利用便携式X光机开展现场校准工作的可行性研究

固定式X、γ辐射剂量率仪是承担核设施周围及内部连续监测任务的主要设备,这类仪表通常不便于拆卸送往计量实验室进行校准检定,而且送检周期较长(一周左右),影响了连续监测点数据的连续性。为了固定式仪表的按期校准,利用实验的方法研究了利用便携式X光机开展固定式X、γ辐射剂量率仪现场校准工作的可行性。研究结果表明管电压在80k V-200k V范围内的窄谱系列过滤X射线能够用于开展现场校准工作。     

现场校准试验用便携式γ射线照射装置研制

固定式环境γ辐射剂量率监测仪表是承担环境连续监测任务的主要设备,这类仪表通常不便于拆卸和安装,而且送检周期较长（一周左右）,影响了连续监测点数据的连续性。为了固定式仪表的按期校准,结合蒙卡方法研制了便携式γ射线照射装置,利用PTW剂量计对辐射场进行标定,最后利用便携式照射装置对固定式环境γ辐射剂量率监测仪表进行现场校准实验。     

便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究

便携式γ射线照射装置对于提高固定式X、γ辐射剂量仪检定率、解决现场校准难题具有重要意义,利用蒙特卡罗模拟与实验测量协同开展便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究。结果表明：蒙特卡罗方法可以模拟得到装置自身的散射辐射,实验测量只能获得照射装置以外辐射场中的散射辐射。利用MCNP程序F4卡和CF卡得到距放射源1 m处照射装置自身的散射贡献分别为13.07 %和4.55 %;反平方律实验和移出实验得到辐射场散射辐射贡献分别为0.2 %和3.94 %,满足ISO 4037-1:2019和GB/T 12162.1-2000的要求。该装置可用于固定式X、γ辐射剂量仪的现场校准。     

环境核辐射监测仪表剂量测量比对

为检验和促进提高校准能力及操作人员技术能力水平，确保监测数据的可靠性，开展了环境核辐射监测仪表的测量比对工作。本次比对主要针对环境级剂量率仪、探测下限覆盖环境范围的防护级剂量率仪和γ射线空气比释动能次级标准剂量仪。比对参数涉及空气比释动能和周围剂量当量。此次比对覆盖了广泛配备的环境核辐射监测仪表，对此类仪表的X射线响应、γ射线响应和宇宙射线响应等技术性能进行测量比对，分别采用E_n值及相对误差对比对结果进行分析评价。由比对结果可知，目前校准实验室所使用的次级标准剂量仪的|E_n|<1,全部符合要求，大部分环境核辐射监测仪表满足S-Cs各点指标要求，但是X射线响应较差，部分监测仪表不能满足能量响应变化极限不超过±30%的要求，建议仪表使用单位在首检时对其能量响应进行检定。     

陀螺寻北仪现场校准方法研究

针对现有车载陀螺寻北仪无法现场校准的问题,借鉴陀螺寻北仪实验室校准原理,以及使用的测量标准装置,提出用传递比较测量实现陀螺寻北仪现场校准的新方法。该方法以高精度陀螺经纬仪为传递标准,在外场对平行光管和平面镜进行引北赋值,使其作为陀螺寻北仪现场校准装置的方位角标准,进而对车载陀螺寻北仪进行校准。经实践证明,该方法准确、可行,可供陀螺寻北仪外场测试参考。     

船舶电压表（电流表）现场检定技术可行性初探

分析了船用电压表（电流表）现场检定的必要性,并以XF30A-2多功能校准源为主标准器,研究了环境温湿度变化对其技术指标的影响,探讨了利用该标准器对船舶电压表（电流表）开展现场检定工作的可行性。     

H-450 X射线参考辐射质的研建及验证

根据PTB和ISO 4037-1:2019要求,关于高空气比释动能系列（H系列）X射线参考辐射质的推荐数据,外推得出H-450的附加过滤为6.24 mm Cu,第一半值层（HVL_1st）为(5.39~5.52)mm Cu,平均光子能量为(214.25~214.78)keV,剂量率为11.51 Gy/h（距离焦斑为1 m处,管电流为10 mA）。随后,使用PTW32005电离室作为测量器具,采用半值层法建立H-450 X射线参考辐射质,得出HVL_1st为5.37 mm Cu,第二半值层（HVL_2nd）为5.97 mm Cu,同质系数为0.9。最后,使用PTW30013次级标准电离室测量得出H-450 X射线参考辐射质下距离焦斑1 m,管电流为10 mA时的剂量率值为11.98 Gy/h,与理论值的相对误差为4.07 %。采用MCNP 5软件对H-450 X射线参考辐射质进行能谱模拟并计算得出其平均光子能量为200.4 keV。     

静电场仪校准系统的设计及仿真研究

静电场仪的精确校准对提高卫星在轨电场探测精度、保障卫星安全发射升空、精确预测雷电等具有重要意义。针对电场仪校准的需要,设计了平行极板电容式静态电场仪校准装置。利用三维电磁场仿真软件CST对标准静电场发生装置进行数值仿真,研究了校准箱内部及边缘处的静电场分布特点,分析标准极板直径和间距对边缘效应的影响,结合极板平行度对电场均匀性的影响分析,确定了校准过程中电场仪探头的最佳位置,实现静电场仪校准装置的最优化设计。     

静电场仪校准系统的设计及仿真研究

静电场仪的精确校准对提高卫星在轨电场探测精度、保障卫星安全发射升空、精确预测雷电等具有重要意义。针对电场仪校准的需要，设计了平行极板电容式静态电场仪校准装置。利用三维电磁场仿真软件CST对标准静电场发生装置进行数值仿真，研究了校准箱内部及边缘处的静电场分布特点，分析标准极板直径和间距对边缘效应的影响，结合极板平行度对电场均匀性的影响分析，确定了校准过程中电场仪探头的最佳位置，实现静电场仪校准装置的最优化设计。     

热流现场校准装置研制及不确定度分析

为满足辐射热流测量系统的现场校准需求，基于高功率半导体激光热源发生技术，研制热流现场校准装置，介绍了热流现场校准装置的组成以及装置各组成部件的设计参数，通过光学分析软件对热流源进行光路设计，通过分析现场校准装置的各不确定度分量及计算合成的扩展不确定度，该装置实现扩展不确定度为2.7%,能够满足热流现场校准需求。     

LND两年月表辐射剂量测量结果

月球表面的辐射剂量是影响航天员安全和月表驻留时间的重要参数,通过对月表的粒子辐射测量可以为航天员的辐射安全防护提供重要依据.利用嫦娥四号着陆器上搭载的月表中子与辐射剂量探测仪二年的观测数据得到:月表粒子辐射在硅中的平均总吸收剂量率为12.66±0.45μGy·h-1,中性粒子吸收剂量率为2.67±0.16μGy·h-1.辐射剂量率随时间出现缓慢的下降,LET谱的变化则很小.同时观测到了2020年12月太阳活动末期由于银河宇宙线福布斯下降导致的辐射剂量率降低.      

铷原子钟物理部分的低剂量率辐射效应研究

铷原子钟物理部分是铷原子钟的原子鉴频器,决定铷原子钟的短期和长期稳定度（1s以上）,其中使用了金属铷、玻璃、镍铁合金等材料和一些双极性晶体管、运算放大器等器件,其核心部件铷泡是一个采用特殊真空工艺制造的器件,这些材料、器件和工艺的低剂量率辐射效应需要实验评价。本文提出并完成了铷原子钟物理部分的低剂量率辐射实验,采用Co60γ源,辐射剂量率0.01rad（Si）/s,总剂量50krad（Si）,对铷原子钟物理部分和铷泡的辐射效应分别进行了实验评估。这项研究更加真实地逼近了空间的电离辐射,实验数据对于星载铷原子钟的在轨运行监测和下一代星载铷原子钟的抗辐射设计具有重要的作用。     

可移动模型校准航空γ能谱仪剥离系数的 修正方法研究

为解决可移动模型与现有大型航空模型校准结果之间的量值统一的关键问题,首先在现有校准方法的基础上,建立了可移动模型校准航空/车载γ能谱仪的方法;再通过专门研制的可移动模型开展试验,经可移动模型校准直升机载、固定翼载、车载等多种大型γ能谱仪试验,证明可移动模型校准结果满足国家计量标准的基本要求,校准航空/车载γ能谱仪的方法可行。进一步总结剥离系数随模型摆放距离变化规律的基础上,提出采用可移动模型校准航空γ能谱仪时,应对校准结果进行剥离系数修正,得到的结果在现有航空混合模型上的示值误差更小,修正后的剥离系数更加接近于现有航空模型的校准结果,并给出了可移动模型校准结果的修正方法和修正因子。     

温度计量技术在航空发动机试车台健康管理中的应用

分析了航空发动机试车台温度配置参数传统离线校准方法,针对其存在的反复拆装耗时长且易引发故障、缺少系统综合误差的判定方法等不足,开展发动机试车台静态状态下的整机在线校准方法研究。通过给被校准参数传感器提供标准热源的方式,开展温度传感器及温度通道（温度仪表）在线整机校准。通过对发动机试车台系统模拟仪表显示结果与标准器读数进行比较,确认在线校准的有效性,实现了试车台系统综合误差校准,为试车台健康管理提供支撑。     

舰船现场计量校准环境模拟装置研究

针对原有舰船装备技术状态的压力和电工类仪器仪表计量时，因所处环境较恶劣，存在温湿度、电磁环境、振动等参数不能满足要求而无法开展计量校准工作的问题，设计了一种基于舰船现场计量校准环境的模拟装置。该装置由环境控制和校准操作两部分组成，重点研究了高温环境下的恒温、恒湿技术，以及分体式校准舱结构设计，实现了微环境的自动调节与控制，通过性能试验，证明了校准舱的温度波动度和均匀度均符合设计指标，能够解决现场计量校准的环境条件保障问题。     

船舶仪表现场计量保障问题研究

分析了计量工作重要性和船舶仪表现场计量保障工作面临的问题，阐释了船舶论证研制阶段开展对船舶仪表现场计量保障的依据及论证设计思路，重点分析了国内船舶靠泊港口的环境条件,阐述了压力仪表原位测试的可行性、原位检测设计方案和实施效果。     

用于直升机现场计量的低频振动校准技术

本文面向直升机健康与使用监测系统(HUMS)的现场计量保障需求,针对其中振动传感器在低频段尚无法实现现场校准的现状,提出了基于直线电机驱动技术的便携式低频振动校准技术方案。该方案利用高精度直线电机构造低频标准振动源,采用稳定性高的石英挠性加速度计作为标准加速度计,具有体积小、精度高、现场环境适应性好的特点,非常适用直升机HUMS的现场计量保障。根据不确定度评估结果,该方案能够实现0.5Hz～20Hz频率范围,0.01m/s~2～20m/s~2加速度范围内不超过1%的校准不确定度(k=2)。     

地面放射性测量模型γ剂量率值空间分布规律研究

地面模型是根据IAEA174号报告研建的用于校准便携式γ能谱仪、γ辐射仪的计量标准装置，最初主要用于地质勘查。2016年至2018年，新研建了钾含量30 %（YK3）和铀含量1 %（YU4）的两个模型，并确定了模型量值。远离模型表面中心位置的剂量率较低，随着中心点的接近，剂量率逐渐上升，YK3和YU4的剂量率坪区分别为模型中心点及周围半径约40 cm和50 cm范围内，在坪区内剂量率变化均不大于0.6 %；在参考点3.0 cm上的剂量率分别为320.8 nGy·h^-1和4.3×10⁴ nGy·h^-1；超过3.0 cm时，剂量率随高度呈非线性变化；根据不同高度上的理论计算和实测结果比对，在40 cm高度实测范围以内，YK3实测结果与理论计算结果相对偏差在3 %范围以内，120 cm高度实测范围内，YU4实测结果与理论计算结果相对偏差在2 %范围以内。     

法拉第筒法校准丙氨酸对质子吸收剂量技术研究

从低能质子入手,采用基于法拉第筒的质子吸收剂量校准方法,满足空间辐射对质子吸收剂量的校准需求。建立了一套法拉第筒法对薄膜剂量计的质子吸收剂量校准系统,该系统由束斑观测单元、束流散射单元、束流监测单元、旋转靶室以及法拉第筒探测单元组成,同时开展了法拉第筒法对丙氨酸薄膜剂量计的质子吸收剂量校准技术研究。     

法拉第简法校准丙氨酸对质子吸收剂量技术研究

从低能质子入手,采用基于法拉第简的质子吸收剂量校准方法,满足空间辐射对质子吸收剂量的校准需求。建立了一套法拉第筒法对薄膜剂量计的质子吸收剂量校准系统,该系统由束斑观测单元、束流散射单元、束流监测单元、旋转靶室以及法拉第筒探测单元组成,同时开展了法拉第筒法对丙氨酸薄膜剂量计的质子吸收剂量校准技术研究。