DIN 25429-2012 Test method for hot cell shielding with gamma point sources《用γ射线点光源对热室屏蔽的检测方法》.pdf

1、Dezember 2012DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 27.120.01; 13.280!$u“1918292www.din.deDD

2、IN 25429Prfverfahren fr Abschirmungen von Heien Zellen mit punktfrmigenGammastrahlernTest method for hot cell shielding with gamma point sourcesMthode dessai pour les blindages de protection des cellules chaudes avec sources derayonnement gamma ponctuellesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag

3、GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 25429:1985-05www.beuth.deGesamtumfang 31 SeitenDIN 25429:2012-12 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Allgemeines zum Prfverfahren 6 5 Anforderungen an die Messgerte 7 6 Prfverfahren 7 6.1 Verfahrensablauf. 7 6.2

4、Nullpegelmessungen 7 6.3 Wahl der Prfquelle 8 6.4 Gltigkeitsbereich der Prfmessungen . 8 6.5 Strahlenschutzmessungen 9 6.6 Wahl der Quellen- und Detektorpositionen fr Abtastmessungen . 9 6.7 Ermittlung der Schwellendosisleistung und des Rasterabstandes durch Orientierungsmessungen 9 6.8 Durchfhrung

5、der Prfmessungen . 12 6.8.1 Prfmessungen bei homogenen Abschirmungen (Abtastmessungen) 12 6.8.2 Prfmessungen bei konstruktionsbedingten Inhomogenitten (Profilmessungen) . 12 6.9 Auswertung der Messungen 13 7 Dokumentation 13 Anhang A (normativ) Ergnzende Daten und Angaben zum Prfverfahren 22 A.1 Abl

6、auf des Prfverfahrens . 22 A.2 Dosisleistungskonstanten Hfr 4 Radionuklide . 24 A.3 Beispiel 27 A.3.1 Voraussetzungen 27 A.3.2 Wahl der Prfquelle 27 A.3.3 Abschtzung der Prfquellenaktivitt 28 A.3.4 Ermittlung von VH, SH, RQund RD28 Literaturhinweise . 31 DIN 25429:2012-12 3 Vorwort Diese Norm wurde

7、vom NA 062-07-34 AA Abschirmungen“ im Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DIN erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren.

8、nderungen Gegenber DIN 25429:1985-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Definitionen berarbeitet und an den Stand der Technik angepasst; b) Prfverfahren und Beispiel przisiert. Frhere Ausgaben DIN 25429: 1985-05 DIN 25429:2012-12 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm ist anzuwenden bei der Prfung

9、aller zum Schutz von Personen dauernd installierten oder fr den routinemigen Gebrauch speziell vorhandenen Abschirmungen von Heien Zellen und hnlichen gegen Gammastrahlung abgeschirmten Rumen, in denen ein Umgang mit nahezu punktfrmigen Gammastrahlern vorgesehen ist. Das knnen im einzelnen Rume, Box

10、en, Kanle u. a. sein, die z. B. mit Beton, Blei, Stahl, Glas oder Wasser abgeschirmt sind. Manahmen zur Qualittssteigerung bei Auslegung und Herstellung von Abschirmungen (z. B. Ermittlung der Zusammensetzung, Dichte und Homogenitt der eingesetzten Abschirmwerkstoffe sowie der Mae der Abschirmungen)

11、 sind nicht Gegenstand dieser Norm. Zweck dieser Norm ist die Festlegung eines Prfverfahrens mit Punktquellen fr Abschirmungen gegen Gammastrahlung zum Nachweis der Einhaltung der Auslegungsdosisleistungswerte. Dazu ist im Prfprogramm die Ermittlung von Daten in der Weise vorgesehen, dass ein Vergle

12、ich der bei der Prfung gemessenen Ortsdosisleistungen mit den Auslegungsdosisleistungswerten mglich ist und daraus gegebenenfalls Mngel erkannt werden knnen, die zu unzulssigen Strahlenexpositionen von Personen fhren knnen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument tei

13、lweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 68143, Begriffe

14、in der radiologischen Technik Teil 3: Dosisgren und Dosiseinheiten DIN 254132, Klassifikation von Abschirmbetonen nach Elementanteilen Teil 2: Abschirmung von Gammastrahlung 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Abtastbereich RDquadratisches Feld parallel zu

15、r detektorseitigen Oberflche der Abschirmwand, in dem bei fester Quellenposition kontinuierlich, d. h. lckenlos, Ortsdosisleistungsmessungen durchgefhrt werden 3.2 Abtastwinkel kleinster Winkel, der von der durch die Quelle verlaufenden Oberflchennormalen der Abschirmwand und der Verbindungsgeraden

16、zwischen der Quelle und einem Punkt auf dem Rand des Abtastbereiches, eingeschlossen wird 3.3 quivalente Aktivitt AqAktivitt eines Radionuklids, die unter denselben Bedingungen von Geometrie und Abschirmung die gleiche Ortsdosisleistung im Aufpunkt erzeugt, wie die Aktivitt eines anderen Radionuklid

17、s oder Radionuklidgemisches DIN 25429:2012-12 5 3.4 Aufpunkt Punkt, fr den eine Ortsdosisleistung ermittelt wird 3.5 Auslegungsaktivitt AAAktivitt des Auslegungsnuklids, fr die die Abschirmung bemessen wird 3.6 Auslegungsdosisleistung AHOrtsdosisleistung, fr die die Abschirmung bemessen wird 3.7 Aus

18、legungsnuklid Radionuklid, das fr die Bemessung der Abschirmung angesetzt wird 3.8 Durchstolinie Linie, die eine innere Begrenzungsflche beim Durchstoen der Oberflche der Abschirmwand auf dieser bildet oder bei nicht durchgehender konstruktionsbedingter Inhomogenitt im Weiterverlauf bilden wrde 3.9

19、innere Begrenzungsflche Flche, die im Inneren einer Abschirmung durch eine Inhomogenitt gebildet wird (z. B. Werkstoffbergang) 3.10 Normalen-Strahl von der Punktquelle ausgehender Strahl, der eine Abschirmwand in Richtung ihrer Oberflchennormalen durchdringt 3.11 Ortsdosisleistung quivalentdosisleis

20、tung fr Weichteilgewebe, gemessen an einem bestimmten Ort Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe dazu auch DIN 68143. 3.12 Profilmessung Folge von Ortsdosisleistungsmessungen an einer konstruktionsbedingten Inhomogenitt, bei der Quelle und/oder Detektor quer ber die sichtbare oder vermutete Durchstolinie ge

21、schoben werden 3.13 Punktquelle radioaktiver Strahler, dessen grte Ausdehnung kleiner ist als 1/5 der Entfernung, in der die Ortsdosisleistung ermittelt wird, die durch seine Aktivitt erzeugt wird 3.14 Rasterabstand RQAbstand benachbarter Quellenpositionen, die nach einem Punktraster angeordnet sind

22、 3.15 Reservefaktor fRVerhltnis aus der Schwellendosisleistung und dem dreifachen Wert des Nullpegels DIN 25429:2012-12 6 3.16 Schwellendosisleistung SHaus den Orientierungsmessungen zu ermittelnde Ortsdosisleistung, deren berschreitung bei Abtastmessungen als Anzeichen fr eine Inhomogenitt gewertet

23、 wird 3.17 Sicherheitsfaktor fSVerhltnis aus der Schwellendosisleistung und der Vergleichsdosisleistung 3.18 Vergleichsdosisleistung VHOrtsdosisleistung, die durch Umrechnung der Auslegungsdosisleistung auf die Prfquellenaktivitt und den Quellen-Detektor-Abstand erhalten wird und unmittelbar mit den

24、 Messwerten der Prfmessungen verglichen werden kann 4 Allgemeines zum Prfverfahren Die Wirkung von Abschirmungen, die zum Schutz von Personen gegen Gammastrahlung ausgelegt sind, soll durch Ortsdosisleistungsmessungen geprft werden. Die Prfmessungen zeigen, ob durch die vorgesehene Abschirmung die A

25、uslegungsdosisleistungswerte eingehalten werden, oder ob z. B. zu geringe Werkstoffdicken oder Inhomogenitten in den Abschirmungen zu Ortsdosisleistungen fhren, die die Planungsrichtwerte berschreiten. ANMERKUNG 1 Inhomogenitten der Abschirmung knnen Hohlrume, Schlitze, Unregelmigkeiten in der Mater

26、ialzusammensetzung oder Werkstoffbergnge in der Abschirmwand sein. Sie knnen entweder herstellungs- oder konstruktionsbedingt auftreten. Herstellungsbedingte Inhomogenitten sind z. B. Lunker; konstruktionsbedingte Inhomogenitten sind z. B. Werkstoffbergnge bei Strahlenschutzfenstern und Durchfhrunge

27、n aller Art. Das Prfprogramm sieht vor, dass als Strahler ein mglichst umschlossener radioaktiver Stoff innerhalb des abgeschirmten Raumes positioniert wird und Messungen der Ortsdosisleistung auerhalb der Abschirmung an vorgeschriebenen Orten vorgenommen werden. Als Prfstrahler ist eine Punktquelle

28、 zu verwenden. ANMERKUNG 2 Damit Inhomogenitten in einer Abschirmung lckenlos erfasst werden, wre es im Prinzip erforderlich, eine isotrop strahlende Punktquelle an einer Vielzahl dicht nebeneinander liegender Orte hinter der Abschirmwand zu positionieren und fr jede Quellenposition mit einem Detekt

29、or geringster Ausdehnung die Oberflche der Abschirmwand so abzutasten, dass alle Strahlrichtungen erfasst werden. In der Praxis sind nur stichprobenartige Messungen mit Punktquellen mglich. Sie sind berall dort ausreichend, wo schlitzartige Inhomogenitten nicht zu erwarten sind. Diese Voraussetzung

30、kann in homogen ausgelegten Bereichen von Abschirmwnden als gegeben angenommen werden. Bei konstruktiv bedingten Inhomogenitten knnen Schwachstellen in der Abschirmung mit einer Punktquelle dadurch sicher ermittelt werden, dass sowohl Quelle als auch Detektor innerhalb des entsprechenden aus der Kon

31、struktionszeichnung der Anlage ersichtlichen Oberflchenbereichs der Abschirmwand kontinuierlich verschoben werden. Bei den Prfmessungen mssen solche Schwachstellen in der Abschirmwand sicher erkannt werden, die unter Auslegungsbedingungen zu einer berschreibung der Auslegungsdosisleistung fhren wrde

32、n. Bei der Durchfhrung der Messungen ist darauf zu achten, dass die mit der Ausfhrung beauftragten Personen eine mglichst geringe Personendosis erhalten. DIN 25429:2012-12 7 5 Anforderungen an die Messgerte An die Messgerte werden folgende Anforderungen gestellt: Es sind geeichte Gammastrahlenmessge

33、rte zu verwenden, die eine Bestimmung der quivalentdosisleistung erlauben. Der bei der Ortsdosisleistungsmessung erfassbare Energiebereich sollte sich von 0,02 MeV bis mindestens 1,3 MeV erstrecken. Die Ansprechempfindlichkeit muss den Energiebereich der Prfquelle abdecken und bekannt sein. Bei Absc

34、hirmungen, vor denen Personen bei ihrer Ttigkeit einen festen Standplatz haben oder sitzen, sollten die Prfmessungen mit Detektoren durchgefhrt werden, deren empfindliches Messvolumen 5 cm Durchmesser nicht berschreitet. In anderen Fllen sollte der Detektordurchmesser nicht mehr als 10 cm betragen.

35、Es ist ein Messbereich von 0,5 Sv h-1bis 104Sv h-1zu erfassen. Zur Messung des Nullpegels ist ein Gert mit einem Messbereich ab 0,1 Sv/h erforderlich. Bei der Wahl der Durchmesser der Detektoren ist dem Bewegungsspielraum der vor der Abschirmwand ttigen Personen Rechnung zu tragen. Damit soll einers

36、eits der Umfang der Messungen nicht unntig gro werden, andererseits sollten jedoch rtliche Ortsdosisleistungsspitzen nicht durch die infolge der Detektorausdehnung gegebene Mittelung unerkannt bleiben. Solche unerkannten Ortsdosisleistungsspitzen knnten bei geringem Bewegungsspielraum der Personen z

37、u unzulssigen Strahlenexpositionen einzelner Krperteile fhren. 6 Prfverfahren 6.1 Verfahrensablauf Das Prfverfahren umfasst Nullpegel-, Strahlenschutz-, die eigentlichen Prfmessungen und die Auswertung (siehe Bild A.1). Die Prfmessungen werden nach zwei verschiedenen Verfahren durchgefhrt: 1) Abtast

38、messung: Im homogen ausgelegten Bereich der Abschirmung wird die Prfquelle vor der Oberflche der Abschirmung schrittweise nach einem quadratischen Punktraster mit konstantem Rasterabstand RQnach Bild 1 verschoben. Dabei ist in jeder Quellenposition die Auenseite der Abschirmung mit einem Dosisleistu

39、ngsmessgert innerhalb des zugeordneten Abtastbereiches kontinuierlich auszumessen. Diese Messungen sind ber die gesamte Wandoberflche auszufhren (siehe Bilder 1 und 2). 2) Profilmessung: Bei konstruktionsbedingten Inhomogenitten werden Quelle und/oder Detektor anhand der Konstruktionszeichnung der A

40、bschirmwand gezielt im Bereich der Durchstolinien positioniert und verschoben, um etwaige Schwachstellen zu erkennen (siehe Bilder 4 und 5). 6.2 Nullpegelmessungen Vor Beginn des Messprogramms ist an allen zu untersuchenden Abschirmwnden die Ortsdosisleistung der Umgebungsstrahlung zu messen (Nullpe

41、gelmessung), damit die notwendige Aktivitt der Prfquelle festgelegt werden kann (siehe 6.3). Dabei sind dieselben Detektorabstnde von den Wandoberflchen einzuhalten, wie bei den spteren Prfmessungen (siehe 6.6). Bezglich der Detektorabmessungen bestehen hierbei keine Einschrnkungen. DIN 25429:2012-1

42、2 8 6.3 Wahl der Prfquelle Die Prfmessungen sind mglichst mit dem Auslegungsnuklid durchzufhren. Falls das Auslegungsnuklid nicht zur Verfgung steht oder der Auslegung ein Nuklidgemisch zugrunde liegt, ist als Prfquelle vorwiegend Caesium 137 oder Kobalt 60 einzusetzen. Dabei sollte jeweils dasjenig

43、e Radionuklid gewhlt werden, dessen magebliche Gammastrahlen-Energie der des Auslegungsnuklids oder -nuklidgemisches am nchsten liegt. Zum besseren Erkennen der Inhomogenitten ist ein Prfnuklid vorzuziehen, dessen magebliche Energie die des Auslegungsnuklids unterschreitet. ANMERKUNG Als magebliche

44、Energie wird hierbei diejenige Gammastrahlen-Energie bezeichnet, die hinter der Abschirmung bestimmend fr die Ortsdosisleistung ist. Falls fr den spteren Umgang auch andere Radionuklide mit geringeren mageblichen Gammastrahlen-Energien vorgesehen sind, ist zu prfen, ob nicht anstelle des Auslegungsn

45、uklids oder des ersatzweise vorgesehenen Prfnuklids eines dieser Radionuklide als Prfquelle verwendet werden kann, um den Umfang der Prfmessungen zu vermindern (siehe 6.4). Die Aktivitt AMder Prfquelle ist so zu whlen, dass die erwarteten Messwerte der Ortsdosisleistung .H mindestens um den Faktor 3

46、 ber dem Nullpegel der Umgebung liegen (siehe A.3). H2M.MrSHA = (1) Dabei ist S der Schwchungsfaktor fr die Gammastrahlung des betrachteten Radionuklids; rMder Abstand zwischen Quelle und Aufpunkt. Die Begrenzung der Aktivitt zu hohen Werten ergibt sich aus den Anforderungen des Strahlenschutzes. 6.

47、4 Gltigkeitsbereich der Prfmessungen Zur Ermittlung des Gltigkeitsbereiches der Prfmessungen mit einem bestimmten Radionuklid ist die der Auslegungsaktivitt quivalente Aktivitt des Prfnuklids mit den quivalenten Aktivitten aller sonstigen Radionuklide zu vergleichen, mit denen ein Umgang beabsichtig

48、t ist. Bezeichnet AAdie Auslegungsaktivitt, so ergibt sich die ihr quivalente Aktivitt Aqzu: AAHAHqASSA =(2) Dabei ist Hdie Dosisleistungskonstante; S der Schwchungsfaktor fr die Gammastrahlung des betrachteten Radionuklids. Der Index A kennzeichnet die entsprechenden Gren des Auslegungsnuklids. Die Dosisleistungskonstanten und Schwchungsfaktoren knnen fr einige hufiger verwendete Radionuklide aus Tabelle A.1 und den Bildern A.2 und A.3 entnommen werden. Fr weitere Radionuklide knnen diese aus 2 bis 6 entnommen werden. Werden bei der Ermittlung der quivalenten Aktivitt fr ein Radionuklid,