我們的生活和電離輻射密切相關(guān),我國國家標(biāo)準《GB18871-2002 電離輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準》規(guī)定,公眾受照射的個人劑量限值為每年1毫希沃特。
但其實公眾每年真正受到的照射也就是防護量很難直接測得,通常只能用實用量替代。實用量由國際輻射單位與測量委員會定義,指的是通過簡化輻射條件和受體,從而將不可直接測量的防護量變?yōu)榭蓽y量的量。
我們對這樣的生活場景并不陌生,通過一把尺子可以測量長度,借助一桿稱,能準確稱出一斤豬肉。
但對并不直觀的輻射來說,評價維度非常多,要弄明白各種輻射粒子對人體的傷害并不簡單。
即使忽略人的個體差異,因為粒子種類、數(shù)量、入射方向和能量不同,對人體造成的傷害也不一樣。電離輻射與人體作用會產(chǎn)生能量沉積,絕大部分會以熱的形式發(fā)出,但余下的一小部分可能會讓身體出現(xiàn)細胞損傷,甚至導(dǎo)致基因變化,這是因為不同器官對粒子的承受力不一樣。因為太復(fù)雜,沒辦法在實驗室情況下定義人體所受劑量,現(xiàn)在的實用量數(shù)值采取了一種簡化的方法,將人簡化為一種球體或長方體,在球體或長方體特定深度定義實用量。
值得慶幸的是,雖然特別復(fù)雜,但在實驗室條件下,科研人員可以通過一系列測量和計算得到實用量。但用于輻射測量的測量儀表,在測量中得到的是一種信號,要獲取防護值,也就是直觀的數(shù)值,需要科研人員通過檢定或者校準的方法,在信號和實用量之間建立一定的比例關(guān)系。
“我們的最終目標(biāo),是讓儀器在現(xiàn)場測量的實用量更加準確,只有實用量越準,才能更加準確的評估防護量。”國防科技工業(yè)電離輻射一級計量站(以下簡稱計量站)魏可新研究員說,自己和團隊的研究,就是為了讓輻射防護監(jiān)測儀器測量結(jié)果更可靠,比如將不確定度從10%降到5%,使測量結(jié)果更準確。
歷經(jīng)近十年努力,魏可新承擔(dān)的“低能光子校準技術(shù)研究”項目獲得了國防科學(xué)技術(shù)一等獎。
項目組突破了低能光子能譜反演等系列關(guān)鍵技術(shù),在國內(nèi)率先建立了防護和環(huán)境水平低能光子參考輻射場;同時在國內(nèi)率先開展了個人劑量當(dāng)量量值復(fù)現(xiàn)與校準技術(shù)研究,為我國電離輻射計量領(lǐng)域開拓了基于輻射防護實用量的量值傳遞新體系;制定了相關(guān)國家標(biāo)準和檢定規(guī)程,系統(tǒng)解決了我國多類型輻射安全防護和環(huán)境輻射監(jiān)測儀表低能光子部分的檢定、校準問題。
魏可新說,目前項目成果已應(yīng)用于國防、反恐、核能等領(lǐng)域多種型號輻射監(jiān)測儀表檢定、校準和測試工作,取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。
計量是關(guān)于測量的科學(xué),是科學(xué)技術(shù)的一個重要組成部分,是與人類社會進步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展同步發(fā)展的。計量是國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中一項重要的技術(shù)基礎(chǔ),是一個國家,一個地區(qū)和一個行業(yè)發(fā)展的探測器。
其實,“計量”這一術(shù)語并不是自古有之的,而是新中國成立后于1953年才開始使用的,以取代大家更為耳熟能詳?shù)脑~匯“度量衡”。
然而,在“計量”一詞華麗的外表之下,埋藏著的卻是計量科研工作者辛勤的汗水和頑強拼搏的決心。
創(chuàng)新是科學(xué)的源泉,但對國防計量人來講,創(chuàng)新卻有著更深一層的含義,可以說創(chuàng)新是國防計量的生命線。
計量站主任劉蘊韜說,民用計量其配套技術(shù)在全世界范圍內(nèi)都是開放的,而國防計量,特別是國防電離輻射計量,與其直接相關(guān)的技術(shù)很難在公開文獻中找到,相關(guān)領(lǐng)域的國外同行更是對其三緘其口。
作為國防最高計量技術(shù)機構(gòu)之一,計量站如何突破關(guān)鍵技術(shù)建立滿足國防需求的最高計量標(biāo)準,如何為國防核科技工業(yè)的生存與發(fā)展提供強有力的計量保障?答案只有一個,那就是創(chuàng)新。
計量站位于北京西南郊的中國原子能科學(xué)研究院工作區(qū)內(nèi),目前已具有4500平方米的現(xiàn)代化實驗室,2000平方米的新實驗室也即將破土動工。但在計量站創(chuàng)建之初,僅有兩座年久失修的二層老樓和三間活動板房。為了能夠讓精密的測量儀器穩(wěn)定工作,第一代計量站人毅然將較好的房間留給了儀器,將四面透風(fēng)的房間留給了自己,在冬天最冷時,室內(nèi)溫度只有8攝氏度,上班時即使穿著棉衣、棉褲和棉鞋,也被凍得瑟瑟發(fā)抖。就是在這樣的條件下,我國建立起第一個中子源強絕對測量標(biāo)準,該標(biāo)準于1985年通過國際比對獲得了計量互認,相關(guān)成果于1987年榮獲國家科技進步三等獎,并于1990年8月為我國第一座自行設(shè)計建造的核電站——秦山核電站反應(yīng)堆啟動中子源的強度定值,保證了核電站的順利啟動。
在國防科工局、中核集團和中國原子能科學(xué)研究院的大力支持下,經(jīng)過30余年的頑強拼搏與創(chuàng)新發(fā)展,計量站先后建立了最高計量標(biāo)準裝置19項,其中5項標(biāo)準裝置為國防獨有,11項標(biāo)準裝置的技術(shù)指標(biāo)達到國際先進水平。計量站所建立的國防最高計量標(biāo)準裝置滿足了裝備研制與試驗、核材料與放射性同位素生產(chǎn)、核設(shè)施運行、核燃料循環(huán)與乏燃料后處理、核設(shè)施退役與放射性廢物治理、核技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域的量值傳遞與溯源需求,在確保國防科技工業(yè)電離輻射計量的量值準確、數(shù)據(jù)可靠等方面發(fā)揮著重要作用。
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