1 РАЗРАБОТАН Государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" и Техническим комитетом ТК 206 "Эталоны и поверочные схемы"

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации метрологии и сертификации (протокол N 18 от 18 октября 2000 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 22 мая 2001 г. N 212-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8.087-2000 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2002 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 8.087-81

Настоящий стандарт распространяется на эталонные дозиметрические установки, предназначенные для поверки средств измерений экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы (далее - МЭД); кермы в воздухе и мощности кермы в воздухе; поглощенной дозы в воздухе и мощности поглощенной дозы в воздухе (МПД); направленной и амбиентной эквивалентных доз, мощности направленной и амбиентной эквивалентных доз рентгеновского и гамма-излучений с энергией от 5 до 3000 кэВ, и устанавливает методику их первичной и периодической поверок по мощности экспозиционной дозы и по мощности кермы в воздухе.

Межповерочный интервал на эталонную дозиметрическую установку устанавливают при ее испытаниях с целью утверждения типа установки и внесения ее в государственный реестр средств измерений.

Основные требования к эталонным дозиметрическим установкам (далее - установкам), подлежащим поверке в соответствии с настоящим стандартом, приведены в приложении А. Перечень типовых эталонных дозиметрических установок приведен в приложении Б.

Коэффициенты перехода от экспозиционной дозы к керме в воздухе приведены в приложении В.

Перечень эталонных средств измерений для поверки эталонных дозиметрических установок приведен в приложении Г.

Коэффициенты перехода от мощности экспозиционной дозы и кермы в воздухе к другим величинам приведены в приложении Д.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.034-82 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 8.381-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Эталоны. Способы выражения погрешностей

ГОСТ 112-78 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 859-78 Медь. Марки

ГОСТ 11069-74 Алюминий первичный. Марки

ГОСТ 25935-83 Приборы дозиметрические. Методы измерения основных параметров

3.1 В настоящем стандарте применяют следующий термин с соответствующим определением:

рабочая точка: Фиксированная точка на градуировочной линейке эталонной установки или в рабочем объеме установки с диффузным полем.

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие сокращения и обозначения:

ЭД - экспозиционная доза X;

МЭД - мощность экспозиционной дозы ;

ПД - поглощенная доза в воздухе D;

МПД - мощность поглощенной дозы в воздухе (в условиях электронного равновесия) ;

K_a - керма в воздухе;

- мощность кермы в воздухе;

- мощность амбиентной эквивалентной дозы;

- мощность направленной эквивалентной дозы.

4.1 При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции и применены средства поверки с метрологическими характеристиками, указанными в таблице 1.

Линейка металлическая длиной 1 м с ценой деления 1 мм - по ГОСТ 427.

Секундомер [1].

Барометр-анероид М 67 [2].

Термометр по ГОСТ 112.

Психрометр МБ-4м [3].

4.3 Допускается применение других средств поверки, прошедших поверку, по точности не хуже указанных в таблице 1.

5.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

Примечание - При применении свободно-воздушных и полостных камер результаты измерений должны быть приведены к нормальным условиям по формуле

где N_н - результат измерений величины, приведенный к нормальным условиям (температура t = 20 °C, давление P = 101,3 кПа);

N - значение величины, измеренной при температуре воздуха t °C и атмосферном давлении P.

5.2 При использовании установок с направленным пучком фотонного излучения необходимо, чтобы расстояние от границ рабочего пучка излучения, а также от конца линейки до окружающих предметов (стен, пола, потолка) было не менее 1,5 м.

6.1 Поверку установок осуществляет лицо, аттестованное в качестве поверителя. Техническое обслуживание и обеспечение работоспособности поверяемой установки выполняет штатный сотрудник.

6.2 Для проведения поверки поверителю необходимо ознакомиться с техническим описанием на установку и рекомендациями по выполнению измерений основных параметров поля излучения.

7.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, соответствующие:

- положениям "Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками радиоактивных излучений (ОСП-72/87)" [4];

- "Нормам радиационной безопасности (НРБ-99)" [5];

- "Правилам безопасности при транспортировании радиоактивных веществ (ПБТРВ-73)" [6];

- "Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей";

- инструкциям по технике безопасности при работе на радиационной установке.

7.2 Персонал, постоянно работающий или временно привлекаемый к поверке установок, должен:

- изучить требования по технике безопасности;

- знать настоящий стандарт и инструкции по работе с применяемыми средствами поверки;

- быть допущен к работе с источниками ионизирующих излучений по категории "A" в установленном порядке;

- подвергаться медицинскому освидетельствованию с периодичностью не реже одного раза в год.

7.3 Зона рабочего пучка излучения установки должна быть блокирована и ограждена знаками радиационной опасности так, чтобы мощность эквивалентной дозы на рабочем месте поверителя не превышала 10 мкЗв/ч. По радиационной безопасности установки должны соответствовать требованиям ОСП-72/87 [4] и удовлетворять нормам НРБ-99 [5] или другим нормам радиационной безопасности, действующим в государствах - участниках Соглашения.

7.4 Выполнение требований и условий проведения поверки установки контролирует служба радиационной безопасности. Результаты контроля фиксируют в специальном журнале.

8.1.1 При проведении внешнего осмотра должно быть установлено:

- соответствие комплектности поверяемой установки требованиям технической документации в объеме, необходимом для поверки;

- соответствие поверяемой установки требованиям, указанным в приложении А;

- наличие санитарного паспорта на право работы с источниками ионизирующего излучения, выданного службой Государственного санитарно-эпидемиологического надзора;

- наличие эксплуатационной документации на установку (формуляра или паспорта, технического описания), а также свидетельства о первичной или предыдущей поверке установки;

- наличие источников излучения с действующими сроками службы;

- отсутствие в поле излучения установки посторонних предметов, которые могут влиять на результаты измерений.

8.2.1 При опробовании дозиметрической установки проверяют:

- исправность органов управления установкой;

- возможность расположения детектора в поле излучения, его фиксации и перемещения вдоль поля излучения;

- возможность перемещения и фиксации фильтров и заслонки перекрытия пучка излучения;

- работоспособность контрольных дозиметрических приборов.

8.3.1 Определение геометрических размеров равномерного поля излучения

8.3.1.1 Геометрические размеры равномерного поля по МЭД излучения (мощности кермы в воздухе) для дозиметрических установок с направленным коллимированным пучком излучения и градуировочной линейкой в месте расположения детектора измеряют с помощью рабочего эталона нулевого разряда (рабочего эталона) или эталонного (образцового) дозиметрического прибора.

Размер детектора или диаметр входного отверстия свободно-воздушной ионизационной камеры, при помощи которых определяют равномерность поля, должен быть не более 1/3 минимального линейного размера сечения пучка.

8.3.1.2 Порядок проведения измерений

В поле коллимированного пучка излучения на некотором расстоянии от источника в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения пучка, помещают детектор эталона или эталонного (образцового) дозиметрического прибора и измеряют МЭД по двум взаимно перпендикулярным осям в плоскости сечения пучка не менее чем в семи равномерно распределенных точках. В каждой точке i выполняют не менее пяти измерений, определяют их среднеарифметические значения и отклонения в процентах от среднеарифметического значения МЭД в геометрическом центре поля:

Поле излучения считается равномерным в области, где отклонения не выходят за пределы +/- 3% - для эталонных дозиметрических установок 1-го разряда (далее - установок 1-го разряда), +/- 6% - для эталонных дозиметрических установок 2-го разряда (далее - установок 2-го разряда) и +/- 9% - для эталонных дозиметрических установок 3-го разряда (далее - установок 3-го разряда). Если это условие для крайних выбранных точек не выполняется, следует проверять его для точек, расположенных ближе к центру пучка установки, до тех пор, пока не будут найдены точки, лежащие на границе зоны равномерного поля.

Равномерность диффузного поля по МЭД определяют в точках, равномерно расположенных в облучаемом объеме.

Примечание - На эталонные установки, реализующие метод подобия и эквивалентного поля, а также установки без типового узла коллимации требования к равномерности поля не распространяются.

8.3.2 Определение экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы

8.3.2.1 Для установок 1-го разряда определение значений ЭД и МЭД в поле фотонного излучения проводят в соответствии с ГОСТ 8.034 сличением с эталонными дозиметрическими установками 0 разряда при помощи компаратора. В качестве компаратора используют свободно-воздушные и полостные ионизационные камеры эталона.

При сличении установок ионизационную камеру помещают в точки поля, равномерно распределенные вдоль градуировочной линейки эталона (не менее пяти точек) и регистрируют показания компаратора не менее десяти раз в каждой точке. Определяют среднеарифметические значения в каждой точке. Затем эту же ионизационную камеру помещают в аналогичные по расстоянию точки градуировочной линейки поверяемой установки, регистрируют показания компаратора (не менее десяти значений в каждой точке) и определяют среднеарифметические значения . Среднее отношение M показаний компаратора вычисляют по формулам:

где n - число точек, в которых регистрируют показания компаратора.

Значения МЭД , создаваемые эталоном, берут из свидетельства с учетом поправки на распад нуклида. По полученному экспериментально значению M определяют значения МЭД в выбранных точках поверяемой дозиметрической установки 1-го разряда.

Для установок с диффузным полем определение МЭД проводят таким же способом, но в точках поля, равномерно расположенных в объеме, где должен размещаться детектор поверяемого дозиметрического прибора.

8.3.2.2 Для установок 2-го разряда определение МЭД фотонного излучения коллимированного или неколлимированного пучка, а также диффузного поля проводят методом прямых измерений при помощи эталонного (образцового) дозиметрического прибора 1-го разряда или сличением при помощи компаратора с установкой 1-го разряда аналогичного типа.

Для определения МЭД установки 2-го разряда можно использовать групповой компаратор, состоящий, в соответствии с ГОСТ 25935, из группы однотипных рабочих дозиметрических приборов. Число приборов определяют погрешностью поверяемой установки и, как правило, оно равно от 3 до 12. Сначала приборы, входящие в состав группового компаратора, поверяют на установках 1-го разряда. Затем каждый прибор помещают в рабочую точку поля поверяемой дозиметрической установки. Снимают одно показание с каждого прибора X_i.

Среднеарифметическое значение показаний всех приборов принимают за действительное значение МЭД в данной точке поля фотонного излучения поверяемой дозиметрической установки. Измерения МЭД повторяют для всех рабочих точек установки.

8.3.2.3 При поверке установок 3-го разряда определение МЭД фотонного излучения проводят в соответствии с ГОСТ 8.034 методом прямых измерений с помощью эталонного (образцового) дозиметрического прибора 2-го разряда или методом сличения при помощи компаратора с установками 2-го разряда.

Определяют также кратность ослабления фильтров для установок, основанных на использовании метода подобия, с фильтрами различной кратности ослабления излучения.

Определение МЭД установок 3-го разряда, основанных на использовании метода эквивалентного поля с применением набора бета-источников с заданным соотношением активности, осуществляют методом сличения при помощи компаратора с установками 2-го разряда с типовым коллиматором. В качестве компаратора используют эталонный (образцовый) дозиметрический прибор 2-го разряда или групповой компаратор.

8.3.3 Определение интервала рабочих расстояний

При определении интервала рабочих расстояний, на которые можно помещать детектор поверяемого дозиметрического прибора, для установок 1, 2 и 3-го разрядов, имеющих коллимированный (неколлимированный) пучок фотонного излучения и градуировочную линейку, проверяют соблюдение закона квадратов расстояний.

Проверку соблюдения закона квадратов расстояний проводят методом прямых измерений при помощи эталонной дозиметрической установки 0 разряда - для установок 1-го разряда или эталонного (образцового) дозиметрического прибора 1-го разряда - для дозиметрических установок 2-го разряда. Для этого детектор помещают в поле таким образом, чтобы продольная ось пучка излучения проходила через центр детектора. При этом максимальные линейные размеры детектора должны быть не более 1/2 минимального линейного размера поперечного сечения пучка. МЭД измеряют в пяти-шести точках, равномерно распределенных вдоль градуировочной линейки. В каждой точке проводят не менее пяти измерений и определяют их среднеарифметическое значение. Произведение среднеарифметического значения МЭД в i-й рабочей точке на квадрат соответствующего расстояния от центра активной части источника излучения до эффективного центра детектора R_i должно быть постоянным с учетом ослабления излучения в воздухе и рассчитываться по формуле

где - линейный коэффициент ослабления излучения в воздухе, м^-1 (см. приложение В, таблица В.3).

Разброс значений C_i, полученных в крайних точках градуировочной линейки, не должен превышать 2,5% для установок 1-го разряда и 4% - для установок 2-го разряда.

Интервал градуировочной линейки установки, в котором выполняется закон квадратов расстояний, является интервалом рабочих расстояний установки.

8.3.4 Определение мощности кермы в воздухе, мощности поглощенной дозы в воздухе, мощности направленной эквивалентной дозы и мощности амбиентной эквивалентной дозы

Мощность кермы в воздухе , МПД в воздухе (при условии электронного равновесия), Гр/с, в рабочих точках поверяемой дозиметрической установки [при средней энергии ионообразования в сухом воздухе, равной (33,97 +/- 0,06) Дж/Кл] вычисляют по результатам измерений МЭД по формулам:

где - МЭД в рабочих точках поверяемой установки, Р/с;

g - безразмерный коэффициент, учитывающий долю энергии вторичных электронов, идущей на тормозное излучение в воздухе (для Co-60 g = 0,0032, для Cs-137 g = 0,0015) (см. приложение В);

- множитель, учитывающий нарушение электронного равновесия (для эталонных камер типа 70110, дозиметров типов 27012, M2300, M30001 и дозиметра UNIDOS для Co-60).

Для установок, поверяемых по МЭД, переход к мощности амбиентной эквивалентной дозы и к мощности направленной эквивалентной дозы осуществляют по формулам:

где f (10) и f (0,07) - коэффициенты перехода от ЭД к эквивалентной дозе, значения которых приведены в приложении Д.

8.4.1 Основную относительную погрешность эталонных дозиметрических установок при доверительной вероятности 0,95 в каждой рабочей точке вычисляют по формуле

где k - коэффициент, зависящий от случайной и неисключенной систематической погрешностей и доверительной вероятности 0,95, определяемой по ГОСТ 8.207 и ГОСТ 8.381;

- основная погрешность эталонного средства измерений, с помощью которого проводится поверка (берут из свидетельства на дозиметрический прибор), %;

- погрешность определения расстояния от источника до центра детектора дозиметрического прибора, %;

- погрешность коэффициентов перехода от единиц ЭД к единицам кермы в воздухе, поглощенной и эквивалентной доз, %;

- погрешность метода передачи размера единицы (составляет 0,8% по ГОСТ 8.034), %;

S - оценка среднеквадратического отклонения результата измерения мощности дозы (по ГОСТ 8.207), %.

За основную относительную погрешность эталонной дозиметрической установки принимают наибольшее из значений .

Это значение не должно превышать пределов, указанных для дозиметрической установки соответствующего разряда в действующей поверочной схеме.

9.1 Результаты измерений, выполняемых при поверке, заносят в протокол поверки эталонной дозиметрической установки, форма которого приведена в приложении Е.

9.2 Положительные результаты поверки оформляют выдачей свидетельства о поверке [7], на оборотной стороне которого указывают метод измерений, используемый при поверке, средства поверки, значения величины в рабочих точках эталонной установки и основную доверительную относительную погрешность.

9.3 Установки, не удовлетворяющие требованиям настоящего стандарта, к выпуску и применению не допускаются, на них выдают извещение о непригодности с указанием причин; свидетельство о поверке аннулируют.

А.1.1 Эталонные дозиметрические установки, предназначенные для поверки дозиметрической аппаратуры в диапазоне энергий фотонов от 5 до 3000 кэВ, с направленным пучком излучения, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- иметь градуировочную линейку с ценой деления 1 мм;

- иметь систему для дистанционного наблюдения за шкалами приборов и юстировочную систему для установки детектора поверяемого прибора в пучке излучения;

- иметь передвижной либо стационарный (при движущемся источнике) стол со штативом для установления и крепления детекторов в пучке излучения;

- продольная ось пучка излучения должна быть параллельна оси градуировочной линейки, отклонение от параллельности не должно превышать 5 мм на 1 м;

- фиксация блока детектирования в поле излучения или фиксация источника излучения должна осуществляться с погрешностью не более 0,2% расстояния между источником излучения и детектором;

- установки гамма-излучения могут комплектоваться радионуклидными источниками из цезия-137, кобальта-60, америция-241, радия-226.

А.1.2 Эталонные дозиметрические установки с коллимированным пучком излучения должны удовлетворять требованиям, изложенным в А.1.1 настоящего приложения, а также иметь типовой узел коллимации со следующими параметрами:

- канал коллиматора должен иметь цилиндрическую форму;

- длина коллиматора от центра источника должна быть не менее 150 мм по направлению входа излучения;

- отношение диаметра канала коллиматора к длине канала должно составлять: 0,2; 0,4; 0,6. Отклонение от указанных соотношений длины канала и его диаметра не должно быть более 10%.

А.1.3 Эталонные дозиметрические установки, использующие метод поверки с применением фильтров с известной кратностью ослабления излучения, реализующие метод подобия или метод эквивалентного поля, в соответствии с ГОСТ 25935 должны иметь набор фильтров либо набор источников гамма- или бета-излучения с известным соотношением величин (мощностей доз, активности). В этих установках должна быть обеспечена воспроизводимость геометрических условий размещения блоков детектирования. Установки должны быть снабжены компаратором.

А.1.4 Эталонные дозиметрические установки рекомендуется снабжать эталонным дозиметрическим прибором.

А.1.5 Эталонные дозиметрические установки 1-го разряда, предназначенные для поверки и градуировки дозиметрической аппаратуры в поле рентгеновского излучения в диапазоне энергий фотонов от 5 до 400 кэВ, должны удовлетворять следующим требованиям:

- иметь свободно-воздушную ионизационную камеру с электроизмерительным устройством или эталонный дозиметрический прибор 1-го разряда;

- иметь устройство для смены фильтров и заслонку для перекрытия пучка излучения;

- иметь камеру-свидетель для контроля за постоянством режима излучения;

- остальные требования должны соответствовать А.1.1 настоящего приложения, за исключением источников гамма-излучения.

А.1.5.1 Рекомендуемые режимы работы установок рентгеновского излучения в соответствии с [8] представлены в таблицах А.1 - А.4, а коэффициенты перехода от кермы в воздухе к эквивалентной дозе - в таблицах А.7 - А.10 [8], [9].

В обоснованных случаях могут применяться и другие режимы работы установок рентгеновского излучения. Эти режимы для установок в диапазоне энергий фотонов от 5 до 50 кэВ представлены в таблице А.5, в диапазоне от 60 до 250 кэВ - в таблице А.6.

Погрешность коэффициентов для фотонного излучения с энергией от 5 кэВ до 3 МэВ не превышает +/- 2%.

[1] ТУ 25-1819.0021-90 Секундомер

[2] ТУ 25 04-1797-75 Барометр-анероид

[3] ТУ-182.844-54 Психрометр аспирационный

[4] Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)

[5] Нормы радиационной безопасности, НРБ-99

[6] Правила безопасности при транспортировании радиоактивных веществ, ПБТРВ-73

[7] ПР 50.2.006-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений

[8] ИСО 4037-1 (1996) <1> Эталонное рентгеновское и гамма-излучение для калибровки дозиметров и измерителей мощности дозы и определения их чувствительности в зависимости от энергии фотонов

[9] ИСО 4037-3 (1999) <1> Калибровка индивидуальных дозиметров и дозиметров окружающей среды и измерение их чувствительности в зависимости от энергии и угла падения излучения

--------------------------------

<1> Оригиналы международных стандартов находятся во ВНИИКИ Госстандарта России.

[10] J.H. Hubbell Int. J. Apll. Radiat. Isot. V. 33, p. 1269, 1982 <2>

--------------------------------

<2> Оригинал находится в ГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева".