專利名稱：放射性測量領(lǐng)域中用于縮短統(tǒng)計(jì)學(xué)測量時(shí)間的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在放射性測量中用于檢測超過一限制值的方法。
在測量放射性污染中，測量值分別要和由規(guī)章和法律規(guī)定得出的限制值相比較。由于放射性輻射的性質(zhì)，測量值會遇到周期性的變化。因此對于污染測量要利用統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性(a statistical certainty)，它涉及到所謂的背景測量和事件測量。在這樣做時(shí)，已經(jīng)知道要根據(jù)必需的統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性、所得到的限制值和背景測量值來確定測量的持續(xù)時(shí)間。因此為了滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性，測量持續(xù)時(shí)間是在開始實(shí)際測量之前已經(jīng)預(yù)先規(guī)定的，并且是根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算出來的。對于預(yù)定測量持續(xù)時(shí)間的測量值被確定并和測量值的限制值進(jìn)行比較。如果測量值超過了限制值，則說明限制值已被超越。對于這種已知方法，其缺點(diǎn)是會導(dǎo)致比較長的測量持續(xù)時(shí)間，即使當(dāng)沒有污染存在(凈測量率)。
由DE4240535已知一種方法，利用相對于接收機(jī)移動的伽馬線來快速檢測放射源。
由US3670164已知一種用于人的钚檢測器。利用钚檢測器，背景輻射由若干伽馬檢測器連續(xù)測量。測量值被用作在有人進(jìn)入檢測區(qū)時(shí)背景輻射的實(shí)際值，并在測量中計(jì)入。
本發(fā)明具有這樣的目的，即提供一種方法以檢測對限制值的超越，它迅速而可靠地表明出現(xiàn)了限制值的超越。
按照本發(fā)明，此目的是由具有權(quán)利要求1所述特征的方法解決的。
按照本發(fā)明的方法，對于放射性測量中的限制值被超越進(jìn)行檢測。按照第一步，對所用的污染測量設(shè)備計(jì)算出測量的最大持續(xù)時(shí)間。污染測量設(shè)備的測量持續(xù)時(shí)間優(yōu)選要借助于DIN25482/1中所規(guī)定的檢測限制來計(jì)算。然后，按照本發(fā)明，使用該測量設(shè)備進(jìn)行若干次單獨(dú)的測量，每次均以較短的測量持續(xù)時(shí)間。在每次單獨(dú)測量后，在以前測到的測量值的基礎(chǔ)上計(jì)算其概率，即所有測量值的平均值超過了在仍然余下的測量持續(xù)時(shí)間中的限制值的概率。這種概率可以利用有關(guān)概率計(jì)算的數(shù)學(xué)進(jìn)行計(jì)算而不會有大問題。在計(jì)算出的概率小于或等于一預(yù)定的必然性(a predetermined certainty)的情況下，就產(chǎn)生一信號以停止測量。該預(yù)定的必然性是由一數(shù)字值形成的并用作所計(jì)算的概率的比較值。因此，在這種情況下，通過以比規(guī)定的總的測量持續(xù)時(shí)間更短的測量持續(xù)時(shí)間的一個(gè)或若干個(gè)單獨(dú)的測量，就可完成具有足夠可靠性的報(bào)告(a statement)。如果在仍然余下的單獨(dú)測量中所有測量值的平均值超過限制值的概率大于該預(yù)定的必然性的話，那么就重新進(jìn)行一次單獨(dú)的測量，同時(shí)考慮到新的測量值重新確定概率。這個(gè)過程重復(fù)直到或者產(chǎn)生一個(gè)信號表明不存在必然性，或者直到單獨(dú)測量持續(xù)時(shí)間的總和達(dá)到或超過測量的總的持續(xù)時(shí)間。在后一種情況下，超過限制值的概率要比該預(yù)定的必然性更大，以致，取決于對測量所要求的統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性，就可以報(bào)告或排除超過了限制值。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)放射性遠(yuǎn)低于該限制值時(shí)，在對對象或人員的許多測量中測量的持續(xù)時(shí)間能夠明顯地縮短。這具有這樣的后果，例如，在其中要實(shí)施測量的核電站中排水閘(sluice)可以工作得更快，而且可以有更多的人和貨物可以在一次輪換中導(dǎo)引通過它們。重要的是要指出，本發(fā)明的方法能夠以與常規(guī)方法相同的統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性作出這樣的報(bào)告，即在放射性測量中分別發(fā)生了或是沒有發(fā)生對限制值的超越。在本發(fā)明的方法中，根據(jù)以前所進(jìn)行的單個(gè)測量，當(dāng)在單個(gè)測量的基礎(chǔ)上，可以用規(guī)定的統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性排除仍然可能會發(fā)生超過限制值的情況下，就可以縮短測量的持續(xù)時(shí)間。本發(fā)明的方法可以用申請人所提出的P2方法來表示，或者叫做“概率擴(kuò)展”(“probabilitypropagation”)。本發(fā)明的方法在第一批單獨(dú)測量后就可以在統(tǒng)計(jì)上有足夠必然性的條件下作出不可能超過限制值的報(bào)告的情況下，可提供測量持續(xù)時(shí)間的節(jié)省。
對于測量值的分布采用了高斯分布，尤其是在使用β-及/或γ-輻射的測量設(shè)備時(shí)。在較低的總計(jì)數(shù)率的情況下，例如發(fā)生于α-輻射的測量中，對于測量值使用泊松或二項(xiàng)式分布。
本發(fā)明的方法利用單獨(dú)的圖作更詳細(xì)的說明。
如已經(jīng)指出的，對于污染測量設(shè)備的測量持續(xù)時(shí)間在德國是根據(jù)在DIN254821/1中所規(guī)定的檢測限制計(jì)算的。該檢測限制被定義為ρn=(kα+kβ)·ρo(1to+1tb)+(kα+kβ)2·[1to+1tp]]]>其中kα，kβ標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分位數(shù)ρo背景計(jì)數(shù)率(counting rate)的期望值ρn對于凈計(jì)數(shù)率的期望值的檢測限制to背景測量的測量持續(xù)時(shí)間tb總體效應(yīng)測量的測量持續(xù)時(shí)間對于檢測限制的方程式的解得出測量設(shè)備的總體測量持續(xù)時(shí)間。在這樣做時(shí)，檢測器的效率按已知方式計(jì)及。這樣，在給定的檢測限制時(shí)就確定了測量的持續(xù)時(shí)間。測量持續(xù)時(shí)間被劃分成N個(gè)測量周期，每個(gè)測量周期被運(yùn)行以持續(xù)時(shí)間T。
在本發(fā)明方法中，在每次測量以后要計(jì)算出概率，它指明在考慮到迄今為止所得到的測量值的情況下，是否會在剩下的測量持續(xù)時(shí)間內(nèi)仍然能夠得到對限制值的超越。
這可以由一個(gè)簡單的例子來說明假定做了10次單獨(dú)的測量，且要檢查的限制值為12。按照本發(fā)明的方法，在每次單獨(dú)的測量結(jié)束時(shí)，計(jì)算出在剩下的單獨(dú)測量中仍然能夠得到超過限制值的概率有多大。
這樣，在第一次單獨(dú)測量之后要問，例如，當(dāng)?shù)谝淮螠y量值為2時(shí)，在平均值中仍然能得到超越限制值的概率是否會大于0.95。在第二次單獨(dú)測量之后要問，當(dāng)?shù)谝淮螠y量值為2和第二次測量值為3時(shí)，在平均值中仍然能得到超越限制值的概率是否會大于0.95。這一過程繼續(xù)進(jìn)行，直到未能超越限制值的估計(jì)概率在數(shù)量增加的測量值的基礎(chǔ)上以充分的必然性達(dá)到足夠高的數(shù)值。
當(dāng)在測量背景值時(shí)這一方法提供時(shí)間上的節(jié)省，這一點(diǎn)變得更為引人注意。如果9次測量是0，則沒有任何困難會表明第10次的測量值極其不可能會大于120，從而導(dǎo)致對限制值的超越。它將可證明地低于所要求的概率0.95。對此，根據(jù)頭上9次測量值已知的測量值的分布，可以估計(jì)例如分布的參數(shù)，然后正在測量的值將會大于120的概率就能夠確定。
過程的轉(zhuǎn)移是作為流程圖示于單獨(dú)的附圖
中的。在過程步驟10中計(jì)算Tmax大小。這個(gè)大小可以是例如在前規(guī)定的測量持續(xù)時(shí)間tb。在下一步12中，實(shí)施持續(xù)時(shí)間為T的測量，且T＜Tmax。對于在測量時(shí)間Tmax中所有可能的測量的平均值X小于限制值XGr這樣的概率Pi要對測量值和先前已經(jīng)測量的測量值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的基礎(chǔ)是以前的測量值。對于這個(gè)概率的確定，在大的計(jì)數(shù)率時(shí)，要利用的是測量值存在正態(tài)分布，而在低計(jì)數(shù)率時(shí)存在泊松或二項(xiàng)式分布。
按這種方式確定的概率Pi在過程步驟16中和指定的限制值超越的統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性PGr相比較。這樣，如果對于限制值超越的剩余概率Pi小于指定的限制值超越的統(tǒng)計(jì)學(xué)必然性PGr，則在過程步驟18中產(chǎn)生信號Si，它停止整個(gè)測量。如果這個(gè)陳述是不可能的，然后則在過程步驟20中將單獨(dú)測量的總的持續(xù)時(shí)間和最大持續(xù)時(shí)間相比較。如果測量已經(jīng)進(jìn)行了足夠長的時(shí)間，則產(chǎn)生信號S2，按照這一信號概率Pi大于PGr，因而對限制值的超越可能會存在。如果在過程步驟20中迄今為止所發(fā)生的測量持續(xù)時(shí)間不大于總的測量持續(xù)時(shí)間，則過程返回到過程步驟12并重復(fù)對測量持續(xù)時(shí)間T的測量，這個(gè)時(shí)間小于Tmax。
很明顯有可能將單獨(dú)測量過程的持續(xù)時(shí)間安排成可變的方式，甚至可能將它選擇成與先前測量結(jié)果相互有關(guān)。
本方法通過模擬做了測試，在模擬中在實(shí)際記錄的測量值的基礎(chǔ)上在相等的必然性下可以達(dá)到的有效性增加約30％。本方法是利用申請人的RTM860TS型個(gè)人監(jiān)測器的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)的，該監(jiān)測器是作為德國核電站的預(yù)監(jiān)測器之用的。在36天中，在這樣做時(shí)約進(jìn)行了27,000次測量,這相當(dāng)于13,500次訪問。按照DIN平均測量持續(xù)時(shí)間是每體側(cè)9.9秒。利用本發(fā)明的方法這個(gè)測量時(shí)間可以縮短27.9％，這導(dǎo)致每天平均節(jié)省34分鐘和設(shè)備平均節(jié)省每天375次訪問。
權(quán)利要求
1.在放射性測量中檢測超越預(yù)定的限制值用的方法，其特征在于下列過程步驟-計(jì)算對污染測量設(shè)備的總的測量持續(xù)時(shí)間，-利用測量設(shè)備實(shí)施若干次單獨(dú)的測量，其測量持續(xù)時(shí)間短于總的測量持續(xù)時(shí)間，-在每次單獨(dú)測量后，在前面已測量過的測量值的基礎(chǔ)上計(jì)算一概率，即在一時(shí)間周期內(nèi)的一次或若干次測量中所有單獨(dú)測量的平均值超越限制值的概率，該時(shí)間周期至少具有為了達(dá)到總的測量持續(xù)時(shí)間而仍然剩下的時(shí)間長度，-在計(jì)算得出的概率小于在剩下的測量持續(xù)時(shí)間中超越限制值的一預(yù)定必然性的情況下，產(chǎn)生一信號表明沒有發(fā)生超越限定值，并且該過程結(jié)束，否則進(jìn)一步實(shí)施單獨(dú)測量，直到或者總的測量持續(xù)時(shí)間已達(dá)到或已超過，或者直到單獨(dú)測量之一中計(jì)算出的概率小于或等于該預(yù)定的必然性，且過程結(jié)束。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于對于測量值的分布采用正態(tài)分布。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于該測量設(shè)備是為β-輻射及/或γ-輻射構(gòu)制的。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于在較低的計(jì)數(shù)率時(shí)，采用泊松或二項(xiàng)式分布，優(yōu)選是在測量α-輻射時(shí)。
5.按照權(quán)利要求1到4之一的方法，其特征在于總的測量持續(xù)時(shí)間是根據(jù)檢測限制，尤其是按照DIN25482/1確定的，該檢測限制被定義為ρn=(kα+kβ)·ρo(1to+1tb)+(kα+kβ)2·[1to+1tp]]]>其中kα，kβ是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分位數(shù)，ρo是背景計(jì)數(shù)率的期望值，ρn是對于凈計(jì)數(shù)率的期望值的檢測限制，to是背景測量的測量持續(xù)時(shí)間，以及tb是總體效應(yīng)測量的測量持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及在測量放射性時(shí)的檢測方法，以檢測何時(shí)超過一預(yù)定閾值，包括下列各步a)為污染測量設(shè)備計(jì)算總的測量間隔，b)利用上述測量設(shè)備進(jìn)行若干獨(dú)立測量，其測量間隔短于總的測量間隔，c)在每次獨(dú)立測量后，在迄今測得值的基礎(chǔ)上計(jì)算下列事實(shí)的概率，即在某一時(shí)間間隔內(nèi)的一或多次獨(dú)立測量中所有各單獨(dú)測試的平均值將超過閾值，該時(shí)間間隔至少是到達(dá)總的測試間隔所剩下的那么長的時(shí)間，d)在所計(jì)算的概率小于或等于表明在剩余測量間隔內(nèi)閾值將被超過的預(yù)定必然性的情況下，產(chǎn)生一信號，按照該信號閾值未被超過且方法結(jié)束，否則繼續(xù)進(jìn)行獨(dú)立測試，直到或者總的測量間隔已達(dá)到或超過，或者直到單獨(dú)測試所計(jì)算的概率小于或等于該預(yù)定的閾值概率，此時(shí)方法結(jié)束。
文檔編號G01T1/00GK1468378SQ01817109
公開日2004年1月14日 申請日期2001年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月9日
發(fā)明者博多·克雷布斯, 英戈·克爾恩, 克爾恩, 博多 克雷布斯 申請人:拉多斯技術(shù)有限公司