чувствительности прибора от энергии и угла падения излучения на детектор измерителя;

- дополнительные неопределенности, обусловленные отличиями внешних условий измерения от установленных нормальных: температуры окружающей среды, давления, внешнего электромагнитного поля и др.

Основная (собственная) относительная погрешность средств измерений обусловлена нелинейностью чувствительности и статистическими флуктуациями, поэтому в стандартах последних лет исключено требование к основной относительной погрешности и предъявлены требования к линейности чувствительности и к статистическим флуктуациям показаний дозиметра.

Ограничение диапазона измерений: требование к линейности ограничивает верхнюю, а требование к статистическим флуктуациям - нижнюю границу диапазона измерений дозиметра.

Время отклика приборов - время показания 90% нового значения при резком изменении мощности дозы. Требование к времени отклика является требованием как к чувствительности детекторов прибора, так и к алгоритму обработки сигналов в приборах. Требование к времени отклика ограничивает нижнюю границу диапазона измерений измерителя.

Калибровка дозиметров при мощности дозы менее 10 мкЗв/ч невозможна в стандартных условиях. Необходимость измерения прибором мощности дозы ниже 0,1 мкЗв/ч должна быть обоснована, и значения нижней границы диапазона измерения дозиметрами ниже 0,1 мкЗв/ч должны подтверждаться специальными исследованиями.

Эксплуатация дозиметров, измеряющих значения мощности дозы ниже 0,1 мкЗв/ч, в стандартных условиях невозможна.

Ниже приведены требования стандартов МЭК к основным техническим характеристикам приборов и при необходимости комментарии к ним.

П4.3. Требования к дозиметрам бета-, рентгеновского и гамма-излучения в соответствии со Стандартом МЭК 60846-1, 2009-04

П4.3.1. Диапазон мощности эквивалента дозы

В соответствии с рекомендациями МКРЕ диапазон мощности эквивалента дозы: от 0,1 мкЗв/ч до 10 мЗв/час. В большинстве случаев интересующие мощности эквивалента дозы находятся в пределах диапазона приблизительно от 1 мкЗв/ч до 10мЗв/ч.

П4.3.2. Минимальный действительный диапазон измерений мощности эквивалента дозы должен охватывать, как минимум, три порядка величины и включать в себя 10 мкЗв/ч для измеряемой величины Н*(10) и 0,1 мЗв/ч для измеряемой величины Н'(0,07).

П4.3.3. Изменение чувствительности, обусловленное энергией и углом падения излучения.

Требования для дозы (мощности) H'(0,07): Относительная чувствительность, обусловленная энергией от 10 кэВ до 250 кэВ и углом падения фотонного излучения от 0° до 45°, должна находиться в интервале от 0,71 до 1,67. Для углов падения излучения до изготовитель должен указывать относительную чувствительность для всех энергий излучения.

Требования для дозы (мощности) H*(10): Относительная чувствительность, обусловленная энергией от 20 кэВ до 150 кэВ или от 80кэВ до 1,5 МэВ и углом падения фотонного излучения от 0° до 45°, должна находиться в интервале от 0,71 до 1,67. Для углов падения излучения до изготовитель должен указывать относительную чувствительность для всех энергий излучения.

П4.3.4. Линейность и статистические флуктуации.

В стандартных условиях испытаний изменение относительной чувствительности к (мощности) дозе, обусловленное нелинейностью, не должно превышать диапазон от минус 15% до +22% по всему действительному диапазону измерений для выбранного эталонного рентгеновского, гамма-излучения или бета-излучения.

Коэффициенты вариации по (мощности) дозы должны быть в пределах: для Н = Но: 15%; для Но < H < 11Ho: (16 - Н / Но)%; для Н > 11Но: 5%, где Но - нижняя граница диапазона измерения (мощности) дозы.

П4.3.5. Время отклика.

При воздействии на дозиметр мощности эквивалента дозы ступенчатого или медленного приращения или понижения менее чем через 10 с после воздействия конечной мощности эквивалента дозы показание измерителя должно достичь: Gi + 0,9 (Gf - Gi), где Gi - начальное показание и Gf - конечное показание. Период времени 10 с применяется для значений Gf, составляющих более 1 мкЗв/ч, но менее чем 10 мЗв/ч. Для Gf выше этого значения время должно составлять 2 с или менее. Кроме того, через 60 с показание должно достигать для всех значений Gf.

П4.3.6. Отклик к импульсным полям ионизирующего излучения.

Испытания на чувствительность дозиметра (мощности) эквивалента дозы к полям импульсного излучения не являются обязательными_

П4.3.7. Показатели, которые могут быть использованы для классификации дозиметров для целей официального утверждения

Основная категория	Символ	Минимально требуемый диапазон использования	Дополнительные расширения			для диапазона дозы
			для диапазона энергии	для диапазона углов	для диапазона мощности дозы
Н*(10) гамма	Г	энергия: 80 кэВ - 1,5 МэВ угол: -45° - +45° мощность дозы: 3 порядка величины, включая 10 мкЗв/ч доза (если это предусмотрено): 3 порядка величины, включая 0,1 мЗв	m (mid): нижняя гр-ца 60 кэВ l (low): нижняя гр-ца 20 кэВ h (high): вкл. 6 МэВ	w (wide): -90° - +90°	а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв/ч	а (аварийный): верхняя гр-ца 2 Зв f: нижняя гр-ца 10 мкЗв
Н*(10) рент.	Х	энергия: 20 кэВ - 150 кэВ угол: -45° - +45° мощность дозы: 3 порядка величины, включая 10 мкЗв/ч доза (если это предусмотрено): 3 порядка величины, включая 0,1 мЗв	l (low): нижняя гр-ца 10 кэВ h (high): вкл. 300 кэВ	w (wide): -90° - +90°	а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв/ч	а (аварийный): верхняя гр-ца 2 Зв f: нижняя гр-ца 10 мкЗв
Н'(0,07) рент., гамма	S (кожа)	энергия: 20 кэВ - 150 кэВ мощность дозы: 3 порядка величины, включая 10 мкЗв/ч доза (если это предусмотрено): 3 порядка величины, включая 0,1 мЗв	h (high): вкл. 300 кэВ u: (ultra): вкл. 1,3 МэВ		а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв/ч	а (аварийный): верхняя гр-ца 2 Зв f: нижняя гр-ца 10 мкЗв
Н'(0,07) бета	В	средняя энергия (Еср): 200 кэВ - 800 кэВ мощность дозы: 3 порядка величины, включая 0,1 мЗв/ч доза (если это предусмотрено): 3 порядка величины, включая 0,1 мЗв	l (low): нижняя гр-ца 60 кэВ (Еср)		а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв/ч	а (аварийный): верхняя гр-ца 2 Зв f: нижняя гр-ца 10 мкЗв
Например, гамма-дозиметр для атомной станции для измерений в аварийных условиях может быть классифицирован как Gha_.

П.4.4. Требования к дозиметрам нейтронного излучения в соответствии со Стандартом МЭК 61005, ред. 3, 2014-07

П4.4.1 Требования к испытаниям.

Эталонное излучение: , , или D(d,n) , T(d,n) , T(p,n) и нейтронные генераторы.

П4.4.2. Действительный диапазон измерения начиная от мощности Но или от Но должен быть не меньше чем:

- для приборов с цифровой индикацией, начиная от второй значащей индицируемой цифры до максимально возможной индикации в каждом диапазоне...

П4.4.3. Минимальный действительный диапазон измерения мощности эквивалента дозы Н*(10) должен покрывать по крайней мере четыре порядка величины и включать 10 мкЗв/ч.

В минимальном диапазоне измерений мощности дозы: 5 мкЗв/ч - 1 Зв/ч: относительный отклик -

Примечание. Данное изменение отклика рассматривается как дополнительное к неопределенности условно истинного значения .

В диапазоне энергии от тепловых энергий до 50 кэВ: относительный отклик должен быть в диапазоне 0,2-8,0;

В диапазоне от 50 кэВ до 10 МэВ: 0,5-2,0; для энергий выше 10 МэВ: должен быть (рекомендуется) 0,2-2,0.

В диапазоне углов падения излучения от 0 до 90°: относительный отклик ;

от до должен заявляться производителем.

Время отклика до достижения показаний 90% от нового значения при резком изменении мощности дозы:

менее 30 с для мощности Н*(10) менее 0,1 мЗв/ч;

10 с для мощности Н*(10) между 0,1 мЗв/ч и 1,0 мЗв/ч;

4 с для мощности Н*(10) более 1,0 мЗв/ч.

П4.5. Требования к индивидуальным электронным дозиметрам в соответствии со Стандартом МЭК 61526, ред. 3, 2010-07

П4.5.1 Размеры дозиметров не должны превышать 15х3х8 см, объем 300 , а их масса (гамма-нейтронные) не должна превышать 350 г.

П4.5.2. Действительный диапазон измерений дозиметров должен охватывать, как минимум, диапазон от 100 мкЗв до 1 Зв для величины измерения Hp(10), и от 1 мЗв до 10 Зв для величины измерения Hp(0,07), а для большинства приложений измеряемые мощности эквивалента дозы должны находиться в диапазоне от 1 до 1 .

П4.5.3. Требования к характеристикам излучения и испытания

Расширенная (k = 2) относительная неопределенность условно истинного значения эквивалента дозы или мощности должна быть менее 10% = 0,1 и должна быть учтена.

П.4.5.4 Дозиметры должны иметь минимальные диапазоны измерения: для Нр(0,07) гамма-, рентгеновского и бета-излучений:

для дозы: от 1 мЗв до 10 Зв и

для мощности дозы: от 5 мкЗв/ч до 1 Зв/ч;

для Нр(10) гамма-излучения:

для дозы: 100 мкЗв до 1 Зв и

для мощности дозы: от 0,5 мкЗв/ч до 1 Зв/ч

для Нр(10) нейтронного излучения:

для дозы: от 100 мкЗв до 1 Зв и

для мощности дозы: от 5 мкЗв/ч до 1 Зв/ч

П4.5.5. Требования к нелинейности и статистическим флуктуациям

а) В стандартных условиях испытаний изменение относительной чувствительности, обусловленное нелинейностью, должно лежать от минус 17% до +25% по всему действительному диапазону измерений для выбранного эталонного рентгеновского, гамма-излучения или бета-излучения.

б) Статистические флуктуации показаний, измеряемые как коэффициент вариации, должны удовлетворять требованиям: коэффициенты вариации по эквиваленту дозы Нр(0,07), Нр(10) должны быть в пределах: для Но < H < 11Ho: (16-Н/Но)%; для Н > 11Но: 5%, где Но - нижняя граница диапазона измерения доз.

П4.5.6. Изменение чувствительности, обусловленное энергией и углом падения излучения.

Относительная чувствительность измерения Hp(10), Hp(0,07) и их мощностей, обусловленная энергией и углом падения фотонного, нейтронного и бета-излучения, должна находиться в интервале от 0,71 до 1,67 для разных энергии и углов падения излучения от 0° до 60°.

П4.5.7. Время отклика показания эквивалента дозы и аварийной сигнализации

При воздействии на дозиметр ступенчатого повышения мощности эквивалента дозы индикатор должен показывать значение с погрешностью менее чем (от минус 17 до плюс 25)% верхнего значения мощности эквивалента дозы в течение 10 с после воздействия на дозиметр конечной мощности эквивалента дозы. В случае ступенчатого повышения аварийная сигнализация, при установке на значение, составляющее половину от верхнего значения мощности эквивалента дозы, должна срабатывать в течение 2 с. В качестве альтернативы, любая задержка срабатывания не должна приводить к получению дозы свыше 10 мкЗв для мощности Нр(10) рентгеновского и гамма-излучения, свыше 100 мкЗв для мощности Нр(0,07) рентгеновского, гамма- и бета-излучения и свыше 500 мкЗв для мощности Нр(10) нейтронного излучения.

П4.5.8. Категории использования индивидуальных электронных дозиметров

Категория	Обозначение	Минимальный требуемый диапазон использования	Варианты расширений
			для влияющей величины энергии	для диапазона дозы	для влияющей величины мощности дозы
гамма-излучение	G	от 80 кэВ до 1,5 МэВ* от 100 мкЗв до 10 Зв** от 0,5 мкЗв/ч до 1 Зв/ч***	m (ср.): нижний предел 60 кэВ l (низк.): нижний предел 20 кэВ h (выс.): вкл. 6 МэВ	f: нижний предел 10 мкЗв	a (aварийный): верхний предел 10
рентгеновское излучение	X	от 20 кэВ до 150 кэВ* от 100 мкЗв до 10 Зв** от 0,5 мкЗв/ч до 1 Зв/ч***	l (низк.): нижний предел 10 кэВ h (выс.): вкл. 300 кэВ	f: нижний предел 10 мкЗв	a (aварийный): верхний предел 10
нейтронное излучение	N	от 0,025 эВ до 5 МэВ* от 100 мкЗв до 1 Зв** от 5 мкЗв/ч до 1 Зв/ч***	-	f: нижний предел 10 мкЗв	a (aварийный): верхний предел 10
рентгеновское, гамма-излучение	S (кожа)	от 20 кэВ до 150 кэВ* от 1 мЗв до 10 Зв** от 5 мкЗв/ч до 1 Зв/ч***	l: нижний предел 15 кэВ n: нижний предел 10 кэВ	g: нижний предел 100 мкЗв	a (aварийный): верхний предел 10
бета-излучение	В	от 200 кэВ до 800 кэВ * от 1 мЗв до 10 Зв**	l: нижний предел 60 кэВ (Eср.)	g: нижний предел 100 мкЗв	a (aварийный): верхний предел 10
* Минимальный диапазон энергии ** Минимальный действительный диапазон измерения дозы *** Минимальный диапазон измерения мощности дозы

П4.6. Требования к термолюминесцентным дозиметрическим системам для индивидуальной дозиметрии и дозиметрии окружающей среды в соответствии со Стандартом МЭК 61066, 2006-06, ред. 2

П.4.6.1. Радиационный фон при испытаниях

Образцовые условия: мощность Н*(10) не более 0,1 мкЗв/ч;

Стандартные условия испытаний: Н*(10) не более 0,25 мкЗв/ч

П4.6.2. Неопределенность условно истинного значения

Относительная расширенная неопределенность условно истинного значения эквивалента дозы должна быть меньше 7%...

П.4.6.3. Учет естественного фона при испытаниях

Для измерений малых доз фотонного и бета-излучения необходимо принимать во внимание естественный фон. Для этого нужно взять значимое количество дозиметров (минимум 10) как фоновые, которые рассматриваются так же, как испытываемые дозиметры, но не облучаются.

Среднее значение показаний этих дозиметров должно вычитаться из показаний испытываемых.

П.4.6.4 Нелинейность чувствительности для дозы Нр(10), Нр(0,07) в диапазоне Зв: изменение относительной чувствительности из-за нелинейности должно быть в пределах от -9% до +11%.

П4.6.4. Требования к изменению относительного отклика для ТЛД, обусловленного средней энергией и углом падения тех же излучений и статистическими флуктуациями

а) В стандартных условиях испытаний изменение относительного отклика должно лежать в пределах от минус 17% до плюс 25%.

б) Статистические флуктуации: показания, измеряемые как коэффициент вариации, должны удовлетворять требованиям (Нр(10), Нр(0,07)):

для H < 0,1 мЗв: 15%; для мЗв: (16-Н/0,1 мЗв)%; для мЗв: 5%.

П4.6.5. Параметры дозиметрической системы

В зависимости от измеряемого эквивалента дозы пределы диапазона измерения должны иметь минимальные диапазоны:

Нр(10), Н*(10) Зв

Нр(0,07)* Зв

П4.6.6. Изменение чувствительности, обусловленное энергией и углом падения излучения

Относительная чувствительность измерения, обусловленная энергией и углом падения фотонного и бета-излучения, должна находиться в интервале от -29% до +67%:

Hp(10): для энергии 80 кэВ - 1,25 МэВ и углов от 0° до от эталонного направления

Hp(0,07): для энергии 30 кэВ - 250 кэВ и углов от 0° до от эталонного направления

П4.7. Требования к пассивным интегрирующим дозиметрическим системам от фотонного и бета-излучения для индивидуальной дозиметрии и дозиметрии окружающей среды в соответствии со Стандартом МЭК 62387, ред. 1, 2012-04

П4.8. Категории использования пассивных дозиметров

Основная категория	Символ	Минимально требуемый диапазон использования*	Дополнительные расширения
			для диапазона энергии	для нижней границы диапазона измерения	для верхней границы диапазона измерения
Нр(10) фотоны	Г (гамма)	80 кэВ - 1,25 МэВ* 0,1 мЗв - 1 Зв**	m (mid): нижняя 60 кэВ l (low): нижняя 20 кэВ h (high): вкл. 7 МэВ	f: нижняя гр-ца 0,01 мЗв	а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв
Н*(10) фотоны	Е (окр. среда)	80 кэВ - 1,25 МэВ* 0,1 мЗв - 1 Зв**	m (mid): нижняя 60 кэВ l (low): нижняя 20 кэВ h (high): вкл. 7 МэВ	f: нижняя гр-ца 0,01 мЗв	а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв
Нр(0,07) фотоны	S (кожа)	30 кэВ - 250 кэВ 1 мЗв - 10 Зв**	l (low): нижняя 20 кэВ n: нижняя 15 кэВ	g: нижняя гр-ца 0,1 мЗв	а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв
Нр(0,07) бета	B (бета)	200 кэВ - 800 кэВ (Еср)* 1 мЗв - 10 Зв**	l (low): нижняя 60 кэВ (Еср)*	g: нижняя гр-ца 0,1 мЗв	а (аварийный): верхняя гр-ца 10 Зв
* - минимальный диапазон энергии ** - минимальный действительный диапазон измерений

______________________________

* Примечание В РФ значение нижней границы диапазона измерения дозы равно 2,0 мЗв.