Что такое минимальная детектируемая активность

Методические рекомендации по математической обработке и представлению результатов радиационного контроля (стр. 6 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6

где Ai – активность i— линии g-излучения с энергией Ei;

Si – площадь под пиком полного поглощения, соответствующей энергии Ei радионуклида;

t— время измерения спектра радионуклида, с;

εi –эффективность регистрации, отн. ед.;

m – масса (объем) пробы, кг (л).

Результаты расчета удельной массовой активности представляют в виде таблицы:

Энергия линии Ei, кэВ

Удельная активность, Бк/кг

Измерить спектр фона для определения минимальной детектируемой активности. Кроме площади под пиком полного поглощения в спектре фона необходимо учитывать фоновую составляющую спектра, обусловленную собственными шумами спектрометра. Результаты измерения и справочные данные по каждой гамма- линии сведены в таблицу 6.3:

Эффективность регистрации отн. ед.

где Si – суммарная площадь под соответствующим фотопиком в спектре фона;

t – время измерения, с;

ei – эффективность регистрации, отн. ед.;

hi – квантовый выход в отн. ед.

Результаты расчета минимальной детектируемой активности представлены в виде таблицы:

Полученный результат свидетельствует о том, что для пробы почвы, массой 1кг, минимальная детектируемая активность по торию-232 и радию-226 составляет 0,39 и 0,27 Бк/кг.

6.2 Пример оценки, учета и исключения погрешностей и неопределенностей при определении удельной активности пробы в радиометрическом измерении

Чувствительность радиометрического метода определяется минимальной активностью, которую можно достоверно измерить на конкретной установке. Нижний уровень активности , который может быть измерен на установке, при заданной скорости счета фона , времени измерения t и относительной среднеквадратичной погрешности измерения , определяют выражением [16]:

, Бк/кг

где К – коэффициент перехода от скорости счета к активности.

При оценке точности результатов анализа необходимо учесть погрешности, возникающие в процессе радиометрии. Систематические погрешности складываются из относительной погрешности градуировки прибора , суммирующейся из паспортной погрешности определения активности эталона, погрешности измерения эталонного раствора.

Среднеквадратичную погрешность измерения определяют по формуле:

где — скорость счета препарата за вычетом фона, имп/мин;

— скорость счета препарата с фоном, имп/мин;

— время измерения препарата с фоном, мин;

— скорость счета фона, имп/мин;

— время измерения фона, мин.

Погрешность зависит от времени измерения и не должна превышать 30%. Общую погрешность, , анализа рассчитывают по формуле:

где – относительная погрешность определения химического выхода,

– относительная погрешность градуировки прибора,

– среднеквадратичная погрешность измерения.

Суммарную бета-активность проб определяют радиометрией зольных остатков. Для этого отвешивают на аналитических весах 200-300 мг золы, наносят на стандартные алюминиевые подложки, смачивают этиловым спиртом, равномерно распределяют и сушат под инфракрасной лампой. Затем измеряют на радиометре, например, УМФ-2000 в течение времени, необходимого для получения результата с заданной точностью.

Проведение измерений для определения активности счетного образца включает операции измерения скорости счета с пустой кюветой (фон) и со счетным образцом в кювете в фиксированном счетном положении барабана устройства подачи образцов.

6.3 Пример оценки погрешности, вычисление неопределенностей в измерении удельной активности пробы.

где А – удельная бета-активность исследуемой пробы, Бк/л, Бк/кг;

Коз – коэффициент озоления, равный массе золы в граммах, полученной при озолении 1 кг кормов, продуктов животноводства
;

n и nф –скорость счета пробы и фона, имп/мин;

m – масса навески, взятая для радиометрических исследований, кг;

Ксв – коэффициент перехода от имп/мин к активности, выраженной в Бк (коэффициент связи).

Производят измерение пробы и определяют скорость счета пробы. Например, при использовании радиометра УМФ-2000 получают значение скорости счета пробы n (имп./мин), равное 4380 при времени измерения t равное 30 мин.

Производят измерение фона и определяют скорость счета фона. Например, при использовании радиометра УМФ-2000 получают значение скорости счета пробы nфона (имп./мин), равное 1200 при времени измерения t равное 30 мин.

Значение коэффициента связи Ксв для используемой геометрии измерения установлено при градуировке радиометра по хлористому калию в условиях измерения, соответствующих условиям измерения пробы и равно 0,4.

Значение массы пробы m определено взвешиванием на рычажных весах и равно 0,20 кг.

Значение коэффициента озоления Коз определено из сравнения массы пробы до озоления и после и равно 0,031.

Результат измерения удельной активности получают по формуле:

Анализ источников погрешности результатов измерений.

По типу А определяют источники погрешности, имеющие случайный характер. В настоящем примере нет источников неопределенностей, имеющих случайный характер.

По типу В, границы неисключенной систематической погрешности при определении скорости счета определяют из соотношения скорости счета фона, скорости счета пробы, времени их измерения и составляют .

Границы неисключенной систематической погрешности скорости счета пробы в имп/мин, определяют из формулы:

Основную составляющую в систематическую погрешность эффективности регистрации вносит измерение эталонного источника, в данном примере, навески хлористого калия. Границы неисключенной систематической погрешности значения коэффициента связи, определенные при градуировке радиометра, равны: .

Тогда Бк×мин/имп.

Погрешность в определении времени измерения , ввиду ее малости по сравнению с другими составляющими, можно не учитывать.

3.9. Погрешность в определении массы пробы и коэффициента озоления составляет половину цены деления рычажных весов. В случае использования весов с диапазоном взвешивания от 10 г до 1,5 кг, половина цены деления составляет 0,1 г. Тогда кг и .

Вычисление характеристик погрешности результата измерений.

Предполагают о равномерном распределении неисключенных систематических составляющих погрешности результата измерений внутри их границ , , и . Тогда среднеквадратичное отклонение (СКО) суммарной неисключенной систематической составляющей погрешности результата измерений удельной активности пробы , Бк/кг, определяют по формуле:

где ,

,

,

— коэффициенты влияния, вычисленные по уравнению измерения.

Таким образом, получают:

= 25 Бк/кг

Тогда

Доверительные границы суммарной неисключенной систематической составляющей погрешности результата измерений удельной активности , при доверительной вероятности , оценивают по формуле:

= 47 Бк/кг.

Тогда .

Вычисление неопределенности измерений

По типу А, вычисляют стандартную неопределенность, обусловленную источниками неопределенности, имеющими случайный характер. В настоящем примере нет источников неопределенности, имеющих случайный характер.

По типу В, вычисляют стандартные неопределенности, обусловленные источниками неопределенности, имеющими систематический характер. Распределение значений величин внутри границ считают равномерным.

Границы систематического смещения при измерениях скорости счета пробы в имп/мин составляют 657. Тогда соответствующую стандартную неопределенность вычисляют по формуле:

,

Границы, внутри которых лежит значение коэффициента связи, определены при градуировке радиометра и равны 0,028 Бк×мин/имп. Тогда соответствующую стандартную неопределенность вычисляют по формуле:

,

.

Границы, внутри которых лежит значение массы пробы составляет кг. Тогда соответствующую стандартную неопределенность вычисляют по формуле:

кг,

.

Границы, внутри которых лежит значение коэффициента озоления пробы составляет кг. Тогда соответствующую стандартную неопределенность вычисляют по формуле:

кг,

.

Стандартная неопределенность времени измерения ввиду ее малости по сравнению с другими составляющими можно не учитывать.

Суммарную стандартную неопределенность , вычисленную по типу В, определяют по формуле:

= 30 Бк/кг

.

Представление результатов измерений.

Интервал значений, в котором с доверительной вероятностью находится «истинное» значение удельной активности пробы, оценивается как:

Бк/кг.

Рассмотренный пример получения оценок неопределенностей произведен с использованием схемы 1(4.8) [1.10].

В настоящих методических рекомендациях представлены в доступной форме для широкого круга работников служб радиационной безопасности способы математической обработки и представления результатов радиационного контроля. Обработка результатов измерения большинства контролируемых параметров, характеризующих радиационную обстановку на территориях и в производственных помещениях, представлена в примерах, которые базируются на использовании реальных инструментальных средств. Краткие теоретические основы оценивания погрешностей результатов измерений и вычисления неопределенностей представлены в обобщенной форме. Они предназначены и полезны для начального образования в области метрологии сотрудникам, недавно вступившим в должность в службе радиационной безопасности предприятия.

1. СанПиН 2.6.1.1292-03 «Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет природных источников ионизирующего излучения».

2. N 11-2/42-09 от 01.01.01 г. «Радиационный контроль питьевой воды». Методические рекомендации.

3. Richard B. Firestone, Virginia S. Shirley Table of isotopes, John Wiley & Sons, INC, 1996.

8. Г. Корн, Т. Корн “Справочник по математике”, изд. “Наука”, М., 1974, С-831.

Таблица 2.6 – Значения коэффициента t для случайной величины X, имеющей

распределение Стьюдента с (n – 1) степенями свободы

Источник

Что такое минимальная детектируемая активность

2.6.1. ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

ПРОВЕДЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ЭКСПЕДИЦИОННОГО РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА ДЛЯ ОЦЕНКИ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ

Дата введения 2010-09-01

1. Авторский коллектив:

Федеральное государственное учреждение науки «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В.Рамзаева» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН НИИРГ) (Г.Я.Брук, М.И.Балонов, А.Н.Барковский, В.Ю.Голиков, А.В.Громов, Т.В.Жеско, М.В.Кадука, О.С.Кравцова, И.Г.Травникова, Н.И.Шевелятова, В.Н.Шутов, В.А.Яковлев)

Федеральное государственное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Рязанской области» (ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Рязанской области») (В.В.Кучумов)

РАЗРАБОТАНЫ в рамках Федеральной целевой программы «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2010 года», Государственный контракт N 39-Д от 11.06.2010 г. «Оптимизация методик и проведение радиационного мониторинга доз облучения населения на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС»

2. РЕКОМЕНДОВАНЫ Государственной Комиссией по санитарно-эпидемиологическому нормированию при Федеральной службе по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

3. УТВЕРЖДЕНЫ Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г.Онищенко 9 августа 2010 г.

4. ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ 1 сентября 2010 г.

Обозначения и сокращения:

Индивидуальный дозиметрический контроль

Личное подсобное хозяйство

Минимальная детектируемая активность

Поселок городского типа

Средняя годовая эффективная доза

Счетчик (спектрометр) излучения человека

Дозиметр с термолюминесцентными детекторами

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

* Здесь и далее под дозами облучения следует понимать дозы, обусловленные радиоактивными выпадениями вследствие аварии на Чернобыльской АЭС. Под средней годовой эффективной дозой облучения понимается эффективная годовая доза, средняя у жителей данного НП или у критической группы населения.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009), СанПиН 2.6.1.2523-09.

Концепция радиационной, медицинской, социальной защиты и реабилитации населения Российской Федерации, подвергшегося аварийному облучению*. РНКРЗ, 1995.

Закон РФ от 18 июня 1992 г. N 3061-1 «О внесении изменений и дополнений в Закон РСФСР «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» (с изменениями от 24 декабря 1993 г., 24 ноября 1995 г., 11 декабря 1996 г., 16 ноября 1997 г., 17 апреля, 5 июля 1999 г.).

Публикации Международной Комиссии по радиологической защите NN 43, 60, 67, 74 и 82.

3. ВВЕДЕНИЕ

МР содержат рекомендации по проведению комплексных радиационно-гигиенических обследований НП, расположенных на территориях, радиоактивно загрязненных вследствие аварии на ЧАЭС. Проведение таких обследований позволяет решать следующие задачи:

— получение данных для выполнения уточненных оценок текущих доз внешнего и внутреннего облучения населения;

— прогнозирование долговременных тенденций изменения радиационной обстановки в результате естественных процессов, происходящих в окружающей среде, а также вследствие человеческой деятельности;

— получение данных для уточнения параметров радиологических моделей.

Радиационно-гигиеническое обследование обстановки на территории населенного пункта включает в себя:

— измерение мощностей доз гамма-излучения в локациях НП и его ареала;

— измерение удельной активности Cs и Sr в пищевых продуктах местного происхождения;

— измерение содержания Cs в организме жителей на установках СИЧ (счетчиках излучения человека);

— проведение индивидуальных анкетных опросов жителей о режимах их поведения и структуре рационов питания.

4. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

5. ПРОВЕДЕНИЕ ОБСЛЕДОВАНИЙ

5.1. Внешнее облучение

Для определения доз внешнего облучения при проведении радиационно-гигиенических обследований реперных НП используются два вида измерений:

измерение индивидуальных доз внешнего облучения (индивидуальный дозиметрический контроль) методом термолюминесцентной дозиметрии;

измерение мощностей доз гамма-излучения в локациях.

Необходимо особо подчеркнуть, что при проведении измерений на загрязненных территориях определяется доза (мощность дозы), обусловленная всеми источниками излучения, включая природные. Для оценки дозы (мощности дозы), создаваемой за счет гамма-излучения Cs, выпавшего в результате аварии на ЧАЭС (чернобыльский компонент облучения), необходимо дополнительно оценить и вычесть из результатов измерений величину дозы (мощности дозы), неизбежно создаваемую природными источниками.

Основной вклад в дозу (мощность дозы) внешнего облучения от природных источников дают следующие компоненты:

космическое излучение, зависящее от широты местности и высоты над уровнем моря;

излучение природных радионуклидов (ряды урана и тория, а также радионуклид К), содержащихся в земной коре;

излучение природных радионуклидов, содержащихся в строительных конструкциях зданий.

Оценка вклада природных источников в измеряемую величину мощности дозы гамма-излучения в различных локациях может осуществляться путем проведения в тех же точках гамма-спектрометрических измерений, которые позволяют выделить вклад гамма-излучения природных радионуклидов. При проведении индивидуального дозиметрического контроля населения сделать это невозможно, т.к. существующие индивидуальные дозиметры не позволяют оценить энергетический спектр гамма-излучения. В этом случае приходится из полученных индивидуальных доз вычитать среднее для данной территории значение вклада природных источников. Такой подход приводит к большим погрешностям оценки индивидуальных доз на слабозагрязненных территориях, где вклад природных источников значительно превышает вклад чернобыльского компонента излучения. Поэтому рекомендуется проводить индивидуальный дозиметрический контроль лишь в тех населенных пунктах, плотность радиоактивного загрязнения которых Cs составляет не менее 370-555 кБк/м (10-15 Ки/км ).

Индивидуальный дозиметрический контроль позволяет наиболее точно учесть все факторы, влияющие на формирование дозы внешнего облучения у жителей загрязненных территорий. Достаточно длительный период ношения дозиметров позволяет исключить влияние различий в режимах поведения людей в отдельные дни (выходные и рабочие дни, дождливые и солнечные дни и т.п.) на результаты измерений, что достаточно трудно достигнуть при использовании иных методов.

При проведении индивидуального дозиметрического контроля жителей загрязненных территорий возможны трудности, которые могут повлиять на достоверность и точность получаемых результатов:

— нарушение инструкции по ношению индивидуальных дозиметров, непостоянное ношение индивидуальных дозиметров;

— умышленное искажение жителями результатов измерений, посредством помещения дозиметров в места аномально высокой мощности дозы (например, под водостоки);

Источник