放射源及放射性廢物庫在線監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展

李　鋼，肖　丹，楊　斌，李　巖，侯躍新

放射源及放射性廢物庫在線監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展

李鋼，肖丹，楊斌，李巖，侯躍新

（黑龍江省科學(xué)院技術(shù)物理研究所，哈爾濱 150010）

通過對(duì)核與輻射安全監(jiān)管在技術(shù)手段上發(fā)展趨勢的整理分析，介紹了輻射劑量監(jiān)測技術(shù)、視頻紅外技術(shù)、智能巡檢現(xiàn)場執(zhí)法技術(shù)和電子圍欄等技術(shù)。充分利用放射源及放射性廢物庫在線監(jiān)控技術(shù)，可大力推進(jìn)、全面實(shí)現(xiàn)核與輻射安全監(jiān)管體系及監(jiān)管能力的現(xiàn)代化，確保核能與核技術(shù)的健康發(fā)展。

放射源；劑量；在線；現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，核電技術(shù)逐漸興起，工業(yè)企業(yè)中的放射源及射線裝置的數(shù)量也越來越多。2009年，環(huán)?？偩值钠詹榻Y(jié)果顯示，全國生產(chǎn)、銷售、使用放射源的單位有12 073家，放射源超14萬枚，其中7萬多枚在用，幾乎遍布全國所有省區(qū)。我們知道，放射源屬于特殊產(chǎn)品，在按照正常的操作流程和相關(guān)法規(guī)執(zhí)行的情況下，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，但由于其危害的不可見性和不可預(yù)知性，導(dǎo)致放射性事故時(shí)有發(fā)生。根據(jù)衛(wèi)生部放射衛(wèi)生專家組的統(tǒng)計(jì)，從1988——1998年的11年間，全國發(fā)生了各種放射性事故332起，平均每年有30起，近千人受照射。最近幾年，國內(nèi)放射性事故雖有減少，但仍有發(fā)生，從1998年以來，平均每年都有數(shù)十起放射事故［1］。所有這些無疑增加了監(jiān)管部門的工作難度和放射性用戶對(duì)放射性物品安全使用的心理恐慌，相關(guān)部門和企業(yè)也由此開始研究制定各種去核化方案，但由于放射源和射線裝置在工業(yè)應(yīng)用中的某些方面存在著不可替代性，去核化的設(shè)想逐漸被摒棄。因此，人們又將目光重新投放在如何有效地加強(qiáng)放射源的監(jiān)管和切實(shí)可行的安全防護(hù)上。

1　總體趨勢

目前我國放射性的監(jiān)控主要集中在核電、放射源、射線裝置和放射性廢物庫等領(lǐng)域。如圖1所示。劑量監(jiān)控技術(shù)作為傳統(tǒng)監(jiān)測手段應(yīng)用在各種放射性場所。隨著科技的發(fā)展，GPS、GPRS和計(jì)算機(jī)等技術(shù)逐漸成為劑量監(jiān)控的輔助技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用［2］。視頻監(jiān)控、紅外監(jiān)控和電子圍欄等技術(shù)在重點(diǎn)放射源、廢物庫和核電領(lǐng)域也已廣泛應(yīng)用。隨著手機(jī)及各種通信技術(shù)的普及，智能巡檢和現(xiàn)場執(zhí)法技術(shù)正在不斷醞釀中，并有可能成為放射性監(jiān)控的主流手段。

圖1　放射性領(lǐng)域的監(jiān)控手段Fig.1 Method of monitoring the field of radioactivity

2　輻射劑量監(jiān)控技術(shù)

從2009年開始，全國各地陸續(xù)開展放射源在線監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。通過放射源在線監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，不僅提高了監(jiān)管部門對(duì)放射源的掌控，降低了放射性事故發(fā)生的概率，也為放射源的自動(dòng)化、智能化和系統(tǒng)化管理提供了可靠的技術(shù)支持和保障。

為了實(shí)時(shí)監(jiān)測放射源、庫區(qū)內(nèi)部及周邊環(huán)境的射線劑量，目前市場多數(shù)采用一種集微電腦處理和無線通信技術(shù)于一體的智能化放射源劑量監(jiān)測儀表，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等放射性同位素應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)定點(diǎn)放射源輻射劑量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，可與輻照、電子加速器等大劑量輻射設(shè)備的連鎖裝置相連，組成門禁系統(tǒng)。也可作為環(huán)境自動(dòng)預(yù)警輻射劑量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的終端機(jī)。

這種監(jiān)控系統(tǒng)一般具有遠(yuǎn)程定位跟蹤、放射源丟失與泄露報(bào)警功能，報(bào)警方式除了傳統(tǒng)的聲光報(bào)警外，在無人值守的情況下，還有短信和來電提醒功能。儀表嵌入GPRS無線通信模塊和GPS模塊，可將監(jiān)測的劑量值和放射源的坐標(biāo)方位以數(shù)據(jù)包的形式，實(shí)時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心［3］。

3　視頻監(jiān)控及紅外防盜技術(shù)

最近幾年，視頻技術(shù)迅速更新?lián)Q代，由最早的模擬視頻系統(tǒng)（VCR）向部分?jǐn)?shù)字化視頻系統(tǒng)（DVR/NVR）發(fā)展，并且隨著光線寬帶等技術(shù)的發(fā)展，第三代完全數(shù)字化的視頻系統(tǒng)（即網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和視頻服務(wù)器技術(shù)）已經(jīng)逐步得到普及和應(yīng)用。新一代視頻監(jiān)控技術(shù)是一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的、綜合多種媒體信息（如視頻、音頻和數(shù)據(jù)等）的控制管理平臺(tái)。這種技術(shù)以光纖網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)據(jù)的壓縮、存儲(chǔ)和解碼為核心，以快速、智能和強(qiáng)大的圖像分析技術(shù)為特色，并將各種信息整合到一個(gè)使用平臺(tái)上。新一代視頻技術(shù)彌補(bǔ)了現(xiàn)有原始視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，實(shí)現(xiàn)了無人值守監(jiān)控、圖像自動(dòng)分析、智能比對(duì)存儲(chǔ)和異常狀態(tài)報(bào)警等功能，徹底將現(xiàn)場的安防人員從繁雜而枯燥的任務(wù)中解脫出來。

對(duì)于Ⅰ、Ⅱ類重點(diǎn)源、放射性廢物庫和核電等重要場所，視頻監(jiān)控是一種必要的監(jiān)控手段。通過視頻監(jiān)控技術(shù)，在監(jiān)控現(xiàn)場可以快速、有效、真實(shí)地對(duì)現(xiàn)場信息進(jìn)行反饋及存儲(chǔ)，而且不易被發(fā)現(xiàn)、不干擾現(xiàn)場的其他系統(tǒng)運(yùn)行。在監(jiān)控中心，通過數(shù)據(jù)的及時(shí)上傳，各種監(jiān)控資源匯接到此，現(xiàn)場的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信息被編碼和存儲(chǔ)，管理部門可根據(jù)相關(guān)權(quán)限進(jìn)行實(shí)時(shí)播放、遠(yuǎn)程控制和歷史視頻查詢等操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)、互通和可控，為各級(jí)主管部門的決策、指揮調(diào)度和現(xiàn)場取證等，提供及時(shí)可靠的監(jiān)控信息。

紅外防盜也是廢物庫區(qū)和核電周圍必不可少的監(jiān)控手段，使用對(duì)射式紅外電子?xùn)艡?，每?m布置一對(duì)，完成全倉庫周界的實(shí)時(shí)入侵監(jiān)控，與視頻入侵報(bào)警互為補(bǔ)充。為防止小動(dòng)物等干擾造成誤報(bào)警，目前比較可靠的方式是采用多光束探測技術(shù)。

4　智能化巡檢管理及現(xiàn)場執(zhí)法技術(shù)

巡檢系統(tǒng)分為在線巡更系統(tǒng)和離線巡更系統(tǒng)，根據(jù)放射性廢物庫的安全級(jí)別，一般采用在線巡更系統(tǒng)。在線巡更系統(tǒng)由控制器、讀卡器（巡檢點(diǎn)）、巡檢專用手機(jī)組成。該系統(tǒng)充分利用GPRS、GPS和GIS等技術(shù)進(jìn)行巡檢點(diǎn)定位、巡更信息上傳和相關(guān)信息查詢管理等。在巡檢過程中，巡檢專用手機(jī)通過APP程序接收衛(wèi)星發(fā)來的定位數(shù)據(jù)，調(diào)取監(jiān)控中心數(shù)據(jù)信息并比對(duì)，經(jīng)過后臺(tái)處理，根據(jù)巡檢內(nèi)容智能規(guī)劃巡檢路線和巡檢方案，可根據(jù)需要實(shí)時(shí)上傳、記錄和保存現(xiàn)場獲取的圖像和語音信息等，輔助巡檢人員作出科學(xué)決策。

在無網(wǎng)絡(luò)信號(hào)或SIM卡欠費(fèi)等情況下，巡檢軟件可執(zhí)行正常巡檢工作，巡檢數(shù)據(jù)暫存在巡檢手機(jī)上，到信號(hào)穩(wěn)定時(shí)自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)。當(dāng)巡檢人員遇到緊急情況或生命危險(xiǎn)時(shí)，可按一鍵報(bào)警，直接將當(dāng)前所在位置的經(jīng)緯度發(fā)送到服務(wù)器上，管理人員可立即知道報(bào)警人員的當(dāng)前位置，及時(shí)做出處理，盡可能地避免事故的發(fā)生。當(dāng)巡檢人員發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場隱患或故障時(shí)，可以通過拍照和錄像等方式采集巡檢現(xiàn)場情況，并上傳至監(jiān)控中心，也可以隨時(shí)查看主管部門的通知公告等信息，及時(shí)了解工作狀態(tài)。

巡檢平臺(tái)系統(tǒng)通常由巡檢專用機(jī)和監(jiān)控中心平臺(tái)組成。巡檢人員在巡檢時(shí)攜帶巡檢專用機(jī)，啟動(dòng)APP應(yīng)用程序，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)定時(shí)自動(dòng)向監(jiān)控中心平臺(tái)發(fā)送位置和狀態(tài)信息，可隨時(shí)將異常狀況上傳至中心平臺(tái)，并增加了一鍵報(bào)警功能，當(dāng)巡檢人員遇到緊急情況或生命危險(xiǎn)時(shí)，可按一鍵報(bào)警，立即把當(dāng)前的位置發(fā)送到管理平臺(tái)，管理平臺(tái)能準(zhǔn)確知道巡檢人員的位置坐標(biāo)，及時(shí)做出處理，有效避免事故發(fā)生。

5　電子圍欄技術(shù)

電子圍欄技術(shù)就是利用高壓脈沖和探測技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制區(qū)域周邊進(jìn)行安全布防的技術(shù)。電子圍欄系統(tǒng)主要由防區(qū)主機(jī)、防區(qū)探測器和電子圍欄等三部分組成。當(dāng)有人非法翻越或破壞圍欄時(shí)，由于電子圍欄采用了低能量的脈沖高壓，一旦觸及，會(huì)因有觸電感而使非

法入侵者離開，同時(shí)由于脈沖高壓能量極低且作用時(shí)間極短，因而不會(huì)對(duì)非法闖入者的身體造成傷害。探測器會(huì)立刻探測到警情，并將警情傳送到管理平臺(tái)，管理平臺(tái)對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行接收和處理，發(fā)出聲光報(bào)警，提示中心值班人員通知巡邏中的保安人員立刻趕往現(xiàn)場處理。

6　結(jié)語

輻射劑量監(jiān)控、視頻監(jiān)控及紅外防盜和智能巡檢等技術(shù)的發(fā)展，彌補(bǔ)了放射性監(jiān)控領(lǐng)域由于人為因素造成的安全漏洞。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些技術(shù)將加快放射性監(jiān)控工作逐步向著精細(xì)化、智能化和人性化方向發(fā)展。充分利用各種先進(jìn)技術(shù)手段，將推進(jìn)、全面實(shí)現(xiàn)核與輻射安全監(jiān)管體系和監(jiān)管能力的現(xiàn)代化，確保核能與核技術(shù)的健康發(fā)展。

［1］ 國家環(huán)境保護(hù)總局.國家環(huán)境保護(hù)“十五”計(jì)劃［R］.北京：國家環(huán)境保護(hù)總局，2000.

［2］ 愈軍.建設(shè)和完善全國輻射環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)初探［J］.輻射防護(hù)通訊，2000，（01）：3-7.

［3］ 何毅.一種無線通信分布式輻射測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.電子質(zhì)量，2013，（01）：13-15.

The present situation and progress of online monitoring technology of radioactive sources and waste

LI gang，XIAODan，YANGBin，LI Yan，HOUYue-xin
（Technical Physics Institute ofHeilongjiangAcademyofSciences，Harbin 150010，China）

Through the analysis of the development trend of the technology in the nuclear and radiation safety supervision，this paper introduces the radiation dose monitoring technology，video infrared technology，intelligent inspection on-site enforcement technology and electronic fence technology etc.It will vigorously promote and fully realize the nuclear and radiation safety supervision system and supervision ability of modernization，to ensure the healthydevelopment ofnuclear energyand nuclear technology.

Radioactive source；Dose；online；Present situation

TP277

A

1674-8646（2015）04-0048-03

2014-12-30

李鋼（1982-），男，助理研究員，黑龍江哈爾濱人，碩士，從事核探測及核電子學(xué)研究。