科创中国

核技术应用是国民经济的重要组成部分，发达国家核技术应用产业的经济效益已超过国民经济总规模的2％，美国年产值占国民经济总产值的比例长期保持在4%至5%之间，2009年产值已达6000亿美元；目前我国正处于核技术快速发展时期，距发达国家仍存在一定差距，我国核技术应用产值占国民经济生产总值0.4%左右，近年来年均增长率均超过20%，2015年产值达到3000亿元。核安全是核技术应用的生命线，是国家安全体系的重要组成。辐射监测是确保核安全的重要手段，所用辐射仪表主要用于核事故“事前”预警监测和“事后”应急监测，“事前”核事故防范和预警监测中，环境辐射剂量的准确测量用于指导采取科学合理的防护措施；“事后”应急监测中，剂量监测结果的准确性及相应评价数据的可靠性可确保采取科学有效的决策。

项目相关研究成果通过比测技术服务、科技成果转化与产品开发和检测服务等方式在空间辐射、环保、疾控、核工业、辐射仪器仪表国产化、国防等各领域得到广泛应用，近三年的直接经济效益约2070.73万元；作为全国电离辐射计量溯源的源头，间接为全国核技术应用相关行业数以万计的环境水平剂量监测仪表、核应急仪表溯源，提供精准计量技术服务，为我国核技术安全应用提供了强有力的计量技术支撑，间接经济效益巨大。

项目实现了辐射防护量在661 keV能量点(Cs-137 γ射线)从环境水平到核应急水平剂量率的全覆盖，提升了我国电离辐射剂量方面的量传能力，完善了我国电离辐射计量体系；项目成果对实现我国电离辐射计量技术自主可控、推动辐射剂量仪表的国产化具有重要作用；直接支撑我国多项与环境辐射剂量监测相关的国际互认的校准测量能力(CMCs)，为提升我国作为国际原子能机构/世界卫生组织（IAEA/WHO）的剂量基准实验室（PSDL）的技术能力提供技术支撑，增强了我国在电离辐射计量领域的国际影响力。

本项目建立了国内唯一的核应急水平Cs-137 γ射线标准装置，剂量当量率上限由1 Sv/h提升至近10 Sv/h，剂量率测量结果不确定度1.3%(k=2)，优于国际上同类装置的技术指标(1.4%~3%)，达到了国际领先水平。

此前，我国尚未建立核应急水平Cs-137 γ射线参考辐射场，导致在国际公认的辐射防护剂量能量归一点处（661 keV），核辐射剂量仪表的直接溯源和相关性能测试无法开展，同时我国核应急水平辐射监测仪表的国产化也受到很大的制约。

本项目基于高活度的Cs-137放射源及射线与物质相互作用的基本理论，设计并优化辐照器放射源腔室和光阑结构，建立了核应急水平Cs-137 γ射线参考辐射场，使得我国具备在能量归一点处直接开展核应急剂量仪表的溯源和性能的关键条件，为提高我国核应急水平辐射监测仪器仪表的技术水平提供支撑。

本项目基于G(E)函数理论，开展能谱-剂量转换方法研究，在计量领域率先提出并实现了基于环境γ射线辐射脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量新技术，得到环境辐射剂量率的相对固有误差好于±2.4%，与德国物理技术研究院（PTB）技术水平一致，达到国际先进水平。

针对环保、核电、国防等领域装备的大量固定式环境辐射剂量监测仪表的现场量传，通常是将装有豁免活度以上的放射源的辐照器运输至现场进行量传，该方法存在放射源失控的风险，因此导致这种现场量传方法难以实施。

本项目攻克了通过能谱得到环境辐射剂量的技术难题，为建立针对固定式环境辐射监测仪的量传新方法奠定了技术基础，同时避免了使用非豁免放射源所带来的潜在风险。

建立了一种环境辐射能量补偿技术，在此基础上研制了周围剂量当量标准电离室，实现了对环境辐射周围剂量当量(率)参考值的直接测量。

对于能量已知的射线，周围剂量当量(率)参考值可通过空气比释动能(率)乘以转换因子（查表可得）得到。而对于能量未知的射线，由于转换因子与射线能量密切相关，难以直接得到周围剂量当量(率)参考值，导致在环境辐射监测用的周围剂量当量(率)仪表参考值的测量方面还存在不便。

本项目基于Brag-Gray理论，通过利用一定占空比的介质对于不同能量射线的阻挡差异，以实现在测量周围剂量当量(率)过程中能量响应一致性较好的目的，建立了一种环境辐射能量补偿技术，研制了周围剂量当量标准电离室，为环境辐射监测工作提供了技术支撑。

“环境与核应急水平辐射剂量量传关键技术研究与应用”项目基于建立的标准参考辐射场、形成的新技术和编制的计量技术规范等研究成果，通过比测技术服务、科技成果转化与产品开发和检测服务等方式在空间辐射、环保、疾控、核工业、辐射仪器仪表国产化、国防等基础研究和应用研究领域获得了广泛应用，为这些涉及国民经济、社会发展和国家安全的重要领域提供了计量技术支持。

辐射防护是预防和评估电离辐射对人及环境产生有害效应的学科。辐射防护领域计量创新研究团队致力于推动本领域的电离辐射计量新技术研究及成果应用推广。该团队的研究内容主要有四个方面：一是放射性核素活度测量与内照射剂量评估的新技术，二是环境与防护水平的X/γ外照射剂量测量新技术，三是中子防护计量新技术，四是医检和安检设备辐射防护计量新技术。团队研究形成的标准装置与标准物质等新成果，将持续为核能开发及其它核技术利用行业的准确与可靠测量贡献力量。

本项目建立的针对环境和核应急水平辐射剂量相关的检测校准能力，持续为上述基础研究和应用研究领域提供计量溯源支持、设施与实验平台，创造了重大的经济效益和社会效益。近三年来本项目直接经济效益约2070.73万元，并仍在持续创收。作为全国电离辐射计量溯源的源头，间接为全国核技术应用相关行业数以万计的环境水平剂量监测仪表、核应急仪表提供精准计量技术服务，为我国核技术安全应用提供了强有力的计量技术支撑，间接经济效益巨大。

通过建立的环境水平和核应急水平γ射线参考辐射场，直接为国防领域的装备采购进行性能比测，为相关研发机构的装备性能提升提供计量技术支持；为其他剂量仪表的研制提供良好的测试平台，在助力国产核仪器仪表的研发、性能提升方面发挥着重要作用。

项目的环境辐射脉冲高度谱的空气吸收剂量率测量新技术，为成功申报国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用” 课题《环境γ剂量监测仪表和氚碳监测仪表在线校准技术研究》（编号：2017YFF0206304）和课题《低剂量率X 射线、γ射线计量关键技术研究》（编号：2017YFF0205101）奠定了基础，该技术促进与生态环境部核与辐射安全中心的合作，直接服务于国控大气辐射环境自动监测站的固定式环境辐射监测仪表的性能评价；项目通过对环境水平γ射线参考辐射场的量程扩展，提供了空间辐射环境在地面的精准模拟条件，直接支持了中国科学院战略性先导研究计划《太空环境对哺乳动物植入前胚胎发育影响的分子机制研究》（编号：XDA04020202-20）。