"МИ 1788-87. Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы дозиметрические для измерения экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы, поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы в воздухе фотонного излучения. Методика поверки"
(утв. НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" 15.10.1987)

Разработаны научно-производственным объединением НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева".

Исполнители: М.П. Кочина, канд. техн. наук (руководитель темы)

В.И. Фоминых, канд. техн. наук

Р.Ф. Кононова.

Подготовлены к утверждению сектором законодательной метрологии НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева".

Начальник сектора М.Н. Селиванов.

Ведущий инженер И.А. Евреинов.

Старший инженер Е.А. Соколова.

Утверждены НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" 15.10.1987.

Настоящие методические указания (МИ) распространяются на образцовые и рабочие дозиметрические приборы для измерения экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы фотонного излучения с энергией от 0,005 до 3 МэВ, поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы в воздухе фотонного излучения с энергией до 10 МэВ и устанавливают методику первичной поверки образцовых (выпускаемых по стандартам или ТУ на образцовые средства измерений) и рабочих средств измерений, а также методику периодической поверки образцовых и рабочих средств измерений.

Экспериментальное определение метрологических характеристик дозиметрических приборов при их метрологической аттестации и качестве образцовых средств измерений следует проводить по настоящей методике. Порядок проведения метрологической аттестации регламентирован МИ 1318-86.

Допускается поверять образцовые и рабочие средства измерений нормы и мощности нормы в воздухе, рабочие средства измерений поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы в тканеэквивалентном стандартном веществе и эквивалентной дозы фотонного излучения с энергией фотонов от 0,005 до 10 МэВ по настоящим методическим указаниям.

1.1. При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

1.2. При невыполнении одного из требований раздела 5 методических указаний поверка должна быть прекращена.

2.1. При проведении поверки должны быть применены средства, указанные в таблице.

Примечания: 1. 1 Р/с = 2,58.10^-4 А/кг; 1 Р = 2,58.10^-4 Кл/кг.

2. При проведении поверки в единицах поглощенной дозы или эквивалентной дозы фотонного излучения должны применяться поверочные дозиметрические установки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8.087-81, аттестованные в единицах поглощенной или эквивалентной дозы с использованием коэффициентов перехода от экспозиционной дозы к поглощенной дозе в воздухе или тканеэквивалентном веществе, либо эквивалентной дозе в соответствии с ГОСТ 25935-83, или аттестованные по методическим указаниям "ГСИ. Установки радиоизотопные. Методика метрологической аттестации по мощности поглощенной дозы".

3. Образцовые средства измерений в соответствии с ГОСТ 8.034-82.

2.2. Перечень рекомендованных средств поверки, которые могут быть аттестованы в качестве рабочих эталонов, образцовых средств измерений, и их технические характеристики приведены в Приложении 1.

2.3. Все средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке (метрологической аттестации).

2.4. Допускается применять другие средства поверки, удовлетворяющие по точности требованиям настоящих методических указаний.

3.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

Примечание. В технически обоснованных случаях (для негерметичных ионизационных камер) допускается проводить поверку в условиях, отличающихся от требований по ГОСТ 8.395-80, но результаты поверки должны быть приведены к нормальным условиям по формуле

где

N_и - результат измерения физической величины, приведенный к нормальным условиям;

N - значение физической величины, полученное при температуре воздуха t °C и атмосферном давлении H;

H - давление воздуха во время поверки, кПа.

Подготовка всех средств измерений к работе должна быть проведена в соответствии с их технической документацией (ТД).

3.2. При поверке фон ионизирующего излучения не должен превышать 0,01 значения измеряемой физической величины поверяемого до диапазона в месте нахождения блока детектирования или должен быть учтен при проведении поверки.

3.3. Поверку блоков детектирования дозиметрических приборов для контроля окружающей среды в единицах экспозиционной дозы, воздушной нормы, эквивалентной и поглощенной дозам проводят в воздухе при отсутствии фантома либо в фантоме с приведением результатов измерений к указанным условиям путем использования соответствующих переходных коэффициентов, приведенных в Приложениях 5, 6, 7.

4.1. Требования безопасности при подготовке и проведении поверки должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.1.019-79, ГОСТ 12.0.004-79, "Основным санитарным правилам работы с радиоактивными веществами и другими источниками излучений (ОСП-72/80)", "Нормам радиационной безопасности (НРБ-76)", "Правилам электробезопасности при эксплуатации испытательных станций и лабораторий предприятий и научно-исследовательских институтов", "Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", действующим инструкциям по мерам безопасности.

4.2. Процесс поверки должен быть отнесен к особо вредным условиям труда.

5.1. ... проведению поверки допускают лиц, аттестованных в качестве государственных или ведомственных поверителей в установленном порядке.

5.2. Внешний осмотр

5.2.1. При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие комплектности поверяемого дозиметрического прибора техническому описанию (ТО) в объеме, необходимом для поверки;

наличие свидетельства о предыдущей поверке (метрологической аттестации);

отсутствие на приборе, блоках детектирования загрязнений, механических повреждений, влияющих на их работу.

5.3. Опробование

5.3.1. При опробовании поверяемого прибора необходимо проверить в соответствии с ТД:

действ. органов управления;

работоспособность источников питания и осветительных систем;

возможность установки нуля при включении и выключении питания и при переключении поддиапазонов;

показание прибора при контроле его чувствительности от контрольного источника, если он входит в комплект поверяемого прибора, либо при наличии в приборе источника или источников нормированного электрического сигнала, показание от него.

5.4. Определение основной погрешности

5.4.1. Основную погрешность поверяемых средств измерений определяют одним из следующих методов:

методом прямых измерений экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы фотонного излучения рабочих эталонов - мер мощности экспозиционной дозы или дозиметрических установок; образцовых 1 или 2-го разрядов дозиметрических установок, образцовых 1 или 2-го разряда мер мощности экспозиционной дозы гамма-излучения или образцовых 3-го разряда передвижных дозиметрических установок;

методом сличения при помощи компаратора с образцовыми 1 или 2-го разряда дозиметрическими приборами;

методом сличения с использованием эквивалентного поля или подобия радиационных полей для рабочих дозиметрических приборов. Описание методов изложено в Приложении 2.

Примечание. Допускается для рабочих дозиметрических приборов применять метод подобия нормированных электрических сигналов или метод поэлементной поверки по согласованию с органами Госстандарта СССР.

5.4.2. При определении основной погрешности поверяемых приборов центр чувствительной области блока детектирования должен располагаться на центральной оси пучка фотонного излучения или в центре поля, если поле диффузное. Требования к сечению и размерам поля должны соответствовать ГОСТ 8.087-81, требования к равномерности поля - ГОСТ 25935-83. При установке в поле одновременно нескольких блоков детектирования неравномерность поля в плоскости, проходящей через центры их чувствительной области и перпендикулярной направлению излучения, не должна превышать 1/3 основной погрешности этих блоков, установленной в ТД.

При использовании установок, основанных на применении метода подобия радиационных полей или эквивалентного поля, допускается использовать неполное перекрытие блока детектирования дозиметрического прибора полем излучения.

Примечание. За центр чувствительной области блоков детектирования принимают: для полостных камер - их геометрический центр; для сцинтилляционных кристаллов, счетчиков - метку, нанесенную изготовителем на блок детектирования; для камер диафрагмового типа - геометрический центр плоскости входного окна, ограничивающего пучок излучения.

5.4.3. Основную погрешность дозиметрических приборов определяют в следующей последовательности.

5.4.3.1. По данным метрологической аттестации поверочной дозиметрической установки или меры выбирают действительное значение мощности экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучения.

5.4.3.2. Для дозиметрических приборов с погрешностью до 8% выбирают:

для поверки каждого поддиапазона мощности экспозиционной дозы три значения мощности экспозиционной дозы, соответствующие отметкам 0,3 - 0,4; 0,5 - 0,6; 0,7 - 0,8 конечного значения шкалы прибора;

для поверки каждого поддиапазона экспозиционной дозы одно (или более) значение мощности экспозиционной дозы.

Каждое намерение проводят не менее 5 раз и вычисляют среднее арифметическое значение.

5.4.3.3. Для дозиметрических приборов с погрешностью 8 - 20% выбирают:

для поверки каждого поддиапазона мощности экспозиционной дозы два значения мощности экспозиционной дозы, соответствующие отметкам 0,3 - 0,4 и 0,7 - 0,9 конечного значения шкалы прибора;

для поверки поддиапазонов экспозиционных доз одно (или более) значение мощности экспозиционной дозы.

В каждой отметке измеряют не менее трех раз и определяют показание прибора, максимально удаленное от действительного значения мощности экспозиционной дозы или экспозиционной дозы.

5.4.3.4. Для дозиметрических приборов с погрешностью более 20% для поверки выбирают одно значение мощности экспозиционной дозы, соответствующее отметке 0,6 - 0,8 конечного значения шкалы поверяемого поддиапазона, и одно значение мощности экспозиционной дозы для поверки поддиапазона экспозиционной дозы.

Измерения проводят не менее трех раз и определяют показание прибора, максимально удаленное от действительного значения мощности экспозиционной дозы.

5.4.3.5. Показания прибора записывают в протокол поверки, форма которого приведена в Приложении 3.

В протоколе поверки также записывают показания прибора при контроле его чувствительности от контрольного радиоактивного источника или нормированного электрического сигнала до и после поверки.

5.4.4. Для дозиметрических приборов с погрешностью до 8% определяют соответствие измеренного поверяемым прибором значения мощности экспозиционной дозы или экспозиционной дозы действительному значению путем вычисления поправочного множителя "C", равного

где C_i и - поправочные множители, определенные в i-ой отметке поверяемого поддиапазона для экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы соответственно;

n - число точек, в которых проводилась поверка по всем поддиапазонам;

X_q в - действительные значения экспозиционной дозы или мощности экспозиционной дозы в i-ой отметке шкалы (из свидетельства на образцовое средство измерений);

и - среднее арифметическое значение из числа измерений, выполненных поверяемым прибором в i-ой отметке.

При выпуске из производства поверяемый множитель "C" должен быть равен единице при градуировке дозиметрического прибора на гамма-излучении C_s-137 не менее, чем для одного блока детектирования.

Для остальных блоков детектирования значения поправочного множителя "C" должно быть 0,9 - 1,1.

Примечание. При градуировке дозиметрического прибора на другом излучении должен быть определен при выпуске из производства коэффициент перехода к гамма-излучению C_s-137.

Для рабочих дозиметрических приборов с погрешностью более 8% значение поправочного множителя "C" не определяют.

5.4.5. Определение энергетической зависимости чувствительности блоков детектирования дозиметрических приборов с погрешностью до 20% проводят при первичной поверке приборов, замене блока детектирования, после ремонта прибора или блока детектирования.

Для рабочих дозиметрических приборов с погрешностью более 20% энергетическую зависимость чувствительности блока детектирования определяют на приборах, подвергаемых периодическим испытаниям при выпуске из производства. Энергетическую зависимость чувствительности определяют для каждого блока детектирования, входящего в комплект поверяемого прибора и предназначенного для измерения экспозиционной дозы или мощности экспозиционной дозы фотонного излучения с энергией от 0,005 до 10 МэВ для режимов излучения, приведенных в Приложении 4. Энергетическую зависимость определяют на одном поддиапазоне прибора не менее, чем при трех значениях энергии, равномерно распределенных в диапазоне энергий фотонов (в том числе и на его краях), указанном в ТД на прибор.

При измерениях экспозиционную дозу или мощность экспозиционной дозы (для каждого значения энергии фотонов) выбирают такой, чтобы показания поверяемого прибора лежали в отметке 0,5 + 0,7 конечного значения поверяемого поддиапазона.

При каждом значении энергии измерения проводят не менее пяти раз для образцовых приборов и трех раз - для рабочих.

За результат измерения принимают среднее арифметическое значение. Результаты измерений записывают в протокол и определяют согласно по 5.4.4 зависимость поправочного множителя "C" от энергии излучения. Если значение поправочного множителя "C" во всем поверяемом энергетическом диапазоне изменяется не более чем +/- 2% (например, камера 70110 приборов 27012, М2300), то в свидетельстве указывают его среднее арифметическое значение. Если отклонение превышает +/- 2%, то зависимость поправочного множителя "C" от энергии указывают в графической или табличной форме и прилагают к ТД.

5.4.6. На основании результатов, полученных по п. 5.4.3.2, определяют границы основной погрешности образцовых 1, 2-го разрядов и рабочих с погрешностью до 20% дозиметрических приборов с учетом погрешности рабочих эталонов или образцовых средств измерений и метода передачи размера единицы по формуле

где - коэффициент, определяемый доверительной вероятностью P;

для P = 0,95 он равен 1,1;

- неисключенная систематическая погрешность - погрешность рабочего эталона или образцового средства измерения, с помощью которого проводят поверку (из свидетельства о поверке (о метрологической аттестации));

- доверительная граница погрешности метода передачи размера единицы по ГОСТ 8.034-82;

- доверительная граница погрешности определения усредненного поправочного коэффициента "C", который вводят, если среднее арифметическое значение результата измерения поверяемого прибора отличается от действительного значения экспозиционной дозы фотонного излучения на постоянный множитель для дозиметрических приборов с погрешностью до 8%;

S_c - оценка среднего квадратического отклонения определения коэффициента "C", которую вычисляют в процентах по формуле

(внутригрупповым разбросом можно пренебречь, т.к. он мал и учитывается в S_o).

Для дозиметрических приборов с погрешностью от 8 до 20% - максимальная погрешность измерения при поверке, которую вычисляют в процентах по формуле

в зависимости от нормирования, указанного в ТД на поверяемый прибор.

Ввиду того, что максимальная погрешность измерения при поверке определена границами, доверительную границу погрешности поверяемого средства измерений рассчитывают по формуле

так как погрешность передачи входит в .

При этом

- показание прибора, максимально удаленное от действительного значения физической величины при измерениях поверяемым прибором в двух отметках поддиапазона, или , если по условиям эксплуатации выполняется только одно измерение;

X_q - действительное значение мощности экспозиционной дозы, взятое из свидетельства на образцовую поверочную установку или определенное как среднее арифметическое значение результата измерения, выполненного образцовым прибором;

X_k - конечное значение шкалы поверяемого прибора;

5.4.7. Для рабочих дозиметрических приборов с погрешностью более 20% используют метод отбраковки - проверяют, находится ли показание поверяемого прибора (то же, если проводят одно измерение) в допускаемых пределах

где - значение погрешности в единицах измеряемой величины, согласно ТД на прибор.

5.4.8. За доверительную границу основной погрешности прибора принимают наибольшее из всех значений погрешности без учета знака, определенных для каждого выбранного значения энергии.

Для чувствительных поддиапазонов (шкал, декад) допускается указывать поправочный множитель "C" и погрешность отдельно.

5.5. Поверка образцовых и рабочих средств измерений кермы (мощности кермы) в воздухе, поглощенной дозы (мощности поглощенной дозы) в воздухе и рабочих средств измерений поглощенной дозы (мощности поглощенной дозы) в стандартном тканеэквивалентном веществе, а также эквивалентной дозы по образцовым средствам измерений, градуированным в единицах экспозиционной дозы фотонного излучения.

5.5.1. Переход к единицам кермы (мощности кермы) в воздухе, поглощенной дозы (мощности поглощенной дозы) в воздухе.

При переходе к единицам кермы в воздухе "K" или поглощенной дозы в воздухе "D" в греях от единиц экспозиционной дозы "X" в рентгенах, измеренной образцовым прибором или взятой из свидетельства на установку, используют формулу

(для средней энергии дозообразования, равной 33,85 +/- 0,02 Дж·Кл^-1).

Значения коэффициента q в зависимости от энергии фотонов приведены в Приложении 5.

Полученные значения нормы или поглощенной дозы в воздухе сравнивают со значениями кермы или поглощенной дозы в воздухе, измеренными поверяемым прибором, проградуированным в единицах кермы в воздухе или поглощенной дозы в воздухе.

Дальнейшие операции поверки выполняют по п.п. 5.4.2 - 5.4.8 настоящих методических указаний.

5.5.2. Переход к единицам поглощенной дозы в стандартном веществе (воде, графите, ткани)

При переходе к единицам поглощенной дозы "D" в стандартном веществе в греях от значения экспозиционной дозы "X" в рентгенах, измеренной в фантоме из соответствующего вещества, для рабочих дозиметрических приборов используют формулу 6 или коэффициент по ГОСТ 25935-83

где - отношение средних массовых коэффициентов поглощения энергии в стандартном веществе m и в воздухе, которые приведены в Приложении 7.

Полученные значения поглощенной дозы в стандартном веществе (воде, графите, ткани) сравнивают со значениями поглощенной дозы, измеренной поверяемым прибором, проградуированным в единицах поглощенной дозы в соответствующем веществе. Дальнейшие операции следует выполнять по п.п. 5.4.2 - 5.4.8 настоящих методических указаний.

5.5.3. Переход к эквивалентной дозе

При переходе к единицам эквивалентной дозы в эквертах слабопроникающего излучения H'(0,07) от экспозиционной дозы, измеренной в рентгенах, используют формулу

Примечание. Коэффициент качества по ГОСТ 8.496-83 для фотонного излучения с энергией фотонов от 5 кэВ до 10 МэВ равен единице.

При переходе к единицам эквивалентной дозы в эквертах сильнопроникающего излучения H^k(10) от экспозиционной дозы, измеренной в рентгенах, используют формулу

Значения коэффициентов f(0,07), f(10) приведены в Приложении 6.

Примечание. Состав тканеэквивалентного фантома: 76,2% кислорода, 11,1% углерода, 10,1% водорода, 2,6% азота.

Полученные значения эквивалентной дозы H'(0,07) или H^k(10) сравнивают со значениями эквивалентной дозы, измеренной прибором, проградуированным в единицах эквивалентной дозы. Дальнейшие операции поверки следует выполнять по п.п. 5.4.2 - 5.4.8 настоящих методических указаний.

5.5.4. При определении доверительных границ основной погрешности дозиметрических приборов, градуированных в единицах поглощенной дозы в воздухе, кермы в воздухе, эквивалентной дозы, поглощенной дозы в ткани следует учитывать погрешность определения переходных коэффициентов как неисключенную систематическую погрешность при расчете по формулам (2, 3) и суммировать ее под корнем:

Для поглощенной дозы и кермы в воздухе, мощности поглощенной дозы и мощности кермы в воздухе .

Для эквивалентной дозы и поглощенной дозы в веществе .

6.1. На образцовые дозиметрические приборы, прошедшие поверку и удовлетворяющие требованиям настоящих МИ, выдают свидетельство о поверке установленной формы. Форма заполнения оборотной стороны свидетельства приведена в Приложении 8.

6.2. Положительные результаты поверки и метрологической аттестации рабочих дозиметрических приборов оформляют:

при государственной поверке и метрологической аттестации нанесением поверительного клейма или выдачей свидетельства;

при ведомственной поверке нанесением поверительного клейма ведомственной метрологической службы или выдачей свидетельства о поверке. Поверительное клеймо должно быть нанесено на месте, исключающем возможность доступа внутрь прибора.

6.3. Дозиметрические приборы, не удовлетворяющие требованиям настоящих МИ, к выпуску в обращение не допускают, поверительное клеймо гасят, свидетельство аннулируют, а в паспорте вносят запись о непригодности прибора с указанием причин.

1. Метод сличения при помощи компаратора заключается в сравнении характеристик поля контролируемого источника или поля дозиметрической установки с соответствующими характеристиками известного образцового источника или поля.

В качестве компаратора используют образцовый дозиметрический прибор или блок детектирования со стабильной измерительной системой. Компаратор должен обеспечить отсчет показаний с погрешностью не более 0,5% при нестабильности не более 1% за время измерений. При использовании компаратора сравниваются показания дозиметрических приборов поверяемого и образцового, помещенных одновременно или поочередно в поле дозиметрической установки.

Например, поместив в поле дозиметрической установки одновременно две камеры 70110 и 70109 приборов - клинических дозиметров 27012 и М2300 соответственно, можно провести градуировку КД27012 в единицах поглощенной дозы в воздухе (грей).

2. Метод подобия радиационных полей реализуют применением радиационного поля дозиметрической установки с набором фильтров известной кратности ослабления. Метод используют при поверке поддиапазонов прибора с большими значениями мощности экспозиционной дозы; блок детектирования поверяемого прибора устанавливают на любом близком расстоянии от источника гамма-излучения. С помощью фильтра известной кратности ослабления A_ф подбирают такое показание прибора , которое составило бы 0,3 - 0,4 и 0,6 - 0,8 конечного значения каждого поверенного поддиапазона. Затем прибор переключают на следующий поддиапазон с большим значением мощности экспозиционной дозы, фильтры убирают. Показание прибора должно быть равно N₂ = N_2-1 A_ф,

где A_ф - кратность фильтра для каждой из выбранных точек поддиапазона соответственно.

3. Метод эквивалентного поля подразумевает применение набора источников гамма-излучения с известным соотношением мощности экспозиционной дозы. При проверке поддиапазонов приборов с большими значениями мощности экспозиционной дозы блок детектирования прибора устанавливают на любом близком от источника расстоянии, подбирают такой источник гамма-излучения, показание от которого составило бы 0,3 - 0,4 и 0,6 - 0,8 конечного значения последнего поверенного поддиапазона. Затем проверенный прибор переключают на следующий поддиапазон с большим значением мощности экспозиционной дозы, заменяют источник на источник того же типа, но мощность экспозиционной дозы которого в A раз больше предыдущего.

Показание прибора должно быть равно N₂ = N_2-1·A для каждой из выбранных отметок поддиапазона.

Тогда , что соответствует погрешности образцового прибора 1-го разряда.

2. Поверка приборов с погрешностью 8 - 20% в двух точках поддиапазона с использованием меры 2-го разряда

(из свидетельства).

3. Поверка рабочего дозиметрического прибора с погрешностью более 20%.

Показание прибора укладывается в допустимые пределы, заданные границами.

Прибор считается прошедшим поверку, о чем делается отметка в ТД.

Примечание. Фильтры должны изготавливаться из алюминия марок 495 по ГОСТ 11069-74, из меди марки М4 по ГОСТ 859-78.

1. Поверка проводилась (указывается метод, тип образцового средства измерений, с помощью которого проводилась поверка, и его номер, свидетельство, энергия излучения и т.д.).

2. Для получения действительных значений МЭД или ЭД излучения показания прибора необходимо умножить на поправочный множитель C, значения которого приведены в таблице (или графиках).

3. Доверительная граница основной погрешности прибора для доверительной вероятности 0,95 не превышает......... %.

4. Показание прибора при контроле чувствительности составляет............. дел. на поддиапазоне.... на....... с блоком детектирования N........ с контрольного источника N........... в контейнере N..........

5. Срок действия свидетельства до........... <1>

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

<1> Для образцовых дозиметрических приборов, укомплектованных контрольными источниками, по согласованию с территориальными органами Госстандарта срок действия свидетельства может быть установлен до трех лет. Форма свидетельства о метрологической аттестации по МИ 1318-86.