随着X射线研究的不断发展,其应用已经深入到医学诊断、工业探伤和加工以及农业辐射育种等各个领域。作为一种电离辐射,X射线在给国民生产、生活带来价值的同时也会对人体的健康产生不利的辐射影响,因此X射线的辐射防护正逐步引起社会各界的重视。防护水平X射线剂量率范围是(1×10-5～10)Gy/h。国际标准ISO4037-1中推荐了用于校准辐射防护剂量仪和剂量率仪的四个系列的过滤X射线参考辐射——窄谱、宽谱、低空气比释动能率和高空气比释动能率,这是本文研究的重要基础。论文依托于中国计量科学研究院开展的国家质量监督检验检疫总局量值传递与质量安全项目课题《防护水平X射线标准的建立与研究》,在现有的中能X射线(60～250)kV和低能X射线(10～60)kV空气比释动能基准装置基础上建立了ISO4037-1中推荐的防护水平X射线参考辐射质,并对建立的辐射质进行了空气比释动能绝对测量,进行了部分能谱测量；同时,新建了一台防护标准装置,建立ISO4037窄谱系列辐射质。最后进行了个人剂量当量的测量与相关转换因子的理论计算。论文中首先对国内外目前建立的防护标准装置和可以进行量传的辐射质进行了充分的介绍。在计量院原有的中、低能X射线基准标准装置上,搭建了一套半值层测量系统,加工和测量了覆盖整个系列的附加过滤铝、铜、锡和铅及半值层铝、铜,通过衰减法半值层测量,建立参考辐射质。自主设计搭建一套新的防护标准X射线标准辐射装置,实现了辐射束、激光定位、导轨同轴,开展了辐射野均匀性测量研究,并建立一套窄谱系列参考辐射质,测量结果基本在ISO推荐值的±5%以内。利用分压箱,对低能X射线光机作了进一步研究,分析了其工作稳定性,开关机稳定性,工作实际管电压等参数。首次在国家标准实验室利用介入法工业X射线光机管电压测量技术,更好印证了X射线光机辐射质。国际上X射线能谱测量技术很早就开始并取得了不错的结果。论文中利用液氮制冷的低能高纯锗能谱仪,对其进行准确的能量和效率刻度后,测量了部分ISO辐射质能谱,测量技术和方案有了进一步的改进和提高。通过测得的注量谱,得到了相关辐射质的平均能量。微弱电流的测量是X射线基准里面一个非常重要的部分。论文中自主设计研制了一套微弱电流测量硬件系统,能够实现汤森补偿和高增益负反馈两种绝对测量和电流/电荷(I/Q)相对测量。通过与测量软件的结合,实现了微弱电流的精确测量。微弱电流测量是空气比释动能绝对测量的关键和核心。论文中在自由空气电离室测量原理和微弱电流测量方法的基础上,设计了相关实验,测量了自由空气电离室部分修正系数；同时,通过理论计算和相关模拟,完善了其余修正因子。最后复现了防护水平X射线的空气比释动能,对测量结果的不确定度进行了合理的分析和评估。在建立的ISO参考辐射质下,实现了空气比释动能的量值复现。电离辐射的辐射防护最终都是归结到对于剂量当量的准确测量,即是对人体组织或器官个人剂量当量的评定。早期ICRU就推荐了剂量当量测量的三种方法,我国国内目前普遍使用两种方法：剂量当量电离室直接测量法和通过能谱测量获取空气比释动能对剂量当量的转换因子法。论文中开展了部分辐射质的能谱测量,从而通过相关计算得到转换因子,同时也介绍了防护水平和剂量当量电离室,初步涉及剂量当量直接测量工作。以上工作的完成,初步建立了辐射防护水平标准装置并完成相关研究,为防护水平量值的国际比对和向国内各应用领域量值传递提供了基础。