1、 621.039.5 681.2 85 六部分:监共GB 7165. 6 89 求设出流备Equipment for continuously monitorlng radioactivity in gaseous effluents Part 6: Specific requirements for transuranic aerosol effluent monitors 1989-10-14发布1990-05-01 国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准气态排出流(放射性)活度连续监测设备第六部分:监测仪的特殊要求GB 7165.6-89 晤中国标准出版社出版北京复外三里河中国标准出版
2、社北京印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印电爵开本880X1230 1/16 印张3/4字数19000 1991年3月第一版1991年3月第一次印刷印数1-1500 书号，155066. 1-7920 标目157-15r 中华人民共和准气态排出流(放射性)活度连续监测设备六部分:超铀元素气溶胶排出流监测仪的特殊要求Equipment for continuously monitoring radioactivity in ga醋。IUSeffluen臼Part 6, Specific r呵uiremen臼for往回四.uran趾aerO阻，1effluent mon
3、i归回GB 7165.6-89 本标准参照采用国际电工委员会IEC45 B(Cenfral Of自由)72号文件气态排出流(放射性)活度连续监测设备第六部分g超铀元素气溶胶排出流监测仪的特殊要求)(1986年版)。主题内容与适用范围本标准规定了超铀元素气溶胶排出流监测仪的特殊要求。其中包括设计要求、技术特性和检验方法等，并给出检验方法之实例。本标准适用于核设施正常运行(包括预期运行事件)条件下，向环境排放的气态排出流中连续测量发射粒子的超铀元素气溶胶的监测设备。本标准必须与GB7165.1结合使用。除非另有说明，第一部分规定的一般要求都适用于本标准。2 引用标准GB 7165. 1 气态排出流
4、(放射性)活度连续监测设备第一部分t一般要求5 3. 1 设备的功能本标准涉及的设备应具有下述功能a. 测量气态排出流中超铀元素气溶胶的放射性浓度及其随时间的变化，或者在-段较长时间内的累积活度。b 当超铀元素气溶胶的放射性浓度或者累积活度超过预定值时，发出报警信号。3.2 设备类型按其监测技术类型分为za. 能谱监测仪gb. 总气溶胶监测仪。按其工作方式分为sa. 固定过滤式并同时测量的设备pb. 移动过滤式并同时测量的设备;移动过滤式并延迟测量的设备;c. d. 移动过滤式并同时和延迟测量的设备，国家技术监督局1989-10-14批准1990-05-01实施1 -一一一一一一一一一一_J
5、,_ _ _ -,=.,;.o_- GB 7165.6-89 e. 固定过滤式并同时测量与移动过滤式并同时和(或)延迟测量相结合的设备。4 术语下述附加术语专供本标准使用$4. 1 超铀元素气溶胶超铀兀素(表5中所列放射性核素)的固体或液体微粒在空气或其他气体中形成的分散系，其微粒大小通常在O.OI10m(空气动力学等效直径)之间。4.2 超铀元素气溶胶排出流监测仪在天然氮氧子体存在的情况下，连续或断续监测向环境排放的气态排出流中超铀元素气溶胶活度的设备。4. 3 空气动力学等效直径同气溶胶粒子在空气中的沉降速度相等的单位密度的球形粒子的直径。对于球形粒子，其空气动力学等效直径D.，与该粒子的
6、几何直径D存在下列关系s式中:Du一一空气动力学等效直径eD一球形粒子的几何直径gP一粒子密度;马俨D .JP丁石(D)一-J护-Ct且3P -一标准密度(准确值为1g/cm); C(D) -一直径为D的小球形粒子的滑移修正系数;C(D.)一单位密度球形粒子的滑移修正系数。4.4 总等效窗厚度. ( 1 ) 从收集气溶胶的收集介质表面发射的粒子达到探测器灵敏体积所必须穿过的等效厚度，通常用单位面积上的质量(mg.cm-2)表示。这个厚度包括粒子穿过空气层的厚度加上探测器窗的厚度，以及为防止放射性污染、有害化学物质或水蒸气而覆盖在探测器上的保护层的厚度。4.5 收集效率收集介质(例如过滤材料)所
7、获得的气溶胶放射性浓度与取样设备空气入口处的气溶胶放射性浓度之比。其中包括粒子在取梓管道和取样头内的沉积损失等。4.6埋置粒子渗入收集介质内并停留在某一位置上。5 设计要求5. 1 检查源设备必须配备一个检查源。检查源应能随时置于气溶胶滞留部件内的过滤器或者其他收集介质的位置上，以使用户定期检查仪器是否正常工作。在使用检查源时，仪器面板必须有指示灯或者由制造厂和用户商定的其他指示来显示源处于检查状态。5. 2 测量结果的表示设备的指示值通常直接用被测量的单位(如计数率表示。也可按制造厂和用户的协议，用放射性浓度、累积活度或者其他单位表示，但制造厂必须给出校准因子并说明所使用的放射性核素。5.3
8、测量范围设备应具有宽的量程范围，并能在较高天然本底的情况下瓢别出少量的超铀元素气溶胶活度。5.4 取祥和探测装置2 L工_;一一一一r GB 7165.6-89 5. 4. 1 取样和排气管道除了GB7165.1的一般要求外，还必须考虑下列特性，并由制造厂和用户商定。a. 选用结构材料应考虑防止静电效应和化学腐蚀，应避免使用塑料，以防止粒子在管道内壁的静电沉积。b. 在满足有代表性取样的条件下，取样管线应尽可能短，避免小的曲率半径和长的水平管道，而且管道内表面应抛光，以减少粒子在管壁的沉积损失和再悬浮。c. 取样系统的进、出口之间应保持一定的距离，以防止发生回流。d. 如果需要，可以在取祥系统
9、中安装压缩空气洗涤线，定期用清洁空气清洗取样系统。5.4.2泵除了GB7165. I的第4.4条要求外，抽气泵还必须能经受住由于预计的最大取样时间、可使用的收集介质类型、大气含尘量和引起收集介质堵塞的质量厚度等工作条件的变化所引起的压力变化。在取样结束时，空气流量的减少必须小于10%，或者总的空气取样体积的误差必须小子10%。5. 4.3 气溶胶滞留部件5. 4. 3. 1 设备可按使用要求选用一种或多种组合的收集介质。具体选用何种类型的收集介质(例如撞击型收集介质、过滤型收集介质)应由制造厂和用户商定。制造厂必须说明所推荐的收集介质特性(收集效率、阻力、自吸收等)。5. 4. 3. 2 过滤
10、器的收集表面可以按其工作方式采用不同的几何形状:a. 圆形，例如用于固定过滤式装置、盒式取样系统或者撞击型取祥装置。在盒式取样系统内，滤纸在探测器下方以面且山叫IJ问lItJ17啊。b 正方形或长方形，例如用于移动过滤式装置。5.4.3.3 探测辐射的监测设备应尽可能选择对粒子自吸收小的收集介质。5. 4. 3. 4 气溶胶滞留部件及其相连的探测装置应尽量使气溶胶在其内表面的沉积损失最小。5. 4. 3. 5 气溶胶滞留部件必须易于拆卸和去污，收集介质必须容易更换，而不会损坏探测装置。5. 4. 3. 6 设计过滤器支架(包括尺寸、形状、衬垫网和气流阻力等)必须考虑所用收集介质的机械强度和抽气
11、泵的负载特性。5.4.3.7 过滤器必须具有足够的气密性。应特别注意使其旁路内漏减至最小。5.4.3.8 使用过滤型收集介质的设备，过滤器在取祥之后，应该能用于实验室分析，以便提高测量精度和灵敏度。5. 4. 3. 9 当收集介质破裂或堵塞时，应能给出指示信号。对于撞击型取样装置，当流量损失或取样装置滞留粒子的能力失效时，也应能发出信号。在收集介质可能引起较大压力降时，流量计应在过滤器下游有代表性的压力条件下进行刻度。5.4.3.10 若设备的取祥室设有观察窗，则该窗应有足够的机械强度，以经得住取祥室内负压的影响。5. 4. 4 收集粒子的大小范围制造厂必须说明滞留部件对于空气动力学等效直径为
12、o.0110m粒子的收集效率，或者由制造厂和用户商定。另外，还必须给出正常运行条件下的收集效率，并说明设备自身的取样管道的特性(长度、直径、材料、曲率半径等。5. 4. 5 辐射探测器5. 4. 5. 1 制造厂必须给出探测器的特性，包括探测器尺寸和入口窗的透射特性(例如有效面积、最大的总等效窗厚度、保护层等)以及探测效率随粒子能量的变化关系。5. 4. 5. 2 探头必须容易去污，只要有可能就应该在探测器窗前覆盖一层便于更换或去污的薄保护层。5.4.5.3探测器的有效探测面积必须与气溶胶收集表面积大致相等。5. 4. 5. 4 当能谱随粒子能量而变化时，制造厂必须说明探测器在所关注的粒子能量
13、范围内，对应于最大能量分辨率二分之一处的谱峰宽度，制造厂还必须说明有关的测量条件，例如天然氮氧本底水平3 GB 7165.6-89 等。5.5 天然放射性的fi别空气中存在天然气载放射性，其中大多数天然活度是来自于附着在0.04m粒子上的氛(22Rn)和氧(20Rn)子体(见表们，它们将随超铀元素一起被收集下来，严重干扰测量结果，在地表和建筑物内的天然氮氧子体活度随地质构造和建筑物材料以及时间、气象和通风等条件而有较大的变化，大约在1. 53. Ox 10Bq/m3范围内。因此仪器必须具有能从大量天然本底之中颤别出少量超铀元素的本领。在利用能谱斑别方法时，由于穿透收集介质的粒子能量的衰减，将在
14、能谱中产生一个长的干扰尾巴，因此应当选择合适的收集介质，使粒子收集在自吸收最小的表面位置上，以减少干扰尾己的影响。塑料型收集介质的表面收集特性优于大多数玻璃型和纤维型收集介质，应当优先选用。重E别天然放射性的方法有下列几种:8. 高分辨率能谱分析方法，采用自吸收小的收集介质，并在真空中进行测量，可达到较高的灵敏度。b 由撞击器(对粒子有选择性)取样，而后采用合适的探测器测量，以减少氧氢子体干扰。c. 在天然放射性核素(主要是短半衰期核素)适当衰变之后进行延迟测量。对于测量，由于仪器的响应时间可能太长(例如几个小时).因此这方法很少使用。5.6 对其他电离辐射的响应在设计设备时，必须考虑尽可能限
15、制其他电离辐射的影响，制造厂必须说明这些电离辐射的干扰。5.7 有害化学物质和水蒸气的影响在设计设备时，必须考虑尽可能防止酸碱、其他有害试剂以及水蒸气对设备的影响。6 技术特性和检验方法除非另有规定，这些检验均为定型检验。按照制造厂和用户的协议，这些检验或其中任何一项检验也可作为验收检验。6. 1 标准检验条件标准检验条件列于表1。序号影响1 参考源预热时间22 电子学装置空气或气体回路3 环境温度4 相对湿度5 大气压强6 电源电压7 电源频率8 电源波形9 y辐射本底4 表1参考条件和标准检验条件(制造厂规定的其他条件除外)量参考条件基准条件阳或2HAm15 min 60 min 20.C
16、 65% 101. 3 kPa 标称电压UN标称频率fN正弦波空气吸收剂量率为O. 2Gy h-1 (20rad h-1) 标准检验条件(公差或范围)2Pu或Z性m二三15min 二60min 18-22C 50%-75% 86-f06 kPal) UN士1%UN f，土1%fN 正弦波s单谐波畸变小于5%空气吸收剂量率小于0.25Gy. h-1 (25rad h-1) GB 7165.6-89 续表1序号影响量参考条件(基准条件标准检验条件(公差或范围10 外界电磁场可忽略小于引起干扰值的最小值11 外界磁感应可忽略小于地磁场干扰值的两倍取样流量制造厂规定的标称流量Q,:l: 5 % QN
17、12 Q, 13 装置调节器调至正常工作状态调至正常工作状态14 放射性元素的精染可忽略可忽略注，1)在探测方法对大气压强的变化非常灵敏的地方.此条件必须限制在参考压强的+5%内.在标准检验条件下进行的检验项目及其技术要求列于表2。表2标准检验条件下的检验检验方法(参见条款序号检验项目要求GB 7165.1 本标准1 参考源响应按制造厂规定6. 2. 1 指示值的相对固有误差小于士20%.或对线性刻度装置小于相应量程最大指示值对应的活度的5%这种要求按较6. 2. 2 6. 4. 4 2、E, 易满足的执行)3 对惰性气体和氧子体的响应按制造厂规定6. 4. 5 6. 4. 6 过载当受到能产
18、生10倍满量程指示值的放射源照6. 2. 4 4 射时，装置的指示应保持或超过满量程5 统计涨落变异系数小于10%6. 3. 1 指示值的稳定性500 h内所有量程上的指示值变化均小于满量6. 3. 5 6 程的10%或者小于数字显示指示值的10%7 报警阔的稳定性500 h内小于预置值的20%6. 3. 6 8 报警阔的范围按GB7165. 1第4.5条的规定6. 3. 7 9 设备故障报警低值报警按GB7165.1第4.5. 2条的规定，其他报警由制造厂和用户商定6. 3. 8 6.2 改变影响量的检验表3和表4列出了这些检验项目及其相应的技术要求。这些检验必须按照GB7165. 1第6.
19、 2条的规定进行。5 一一一二一=-_一-牛一一一斗一一一一一二一一一一一-一一气GB 7165.6-89 表3改变影响量的检验1)序号影响量影响量的数值范围指示值变化的限值检验方法(参见条款)GB 7165. 1 137Cs源的外y辐射空气吸收剂量率为I (源与探测器在规定的几10Gy h-I 按制造厂规定6. 2. 3 何条件下(1 mrad h-I) 用。源的外辐射空气吸收剂量率为按制造厂规定，但一般小2 (源与探测器在其他几何10Gy. h-I 于参考条件下指示值的6. 2. 3 条件下)。mrad-h-1) 两倍其他源的外y辐射空气吸收剂量率为按制造厂规定，但一般小3 (摞与探测器在
20、规定的几10Gy h-1 于参考条件下指示值的6. 2. 3 何条件下)(1 rorad. h-1) 两倍4 预热时间三三30min 士10%2)6.3.2 5 电源电压88%-110% UN 士10%2)6. 3. 3 6 电源频率4751 Hz 士10%2)6. 3. 3 电源瞬变效应按GB7165. 1第5.2. 5 按GB7165. 1第5.2. 5 7 6.3.4 条条室内，+1050.:士10%2)8 环境温度10+40C 士20%2)6. 4. 1 -25十WC土50%2)相对湿度87%.-.92% 9 (30:t2C) 士10%的6. 4. 2 10 大气压强3) 3) 11
21、外界电磁场3) 3) 12 外界磁感应3) 3) 注，1)对非线性刻度装置，可以用线性仪表代替装置的指示表头来验证本表规定的性能。2)相对于标准检验条件下的指示值的变化。3) 般不作规定，必要时可规定影响量的数值范围和指示值的变化限值。表4空气(或气体)回路的检验l)检验方法(参见条款)序号影响量影响量的数值范围流量的变化限值GB 7165. 1. 本标准1 时间1100h 士10%6. 5. 1 2 过滤器压降按制造厂规定10% 6. 5. 2 3 外部泄漏进、出口流量之差小于5%进、出口流量之差小于5%6. 5. 1 4 电源电压88%-110% UN 士5%6. 5. 3 5 电源频率4
22、751 Hz 10% 6. 5. 4 注，1)该检验仅适用于其响应是取决于流量的装置。2)相对于标称流量。6 l二一V GB 7165.6-89 6. 3 检验源6. 3. 1 参考源和专用源参考源用于检验设备对辐射的活度响应特性，专用源用于检验设备对辐射的能量响应特性。参考源和专用源都必须具有与监测设备通常使用的收集介质相似的表面特性(例如粒子附着、埋置等)。两者的放射性核素(例如239Pu、241Am等)的沉积方法也必须与设备在正常运行期间收集介质上沉积气溶胶的方法相似，这样可以模拟收集介质上粒子的吸收特性，以便确定源和收集介质之间的关系。6.3.1.1 源的设计要求源的活度、几何形状、放
23、射性核素组成、气溶胶特性以及粒子积沉的特性等参数由制造厂和用户商定，源的校准必须参照有关的国家标准。源的辐射必须与设备上使用的收集介质(例如过滤介质、撞击器收集表面等)的辐射相同。源的制备应当采用沉积方法，即在类似于设备正常运行的条件下，将已知放射性核素组成和粒子特性的气溶胶沉积在源托盘上而制成所需要的放射源。源的化学形态还必须适合于用放射化学技术对超铀元素进行定量分析，并可以用源对测量值进行校准。6.3.1.2 源的准确度源的表面发射率的约定真值必须是己知的，其准确度必须好于土20%即不确定度e20%，同一组检验源之间的活度约定真值的相对偏差，20%)。6.3.2 检查源6. 3. 2. 1
24、 检查源只用于日常的设备检验。检查源必须用参考源校准。6. 3. 2. 2 源的几何形状应当使它能够取代设备的滞留部件通常使用的收集介质。6. 4 辐射特性的检验这些检验必须在标准检验条件下进行。如果动、静态检验结果不一致，则还必须在空气t或气体)流动的情况下进行。6. 4. 1 动态检验该检验必须在设备的整个运行过程中进行。必须产生一种已知活度、粒子大小和放射性核素组成的超铀元素气溶胶，并引入取祥入口，然后复查所有标准检验条件。每个量程必须检验两个点。6.4. 2 静态检验在没有条件用超铀元素气溶胶进行动态检验的情况下，可以采用静态检验方法。将不同活度的参考源取代通常的收集介质，并在设备的整
25、个运行过程中进行检验，然后复查所有标准检验条件。每个量程必须检验两个点，如果利用己知的收集效率值，该方法还可用于核查仪器的校准因子。6. 4. 3 天然本底的补偿如果采用能谱瓢别法或者其他方法补偿天然放射，则对设备的所有检验必须在补偿单元处于工作状态下进行。补偿单元应按制造厂说明书的规定预先调整好。在设备检验期间，为了能在天然氮氧子体存在的情况下测量超铀元素(尤其是在超铀元素气溶胶浓度十分低时)，必须使用脉冲幅度分析器监视补偿单元的运行，由能谱峰位区别超铀元素和天然本底。还必须测量本底计数，以便从总计数中扣除本底。6.4.4 对参考源响应的准确度6.4.4.1 技术要求该检验必须按照GB716
26、5. 1第5.1. 3条的规定进行，其结果必须符合本标准表2中指示值相对固有误差的要求。6. 4. 4. 2 检验方法为了检验测量装置的全部量程，每类参考源均需有几个不同活度的源，同类参考源的活度约定真值必须用一个特定的参考源来校准，以减小检验误差。将参考源放在收集介质(例如过滤介质)的位置上，按照GB7165. 1第2.11条的公式确定每次检验7 7165.6-89 GB 的相对固有误差E，(以百分比表示)，并以表面发射率约定真值取代公式中的活度约定真值。这些检验必须在空气(或气体)流动的情况下进行，并必须测定在空气(或气体)通过设备时的天然本底活度，以便作相应的修正。6.4.5 对惰性气体
27、的响应且4.5. 1 技术要求制造厂必须确定设备对空气(或载气)样品中存在的某些值得关注的惰性气体的响应。6. 4. 5. 2 检验方法将设备的空气入口管道连接到空气出口管道上，并测出该空气回路的总体积，然后在此系统内注入总活度和体积已知的气体，如133Xe或85险。按常规方法操作该监测仪，记下平衡时的读数或达到的最大读数值，其结果以该读数值与检验气体的浓度之比表示。6.4.6 对氮氧子体的响应6. 4. 6. 1 技术要求制造厂必须确定在氮氧子体(其水平由制造厂和用户商定)存在的情况下，设备对值得关注的超铀放射性核素的最小可探测浓度。6. 4. 6. 2 检验方法将设备的空气入口置于没有放射
28、性污染的空气区域内，按常规方法操作监测仪，并测量该监测仪对天然氧氢子体的平均响应。由此推算出设备对值得关注的超铀放射性核素的最小可探测浓度。具体方法由制造厂和用户商定。值得关注的超铀放射性核素表5粒子能量.MeV期衰半放射性核素5.50.5.46 86 a 238PU 5.15,5.13 ,5.10 24 400 a h 5.17,5.12 6580 a UllpU 5.48,5.44,5.39 458 a 2UPu (241 Am) 5.27.5.22.5.17 7950 a 6.11. 6.07 163 d 242Cm 5.80.5.76 18.1 a 2HCm 构成天然本底的氮氧子体表6
29、粒子能量.MeV放射性核素5.99 218pO 6.05 212Bi 7.68 ZHpO 8.78 212币。6.5 空气回路的检验除了GB7165. 1第5.4条和第6.5条规定的检验外，还必须进行下列检验。6. 5. , 泄漏检验该项检验只测量空气回路的外部泄漏而不测量过滤器或其他滞留部件的旁路内漏。6.5.1. 技术要求由流量计上游漏入的空气或气体必须小于标称流量的5%。6.5.1.2 检验方法8 h主三、一一一GB 7165.6-89 必须使用两个流量计(或体积测量表)检验装有新过滤介质的过滤器(或其他粒子滞留部件)的空气泄漏率.这两个流量计必须校准到两者的相对误差小于1%。检验时，一
30、个流量计放在取样装置的上游，另一个位于过滤器(或其他滞留部件)的出口和该装置原有的流量计的入口之间。然后在合适的时间间隔内同时测量回路的流量，连续观测十次，取其平均值，其结果在通常的取样周期内，过滤器上游和下游测量的流量平均值之差不得超过5%。必要时，还必须对空气压差进行修正。6.5.2 收集效率的检验6. 5.2. 1 粒子大小在测量取样系统的收集效率时，使用的气溶胶粒子直径和粒子大小范围由制造厂和用户商定，以便于确定收集效率随被监测的气溶胶粒子的变化关系。6. 5. 2. 2 气榕胶类型适合用于检验收集效率的气溶胶有下列几类sa. 由带有荧光示踪物的粒子组成的非放射性气溶胶gb. 由胶乳或
31、聚苯乙烯小球组成的非放射性气溶胶;c. 放射性气溶胶。6. 5. 2. 3 检验方法把含有合适空气动力学直径的单分散相粒子的空气样品引入取样管道入口，以检验取祥设备的收集效率，取祥设备必须在已知的检验条件(例如流量)下运行，在取样停止之后，测定下列参数za. 收集介质上所收集的气溶胶数量;b. 在管道入口的内表面和收集介质上游空气回路的其他表面上所沉积的气溶胶数量sc. 收集介质下游的气溶胶数量。6. 5. 2. 4 收集效率的确定气溶胶的总量CT(以活度、质量或粒子数表示)由式(2)给出2CT = CM 十Cu十CDa. .( 2 ) 式中sCM一一沉积在收集介质上的气溶胶数量gCu 从收集
32、介质上游空气回路的内表面回收的气溶胶数量gCD一一收集介质下游收集的气洛胶数量。收集介质的收集效率E.按式(3)计算zEm =去X100 . . . ( 3 ) 6.5.2. 5 数值核实在可能的情况下，建议使用另一种方法来确定收集的气溶胶总量，以核实所得到数值，这些方法包括使用不同的仪器，例如分光光度计、橙子分析器等测量进入管道入口的气溶胶浓度的方法.7 说明书和检撞合格证书制造厂必须给每台设备附一份说明书和检验合格证书，除了包括GB7165. 1第9章中规定的内容外，还包括下述内容sa. b. 龟.鱼.e. f. g. 收集介质或其他粒子滞留部件的尺寸、类型和方向性;探测器窗和保护层的等效
33、厚度s参考源和专用源的特性;取祥和测量之间的延迟时间(对取样和测量不是同时进行的设备而言刘过滤器或其他粒子滞留部件可能容许的灰尘沉积量上限s设备可探测的放射性核素(班别程度以及对其浓度的响应;对其他干扰放射性核素的响应(如果测量是选择性的h9 一可飞GB 7165.6-89 h. 对放射性惰性气体和氨氢子体的响应;由制造厂和用户商定的对某一粒径范围内的粒子的收集效率。附加说明z本标准由全国核仪器仪表标准化委员会提出。本标准由中国原子能科学研究院负责起草。本标准主要起草人黄子瀚。千二-二一二卢版权专有不得翻印电岳书号，155088，1-7920 4峙标目157-15(1) 00 c.o 町，! c.o ,. 肿、l筒。
