ГОСТ 34155-2017

ГОСТ 34155-2017

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Руководство по дозиметрии при исследовании влияния радиации на пищевые и сельскохозяйственные продукты

Guide for dosimetry in radiation research on food and agricultural products

МКС 67.040

Дата введения 2019-02-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр Учебно-научного производственного комплекса Московского физико-технического института (ООО "Научно-исследовательский центр УНПК МФТИ")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 7 июня 2017 г. N 99-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 сентября 2017 г. N 1173-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34155-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 февраля 2019 г.

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения международного документа ISO/ASTM 51900:2009* "Руководство по дозиметрии при исследовании влияния радиации на пищевые и сельскохозяйственные продукты" ("Guide for dosimetry in radiation research on food and agricultural products", NEQ).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р ИСО/АСТМ 51900-2013*

_______________

* Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 сентября 2017 г. N 1173-ст ГОСТ Р ИСО/АСТМ 51900-2013 отменен с 1 февраля 2019 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

1.1 Данный стандарт содержит минимальные требования по дозиметрии, необходимой при проведении исследований по влиянию радиации на пищевые и сельскохозяйственные продукты. Такие исследования включают в себя установление количественной зависимости между поглощенной дозой и соответствующими эффектами в указанных продуктах. В данном стандарте освещены общие вопросы дозиметрии в ходе таких исследований и при публикации их результатов. Дозиметрия должна рассматриваться как неотъемлемая часть эксперимента.

Примечания

1 САС разработала международный Общий стандарт и Практический кодекс, в которых рассмотрены вопросы применения радиации для обработки пищевых продуктов. В этих документах особо подчеркнута роль дозиметрии, применение которой гарантирует соблюдение правил радиационной обработки [1], [2].

2 Данный стандарт содержит справочную информацию в виде примечаний. Пользователи также должны обращаться к ссылкам, приведенным в разделе "Библиография".

1.2 Настоящее руководство относится к исследованиям с использованием следующих видов ионизирующей радиации: гамма-излучение, рентгеновское (тормозное) излучение и электронные пучки.

1.3 В настоящем стандарте приведены требования к дозиметрии как при выработке экспериментального метода, так и в стандартных экспериментах. В нем не рассматриваются требования к дозиметрии при оценке качества монтажа или при оценке операционного качества установок для облучения. Эти аспекты рассматриваются в [3-7].

1.4 Данный стандарт не нацелен на то, чтобы ограничить экспериментатора в выборе методики эксперимента. Задача состоит в том, чтобы гарантировать правильный выбор источника излучения и методики эксперимента, при котором результаты эксперимента были бы понятны и полезны другим исследователям и руководящим организациям.

1.5 При измерениях необходимо принимать во внимание суммарную неопределенность поглощенной дозы радиации и ее вариации по объему облученного образца [8].

1.6 Данный стандарт не ставит своей целью осветить все вопросы, имеющие отношение к безопасности работы при его применении, если таковые имеются. На пользователе стандарта лежит ответственность за выработку достаточных мер безопасности перед началом работ с учетом нормативных ограничений.

     2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 поглощенная доза (absorbed dose): Количество энергии ионизирующего излучения, поглощенной в единице массы определенного вещества.

Примечания

1 Единица в системе СИ поглощенной дозы - грей (Гр), где 1 грей является эквивалентом поглощения 1 джоуля на килограмм массы данного вещества (1 Гр = 1 Дж/кг).

2 Математическое определение этой зависимости - частное от деления на , где - среднее значение дифференциальной энергии, переданной ионизирующим излучением веществу дифференциальной массы .

.

3 Ранее использовавшаяся единица поглощенной дозы - рад (1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Гр). Поглощенную дозу иногда называют просто дозой.

2.2 картирование поглощенной дозы (определение пространственного распределения поглощенной дозы) (absorbed-dose mapping): Измерение поглощенной дозы внутри облученного продукта для получения одно-, двух- и трехмерного распределения поглощенной дозы в целях определения карты значений поглощенной дозы.

2.3 мощность поглощенной дозы (absorbed-dose rate): Поглощенная в материале доза, отнесенная к единице времени.

Примечания

1 Единица в системе СИ мощности поглощенной дозы - Гр·с.

2 Математическое определение этой зависимости - приращение за время (деленное на ) (см. [10]).

.

2.4 аккредитованная на право калибровки дозиметрическая лаборатория (accredited dosimetry calibration laboratory): Дозиметрическая лаборатория, получившая от аккредитующей организации документ, подтверждающий ее компетентность проводить необходимые операции по калибровке или поверке дозиметрических систем в соответствии с требованиями нормативной документации аккредитующей организации.

2.5 тормозное излучение (bremsstrahlung): Электромагнитная радиация с широким спектром, излучаемая в том случае, когда обладающие энергией заряженные частицы подвергаются воздействию сильного электрического или магнитного поля, например вблизи атомных ядер.

2.6 равновесие заряженных частиц (charged-particle equilibrium): Условие, при котором кинетическая энергия заряженных частиц (без учета энергии покоя), проникающих в бесконечно малый объем облучаемого материала, равна кинетической энергии заряженных частиц, исходящих из этого объема.

2.7 коэффициент неравномерности дозы (dose uniformity ratio): Отношение максимального к минимальному значению поглощенной дозы в облучаемом продукте.

2.8 дозиметр (dosimeter): Прибор, который под воздействием облучения демонстрирует количественное изменение, которое можно связать с поглощенной дозой в данном материале, используя соответствующие измерительные приборы и процедуры.

2.9 реакция дозиметра (dosimeter response): Воспроизводимый количественный радиационный эффект, который вызывается в дозиметре воздействием определенной поглощенной дозы.

2.10 дозиметрическая система (dosimetry system): Система, используемая для определения поглощенной дозы, состоящая из дозиметров, измерительной аппаратуры и соответствующих эталонов, а также методик применения данной системы.

2.11 электронное равновесие (electron equilibrium): Равновесие заряженных частиц (см. 2.6), при котором заряженными частицами являются электроны, приводимые в движение фотонами, облучающими материал.

2.12 референсный эталонный дозиметр (reference-standard dosimeter): Дозиметр высокого метрологического качества, используемый в качестве эталона для реализации метрологической прослеживаемости до первичных эталонных дозиметров.

2.13 повторяемость результатов измерений (repeatability of results of measurements): Хорошая согласованность между результатами последовательных измерений одной и той же измеряемой величины при выполнении всех следующих условий: использование одной и той же процедуры измерений; измерения проводит один и тот же оператор; используется один и тот же измерительный прибор в неизменных условиях при неизменном его расположении, причем измерения проводятся в течение короткого промежутка времени.

Примечание - Эти условия называются "условиями повторяемости". Повторяемость может быть выражена количественно с использованием дисперсии результатов.

2.14 воспроизводимость результатов измерений (reproducibility of results of measurements): Хорошая согласованность между результатами последовательных измерений одной и той же измеряемой величины при замене: принципа или метода измерений, оператора, измерительного прибора, места его размещения, условий применения и времени проведения измерений.

Примечание - Корректное определение воспроизводимости требует перечисления условий, которые менялись при проведении измерений. Воспроизводимость может быть выражена количественно в терминах дисперсии результатов. В данном контексте под результатами измерений следует понимать исправленные результаты.

2.15 рабочий дозиметр (routine dosimeter): Дозиметр, калиброванный по первичному, референсному или вторичному эталонному дозиметру и используемый при повседневных измерениях поглощенной дозы.

2.16 моделирующий продукт (simulated product): Материал, свойства которого ослаблять и рассеивать излучение близки к аналогичным свойствам облучаемого продукта, материала или вещества.

2.17 прослеживаемость (traceability): Свойство результата измерений или значения эталона, позволяющее соотнести указанный результат или значение с установленными референсными значениями (соответствующими, как правило, национальным или международным эталонам), используя непрерывную последовательность сличений, каждое из которых имеет установленную неопределенность.

2.18 эталонный дозиметр-переносчик (transfer-standard dosimeter): Дозиметр, часто являющийся референсным эталонным дозиметром, пригодный для транспортировки между различными местоположениями, применяющийся для сравнения результатов измерения поглощенной дозы.

2.19 транзитная доза (transit dose): Поглощенная доза, полученная продуктом (или дозиметром) во время транспортировки из пункта отправления до места расположения установки для облучения или, в случае применения подвижной установки для облучения, когда установка перемещается из нерабочего положения в рабочее и обратно.

2.20 неопределенность (измерения) (uncertainty (of measurement)): Параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий дисперсию значений, которую обоснованно можно было бы отнести к измеряемой или связанной с ней величине.

2.21 рентгеновское излучение (X-radiation): Ионизирующее электромагнитное излучение, включающее как тормозное излучение, так и характеристическое излучение при переходе атомных электронов на более низкие уровни.

2.22 остаток (residual): Разность между наблюдаемым значением и значением, рассчитанным с использованием регрессионной модели .

2.23 целевая доза (target dose): Поглощенная доза, предназначенная для представляющего интерес объема внутри облучаемого образца.

Примечание - Определения других терминов, используемых в стандарте и имеющих отношение к радиационным измерениям и дозиметрии, можно найти в [9]. Определения в [9] совместимы с определениями в [10]; этот документ может использоваться в качестве альтернативного.

     3 Значение и применение

3.1 Настоящий стандарт дает общую ориентировку в вопросах дозиметрии для экспериментов с пищевыми и сельскохозяйственными продуктами, включая также представление результатов экспериментов. В исследованиях, касающихся эффективности облучения пищевых и сельскохозяйственных продуктов с целью получения определенного положительного результата, необходимо оперировать с различными характеристиками поглощенных доз в ходе различных экспериментов с различными продуктами. Например, поглощенная доза, необходимая для стерилизации нарезанных кусочков фруктов, значительно меньше поглощенных доз, необходимых для дезактивации некоторых патогенных бактерий в мясе или для обеззараживания специй.

Примечание - Примерами важных эффектов облучения являются: подавление жизнеспособных пищевых бактерий, вирусов и паразитов; фитосанитарная обработка (например, дезинфекция фруктов и овощей), предотвращение прорастания; задержка созревания; изменения в химическом составе продукта; изменение качества продукта. Дальнейшее рассмотрение этих эффектов не предусмотрено настоящим стандартом (см. [11-14]).

3.2 В данном руководстве представлена информация, освещающая методологию и способ представления результатов измерений поглощенной дозы радиации, которые обеспечивают повторяемость в экспериментах, проводимых различными исследователями, с учетом того, что степень биологического эффекта может зависеть от различных факторов, таких как тип источника излучения, мощность поглощенной дозы, энергия излучения, состояние окружающей среды в процессе облучения, тип используемого излучения.

Примечание - Факторы, которые могут влиять на результат воздействия излучения на сельскохозяйственные продукты, включают в себя: сорт, вид, разновидность, жизнестойкость, время хранения, исходное качество, состояние спелости, температуру, содержание влаги, pH, вид упаковки, условия транспортировки и хранения. Хотя влияние этих факторов не обсуждается в данном руководстве, они должны учитываться при планировании экспериментов (см. [11-14]).

3.3 Эксперимент должен обеспечивать максимальную равномерность облучения образца. На практике поглощенная доза в образце будет варьировать в некоторых пределах. Для определения уровней, положения и воспроизводимости максимальной и минимальной поглощенных доз для данного перечня характеристик эксперимента используется пространственное распределение поглощенной дозы (карта поглощенных доз). Дозиметры, которые используются для получения карты поглощенных доз, должны быть работоспособны в интервалах доз и градиентов доз, близких к тем, которые ожидаются в облучаемых образцах.

3.4 Полезную информацию о распределении поглощенной дозы в облученном образце, в особенности вблизи границ раздела материалов, могут дать теоретические расчеты (см. [15]).

     4 Установки для облучения и виды обработки

4.1 Типы установок для облучения

В данном стандарте рассматриваются установки, в которых для исследования влияния ионизирующего излучения на пищевые и сельскохозяйственные продукты используются гамма-излучение, рентгеновское (тормозное) излучение и ускоренные электроны.

Примечание - В разделах 4 и 5 дается краткий обзор типов установок для облучения и их рабочих характеристик. Рабочие характеристики источников радиации, вид радиации, энергия фотонов или электронов, размеры и плотность образцов, подвергаемых облучению, - все эти факторы влияют на процесс поглощения падающего излучения в экспериментальных образцах. Исследователям, не знакомым с рабочими характеристиками источников излучения, убедительно рекомендуется перед началом экспериментов ознакомиться с соответствующими ссылочными материалами [16-24].

4.2 Автономные гамма- и рентгеновские (тормозные) облучатели с сухим хранилищем

В настоящее время в большинстве исследований, проводимых с пищевыми и сельскохозяйственными продуктами, используют гамма-облучатели на основе или на основе , а также рентгеновские (тормозные) автономные облучатели. Эти установки экранированы свинцом (или другим подходящим материалом с большим атомным номером) и обычно снабжены механизмом для перемещения контейнера с образцами от места загрузки до места облучения.

Примечание - Как правило, автономные гамма-облучатели с сухим хранилищем имеют ограниченный объем камеры для облучения. Этот тип облучателя классифицируется как ANSI Category 1, Self-contained dry storage gamma irradiators [25].

4.2.1 В автономных гамма-облучателях применяют круговое распределение источников для обеспечения равномерного получения поглощенной дозы относительно центра, в котором помещается облучаемый образец.

4.2.2 Другой метод получения равномерной дозы в образце при использовании гамма- и рентгеновских установок состоит в том, чтобы вращать контейнер с образцом в поле излучения с помощью поворотного стола облучателя.

4.3 Автономные гамма-облучатели с водяным хранилищем

Облучение образцов может также проводиться в водяном гамма-облучателе. В этих установках источник излучения находится в хранилище в виде постоянно экранированного резервуара (обычно заполненного водой). Образцы для облучения помещаются в водонепроницаемую камеру и в ней опускаются в воду рядом с источником излучения.

Примечание - Этот тип облучателя классифицируется как ANSI Category III, Self-contained wet source storage gamma irradiators [26].

4.4 Крупномасштабные гамма-установки для облучения

Гамма-облучение исследуемых образцов выполняется также на крупномасштабных облучательных установках с хранилищем сухого типа или с водяным резервуаром. В этих установках источник излучения представляет собой набор стержней, содержащих и способных опускаться в большую облучательную камеру и подниматься из нее. При возврате из камеры для облучения источник экранируется водой (водяной тип) или подходящим материалом с большим атомным номером (сухой тип), а также обоими способами.

Примечание - Эти типы облучателей классифицируются как ANSI Category IV, Dry storage gamma irradiators [27].

4.4.1 Режим непрерывной работы

Обычный метод облучения контейнеров с образцами, находящихся на конвейере, заключаются в том, что для получения более равномерной поглощенной дозы конвейер совершает один оборот или более вокруг центрального источника. Когда облучатель не используется, источник излучения извлекается из камеры для облучения.

4.4.2 Порционный режим

Альтернативный подход заключается в том, что контейнеры с образцами помещаются в камеру для облучения в то время, когда источник излучения экранирован, после чего источник перемещается в рабочее положение на время, необходимое для достижения желаемой поглощенной дозы.

4.5 Электронные и рентгеновские (тормозные) установки

4.5.1 Электронные установки

Источники электронного излучения (с энергией электронов более 300 кэВ) представляют собой ускорители прямого действия (управляемые разностью потенциалов) или непрямого действия (с СВЧ-генератором). Поля излучения зависят от характеристик и конструкции ускорителей. К таким характеристикам относятся параметры электронного пучка, а именно, спектр энергии электронов, средний ток электронного пучка и распределение тока пучка по поверхности продукта.

4.5.1.1 Ускорители, как правило, формируют узкий пучок электронов, который затем рассеивается таким образом, чтобы охватить всю ширину конвейера, на котором находятся образцы, подлежащие облучению. Рассеяние электронного пучка может осуществляться с помощью магнитного сканера (путем быстрого сканирования пучка, т.е. путем быстрых поворотов в ту и другую сторону), а также с помощью магнитных дефокусирующих линз или рассеивающих фольг.

4.5.2 Рентгеновская (тормозная) установка