最小可探测活度（MDA）在核电站控制区出入口辐射监测系统设备上的应用

2023.10.23

侯鑫姚飞曹舟

摘要：从核电站控制区出入口辐射监测系统设备引入最小可探测活度（MDA），判断限和探测限概念，并对计算公式进行推导，不同性质的设备应采用不同的计算公式以计算其MDA，目的是帮助核电站相关设备运维从业者理解MDA的定义，掌握其在实际测量中的应用。

关键词：最小可探测活度;MDA;控制区出入口辐射监测系统;核电站

核电站控制区出入口辐射监测系统，一般包含两个部分：个人剂量监测和管理子系统及污染监测子系统。其中，污染监测子系统的作用是对进出控制区的人员、进出厂区的人员和车辆、使用过的衣物、需携带出控制区的小物品的表面污染等进行监测和管理。污染监测子系统主要包括C1型全身污染监测仪（测量γ污染）、C2型全身污染监测仪（测量α和/或β污染）、衣物分拣仪（测量α、β、γ污染）、小物品污染检测仪（测量γ和/或β污染）、车辆/人员γ辐射监测仪等设备。对于污染监测子系统中所包含的设备，最小可探测活度（MDA）是评价该系统设备的一个重要指标，本文就探测限值在核电站控制区出入口辐射监测系统设备上的应用进行详细阐述。

1 判断限和探测限

在不同的应用场合下，判断限或探测限都可以用来衡量设备的最小可探测活度。

判断限，可理解为当净计数/计数率（辐射测量数据-本底测量数据）大于判断限时，可认为在一定概率下样品存在放射性。

探测限，可理解为当净计数/计数率（辐射测量数据-本底测量数据）大于探测限时，此样品的放射性活度可被定量分析。

所以，判断限，即为设备可判断是否有污染的最小可探测活度;探测限，即为设备可定量分析的最小可探测活度。当设备测量到的结果小于判断限时，就认为被测样品的放射性含量低到无法被设备检测到，通俗地认为设备没有放射性玷污;当设备测量到的结果小于探測限时，就认为这个测量结果是没有任何意义的，不能代表当前辐射的实际水平。

2 等时测量数学模型下的判断限和探测限

5 讨论

5.1 设备的最小可探测活度不等于设备可探测到的最小活度

由放射性测量中普遍存在的统计涨落现象，小于设备最小可探测活度的放射性并不意味着一定测量不到（无法报警），而大于设备最小可探测活度的放射性并非100%可以完全测量到（产品污染报警），其中都存在一定的概率，只是概率的大小不一致而已。

设备的最小可探测活度这一参数的引入，并非用于测量结果的表达，而是为实现具体的工作目标而选择适当的方法或制定合理的方案，以使测量结果的精度满足预定的要求。或者说可以采用同测量一条件下的最小可探测活度指标来区分同类设备性能的优劣。

5.2 第一类错误概率（误报警率）不等于设备的误报警概率

第一类错误概率（误报警率）只是统计学上的一种理想模型下的参数，该模型下所有测量结果的误差引入只考虑统计涨落因素。而实际设备测量过程中，设备测量结果的误差引入是多方面的，并非只受统计涨落一种因素的影响。所以设备计算最小可探测活度时，引用的误报警率（第一类错误概率）并不等于设备实际测量过程中的误报警概率。设备的误报警概率可参考《IEC 62244-2006辐射防护仪器：国家边境地区放射性和特殊核材料的探测用安装的放射监控设备》中的相关方法检测。

参考文献：

[1]ISO 11929.Determination of the characteristic limits（decision threshold，detection limit and limits of the confidence interval）for measurements of ionizing radiation-Fundamentals and application[S].Germany：DIN，2010.

[2]IEC 61098.Radiation protection instrumentation-Installed personnel surface contamination monitoring assemblies[S].Germany：DIN，2007.

[3]IEC 62244.Radiation protection instrumentation-Installed radiation monitors for the detection of radioactive and special nuclear materials at national borders[S].Germany：DIN，2011.

[4]Michael F.L Annunziata.放射性分析手册（第二版）[M].北京：原子能出版社，2006：446-447.

[5]吴治华.原子核物理实验方法[M].北京：原子能出版社，1997.