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摘 要：固体镭点源经过几十年的服役，长时间在野外环境使用和运输，其内部结构发生了不同程度的变化或损坏，影响到固体镭点源定值的准确性和用源安全。为了确定固体镭点源中心位置变化，该文通过分析中国源、英国源和前苏联源等三种不同类型固体镭点源内部结构的差异，研发了固体镭点源中心位置校准装置和校准方法，通过该装置对镭点源的校准结果统计发现，中国源和英国源的中心点偏移一般不超过2 mm，前苏联源中心点偏移最大可达20 mm。
关键词：固体镭点源 中心点位置 校准 研究
中图分类号：TL3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0012-03
Abstruct：After decades of service，a long time in the wild using and transporting，solid radium point source internal structure has undergone varying degrees of change or damage，which has an affecting on the accuracy and the safety of solid radium point source.In order to determine the changing of center of the solid radium point source，the paper develops the center of the solid radium point source calibration device and calibration methods by analyzes the differences of internal structure of three different types of solid radium point source：Chinese sources，the United Kingdom source and the former Soviet source.By using the device to calibrate the radium point source calibration，statistical results show that Chinese sources and the center of the British sources generally not more than offset 2 mm，the center of the former Soviet source offset up to 20 mm.
Key words：solid radium point source source center calibrate research
固体镭点源（以下简称“镭源”）在我国使用时间最长近60年，它主要应用于铀矿勘查、采冶中放射性仪器的稳定性检测和现场校准，对相关仪器（如γ测井仪、γβ编录仪等）测量质量的控制发挥了十分重要的作用。然而，在近年的使用中发现，部分镭源因长时间在野外环境使用和运输，其中心点位置发生了不同程度的偏移或损坏，使镭源定值产生偏差，直接影响到对被检仪器的校准结果，以及用源人员的安全。但老版的《JJG（核工）019-1991固体镭点源检定规程》没有镭源中心位置的检定项目，因为早期的镭源检定装置没有此项功能。2012年12月发布了新的镭源检定规程（即《JJG（军工）28-2012固体镭源检定规程》），新规程将镭源中心点位置正式列为校准（检定）项目。该文是该项目的研究成果之一，介绍了镭源中心点位置的校准装置和方法。
1 镭源结构
镭源一般由镭盐、内壳（源管）、外壳（保护壳）和固定元件四部分组成。按来源可以分为三类，一是20世纪50年代从前苏联引进的镭源（简称苏源），型号有P1字头、C41字头、1、5、6和10字头等共6种，一般分为0.1 mg、0.5 mg和1.0 mg三个量级；二是70年代末从英国引进镭源（简称英源），型号有5字头和6字头两种，分为0.5 mg和1.0 mg二个量级；三是我国自行研制生产的镭源（简称中源），型号是750B字头，为1.0 mg量级。
不同国家的固体镭源结构见图1。
2 镭源中心点位置校准装置与方法
2.1 装置的组成
固体镭源中心位置校准装置主要由γ总量测量仪，钨铜合金屏蔽器和镭源移动控制器组成。γ总量测量仪由CsI晶体探头和操作台构成，测得的计数率信号可输出至电脑。屏蔽器由钨铜合金材料制作，用来屏蔽γ射线，屏蔽器中间部分有一细孔，细孔处于探测器的正上方。镭源移动控制器是一螺旋转动自动控制镭源托架移动装置。装置结构如图2。
2.2 装置的工作原理
固体镭源中心位置校准装置是利用钨铜合金屏蔽镭源γ射线，测量通过屏蔽器中细孔的窄束γ射线的方法来确定固体镭源中心位置。被检镭源放在源托架上，它的底部与标尺刻度的零值对齐，零值与屏蔽器中的细孔相对应，细孔的底部是γ总量测量仪探头，镭源移动控制器的自动移动间隔可调，移动间距1～5 mm。校准装置开启测量，镭源等间隔地经过屏蔽器细孔的窗口，与之平行的射线被γ总量测量仪测量记录下来。
2.3 校准条件
1）现场校准环境温度10～35 ℃；
2）校准环境湿度小于80%RH；
3）校准场所通风良好，周围无影响测量结果的放射源；
4）校准前，校准装置连续通电预热时间不少于20 min。
2.4 校准方法
将固体镭源放在镭源中心点校准装置的镭源托架上，从镭源底部开始，选择1～5 mm范围内的任一值作移动间隔，测量不同位置处的响应，测试点与镭源底端的距离为横坐标，该点测得的响应值为纵坐标作测试校准曲线。 中心点位置按公式（1）计算。
A以镭源底端位置为零点计起的中心点位置，mm；
A1测试曲线峰的起始点的位置，mm；
A2测试曲线峰的终点位置，mm。
2.5 校准方法的验证
从镭源结构特征和校准结果分析，中国源和英国源的中心点发生偏移的可能性较小，而前苏联源则在使用中极易发生中心点的偏移。对于使用镭源中心点位置校准装置和采用方法测量结果的准确性，我们选择苏源C41-48做中心点校准结果验证。
测量时，由镭源底部开始，在中心点附近需加密测量点，苏源C41-48的校准结果如表2，表2中距离为从镭源底部算起的距离。
根据上述测试结果，以距镭源底部距离为横坐标，装置测量响应值为纵坐标作中心点校准曲线，如图3所示。
根据表2数据，由公式（1）计算可知镭源中心点位置为20 mm。同时，图3中可看出C41-48镭源在20.0 mm处响应最大，则其中心点为距源底部20.0 mm处。
为验证中心点校准装置测量结果的准确性，选择TW33007-3型井型密封高压电离室进行测试验证，测试结果如表3。可看出镭源C41-48在TW33007-3型井型密封高压电离室中测试响应最大值与校准中心点位置相吻合，由此验证中心点位置校准结果准确。
3 部分镭源中心点校准实例
3.1 镭源中心点校准曲线
下面是镭源检定工作中，部分具有一定特点的镭源校准曲线。校准剖面坐标图中，横坐标零点与镭源底部相对应。
（1）图4 苏源6-11、苏源10-446与苏源6-7校准曲线。校准曲线反映镭源的镭盐峰值已经移到源体的底部，校准曲线左侧缓、右侧陡，源的峰形也不一致，样式多变。反映镭源内部固定镭盐的金属丝松脱或折断，玻璃安瓿已经坐落于镭源底部。
（2）图5 苏源P1-779校准曲线，呈现不规则双峰形状，本底值抬高，活性宽度超过25 mm。推断安瓿可能断裂。
（3）图6 苏源P1-295和P1-803校准曲线，峰形平缓，活性宽度超过35 mm，失去点源特征。推断镭盐玻璃安瓿破碎，镭粉末散落在金属外壳内。
（4）图7 英源6-913、6-984和6-919校准曲线，同为6号源，峰值位置在30.0 mm，活度比较接近，峰形两侧形状对称，宽度一致，形状相似。峰值位置与镭源外壳标识中心位置一致。
3.2 校准结果统计
从近五年的检定（校准）数量统计，目前在用镭源约101～110枚，其中苏源约占55.2%，英源约占38.6%，中源只占6.2%。从固体镭源结构特征分析和镭源中心位置校准结果看，对于英源和中源，内部铂铱合金管和附加外壳之间采用胶垫固定，无移动空间，中心点位置一般不会发生变化。而苏源则不同，外壳与内部安瓿采用金属丝固定和棉花防震，发生位移的空间较大，这就可能引起中心点位置的较大变化，中源和英源的中心点一般偏移0～2 mm，苏源中心点偏移范围在0～20 mm。
4 结语
（1）通过对镭源中心点位置校准结果的统计、比对验证结果，表明镭源中心点位置校准装置测量结果准确，方法可靠、有效。
（2）新的镭源检定装置增加镭源中心点位置校准功能，新版镭源检定规程增加镭源中心点检定项目可以判断镭源内部结构变化、提高定值精度和减小检定结果的不确定度，对控制铀矿勘查、采冶中放射性仪器测量数据质量以及用源安全都具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1] JJG 416-1986铂铱合金管镭源检定规程[M].北京：中国计量出版社，1986.
[2] JJG（核工）019-1991固体镭点源检定规程[M].北京：中国核工业总公司批准，1991.
[3] JJG（军工）28-2012固体镭源检定规程[S].北京：国家国防科技工业局发布，2012.
关键词：固体镭点源 中心点位置 校准 研究
中图分类号：TL3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0012-03
Abstruct：After decades of service，a long time in the wild using and transporting，solid radium point source internal structure has undergone varying degrees of change or damage，which has an affecting on the accuracy and the safety of solid radium point source.In order to determine the changing of center of the solid radium point source，the paper develops the center of the solid radium point source calibration device and calibration methods by analyzes the differences of internal structure of three different types of solid radium point source：Chinese sources，the United Kingdom source and the former Soviet source.By using the device to calibrate the radium point source calibration，statistical results show that Chinese sources and the center of the British sources generally not more than offset 2 mm，the center of the former Soviet source offset up to 20 mm.
Key words：solid radium point source source center calibrate research
固体镭点源（以下简称“镭源”）在我国使用时间最长近60年，它主要应用于铀矿勘查、采冶中放射性仪器的稳定性检测和现场校准，对相关仪器（如γ测井仪、γβ编录仪等）测量质量的控制发挥了十分重要的作用。然而，在近年的使用中发现，部分镭源因长时间在野外环境使用和运输，其中心点位置发生了不同程度的偏移或损坏，使镭源定值产生偏差，直接影响到对被检仪器的校准结果，以及用源人员的安全。但老版的《JJG（核工）019-1991固体镭点源检定规程》没有镭源中心位置的检定项目，因为早期的镭源检定装置没有此项功能。2012年12月发布了新的镭源检定规程（即《JJG（军工）28-2012固体镭源检定规程》），新规程将镭源中心点位置正式列为校准（检定）项目。该文是该项目的研究成果之一，介绍了镭源中心点位置的校准装置和方法。
1 镭源结构
镭源一般由镭盐、内壳（源管）、外壳（保护壳）和固定元件四部分组成。按来源可以分为三类，一是20世纪50年代从前苏联引进的镭源（简称苏源），型号有P1字头、C41字头、1、5、6和10字头等共6种，一般分为0.1 mg、0.5 mg和1.0 mg三个量级；二是70年代末从英国引进镭源（简称英源），型号有5字头和6字头两种，分为0.5 mg和1.0 mg二个量级；三是我国自行研制生产的镭源（简称中源），型号是750B字头，为1.0 mg量级。
不同国家的固体镭源结构见图1。
2 镭源中心点位置校准装置与方法
2.1 装置的组成
固体镭源中心位置校准装置主要由γ总量测量仪，钨铜合金屏蔽器和镭源移动控制器组成。γ总量测量仪由CsI晶体探头和操作台构成，测得的计数率信号可输出至电脑。屏蔽器由钨铜合金材料制作，用来屏蔽γ射线，屏蔽器中间部分有一细孔，细孔处于探测器的正上方。镭源移动控制器是一螺旋转动自动控制镭源托架移动装置。装置结构如图2。
2.2 装置的工作原理
固体镭源中心位置校准装置是利用钨铜合金屏蔽镭源γ射线，测量通过屏蔽器中细孔的窄束γ射线的方法来确定固体镭源中心位置。被检镭源放在源托架上，它的底部与标尺刻度的零值对齐，零值与屏蔽器中的细孔相对应，细孔的底部是γ总量测量仪探头，镭源移动控制器的自动移动间隔可调，移动间距1～5 mm。校准装置开启测量，镭源等间隔地经过屏蔽器细孔的窗口，与之平行的射线被γ总量测量仪测量记录下来。
2.3 校准条件
1）现场校准环境温度10～35 ℃；
2）校准环境湿度小于80%RH；
3）校准场所通风良好，周围无影响测量结果的放射源；
4）校准前，校准装置连续通电预热时间不少于20 min。
2.4 校准方法
将固体镭源放在镭源中心点校准装置的镭源托架上，从镭源底部开始，选择1～5 mm范围内的任一值作移动间隔，测量不同位置处的响应，测试点与镭源底端的距离为横坐标，该点测得的响应值为纵坐标作测试校准曲线。 中心点位置按公式（1）计算。
A以镭源底端位置为零点计起的中心点位置，mm；
A1测试曲线峰的起始点的位置，mm；
A2测试曲线峰的终点位置，mm。
2.5 校准方法的验证
从镭源结构特征和校准结果分析，中国源和英国源的中心点发生偏移的可能性较小，而前苏联源则在使用中极易发生中心点的偏移。对于使用镭源中心点位置校准装置和采用方法测量结果的准确性，我们选择苏源C41-48做中心点校准结果验证。
测量时，由镭源底部开始，在中心点附近需加密测量点，苏源C41-48的校准结果如表2，表2中距离为从镭源底部算起的距离。
根据上述测试结果，以距镭源底部距离为横坐标，装置测量响应值为纵坐标作中心点校准曲线，如图3所示。
根据表2数据，由公式（1）计算可知镭源中心点位置为20 mm。同时，图3中可看出C41-48镭源在20.0 mm处响应最大，则其中心点为距源底部20.0 mm处。
为验证中心点校准装置测量结果的准确性，选择TW33007-3型井型密封高压电离室进行测试验证，测试结果如表3。可看出镭源C41-48在TW33007-3型井型密封高压电离室中测试响应最大值与校准中心点位置相吻合，由此验证中心点位置校准结果准确。
3 部分镭源中心点校准实例
3.1 镭源中心点校准曲线
下面是镭源检定工作中，部分具有一定特点的镭源校准曲线。校准剖面坐标图中，横坐标零点与镭源底部相对应。
（1）图4 苏源6-11、苏源10-446与苏源6-7校准曲线。校准曲线反映镭源的镭盐峰值已经移到源体的底部，校准曲线左侧缓、右侧陡，源的峰形也不一致，样式多变。反映镭源内部固定镭盐的金属丝松脱或折断，玻璃安瓿已经坐落于镭源底部。
（2）图5 苏源P1-779校准曲线，呈现不规则双峰形状，本底值抬高，活性宽度超过25 mm。推断安瓿可能断裂。
（3）图6 苏源P1-295和P1-803校准曲线，峰形平缓，活性宽度超过35 mm，失去点源特征。推断镭盐玻璃安瓿破碎，镭粉末散落在金属外壳内。
（4）图7 英源6-913、6-984和6-919校准曲线，同为6号源，峰值位置在30.0 mm，活度比较接近，峰形两侧形状对称，宽度一致，形状相似。峰值位置与镭源外壳标识中心位置一致。
3.2 校准结果统计
从近五年的检定（校准）数量统计，目前在用镭源约101～110枚，其中苏源约占55.2%，英源约占38.6%，中源只占6.2%。从固体镭源结构特征分析和镭源中心位置校准结果看，对于英源和中源，内部铂铱合金管和附加外壳之间采用胶垫固定，无移动空间，中心点位置一般不会发生变化。而苏源则不同，外壳与内部安瓿采用金属丝固定和棉花防震，发生位移的空间较大，这就可能引起中心点位置的较大变化，中源和英源的中心点一般偏移0～2 mm，苏源中心点偏移范围在0～20 mm。
4 结语
（1）通过对镭源中心点位置校准结果的统计、比对验证结果，表明镭源中心点位置校准装置测量结果准确，方法可靠、有效。
（2）新的镭源检定装置增加镭源中心点位置校准功能，新版镭源检定规程增加镭源中心点检定项目可以判断镭源内部结构变化、提高定值精度和减小检定结果的不确定度，对控制铀矿勘查、采冶中放射性仪器测量数据质量以及用源安全都具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1] JJG 416-1986铂铱合金管镭源检定规程[M].北京：中国计量出版社，1986.
[2] JJG（核工）019-1991固体镭点源检定规程[M].北京：中国核工业总公司批准，1991.
[3] JJG（军工）28-2012固体镭源检定规程[S].北京：国家国防科技工业局发布，2012.