鈷-60乘用車安檢系統(tǒng)輻射水平監(jiān)測分析

趙廣翠,高 鵬,王 毅,楊 勇,馬國學

(北京市輻射安全技術(shù)中心，北京 100089)

引 言

我國早期的集裝箱輻射成像監(jiān)測系統(tǒng)是基于直線加速器為核心技術(shù)的檢測系統(tǒng)，為了降低成本，提高性能，節(jié)省占地面積，1997年鈷-60輻射成像檢測系統(tǒng)應運而生，隨著第一套國產(chǎn)集裝箱檢測系統(tǒng)在中國海關(guān)馬尾檢查站通入使用[1]，打破了國外的壟斷。隨著20多年的發(fā)展，鈷-60輻射成像監(jiān)測技術(shù)已初具規(guī)模，形成了多種類型：門架移動型[2]、車載式[3]、鐵路貨運列車檢測系統(tǒng)[4]、垂直透視轎車檢測系統(tǒng)[5]及雙視角檢測系統(tǒng)[6]等，在輻射安全檢查等方面發(fā)揮了重要作用[7]。

本文分析的鈷-60乘用車安檢系統(tǒng)用于人員駕駛乘用車輛直接通過門式安檢系統(tǒng)時的安全檢查。該系統(tǒng)使用一枚鈷-60輻射源，設計出廠活度1.1×1012Bq(約8居里)，位于安檢系統(tǒng)門架的正上方，以垂直透視方式掃描成像，設計車輛通過速度為10～20km/h，駕駛?cè)藛T不下車駕駛車輛通過安檢系統(tǒng)。人員在通過門架的過程中要受到少量散漏輻射的影響，同時，控制室內(nèi)人員操作位、監(jiān)督區(qū)邊界公眾活動區(qū)域等工作人員所受輻射影響也是關(guān)注重點。

1 材料與方法

本文對該安檢系統(tǒng)設備表面、重點關(guān)注點位的輻射水平以及相關(guān)人員的輻射受照劑量進行了監(jiān)測，使用的監(jiān)測儀器及監(jiān)測方法如下。

1.1 監(jiān)測儀器

各監(jiān)測項目使用的儀器名稱及型號見表1，所有儀器均經(jīng)過檢定，并在有效期限內(nèi)使用。

表1 各檢測項目使用儀器主要參數(shù)Tab.1 Main parameters of radiation monitoring equipment

1.2 監(jiān)測方法

1.2.1 參考標準與評價依據(jù)

所有監(jiān)測項目的分析測量方法按照相應國家標準或行業(yè)標準進行，具體見表2。

表2 參考標準Tab.2 Standard monitoring methods

根據(jù)國家《貨物/車輛輻射檢查系統(tǒng)的放射防護要求》(GBZ143-2015)和《輻射型貨物和(或)車輛檢查系統(tǒng)》(GB/T19211-2015)[9]輻射防護及安全規(guī)定，相關(guān)限值如表3。

表3 不同位置輻射水平控制值Tab.3 Control value of radiation level at different positions

1.2.2 監(jiān)測方案

依據(jù)評價標準及相關(guān)限值，本次監(jiān)測主要項目為：γ輻射源箱的泄漏輻射水平、監(jiān)督區(qū)邊界處和控制室內(nèi)(操作人員操作位置)處的周圍劑量當量率及駕駛員駕駛車輛通過時的有效劑量(因輻射源設計活度為8Ci，監(jiān)測時活度6.5Ci，故活度修正系數(shù)為8 Ci /6.5 Ci =1.23)，具體方案如下 ：

1.2.2.1 γ輻射源箱的泄漏輻射水平v將γ輻射源置于工作容器中，并關(guān)閉快門。使用伸縮桿輻射監(jiān)測儀(FH40G)分別測量距源箱6個外表面5cm和1m處的周圍劑量當量率，測量點布置圖見圖1，A1-A6距源箱5cm，A7-A12距源箱1m。將監(jiān)測結(jié)果乘以放射源活度修正系數(shù),得到γ輻射源箱的泄漏輻射水平。

圖1 輻射源箱外監(jiān)測布點示意圖Fig.1 Layout schematic of monitoring points outside the radiation source box

1.2.2.2 監(jiān)督區(qū)邊界和控制室內(nèi)周圍劑量當量率(操作人員操作位置)

將乘用車安檢系統(tǒng)檢測門架外5m距離內(nèi)設為監(jiān)督區(qū)，控制室距離門架10m，布點圖如圖2所示。將γ輻射源置于貯源容器中，并關(guān)閉快門。使用伸縮桿輻射監(jiān)測儀(FH40G)測量直通式乘用車安檢系統(tǒng)檢測門架附近對照點本底。將車輛中部置于有用線束照射區(qū)。將γ輻射源置于工作容器中，并打開快門。使用伸縮桿輻射監(jiān)測儀(FH40G)在監(jiān)督區(qū)邊界測量周圍劑量當量率。

使用伸縮桿輻射監(jiān)測儀(FH40G)測量控制室內(nèi)，以及操作人員操作位置的周圍劑量當量率。將如上測得的周圍劑量當量率扣除天然本底并經(jīng)活度修正后得到測量點的周圍劑量當量率。

圖2 監(jiān)督區(qū)邊界和控制室監(jiān)測布點示意圖Fig.2 Schematic diagram of monitoring points for boundary of supervision area and control room

1.2.2.3 駕駛員位置有效劑量(表4)

表4 駕駛員位置有效劑量監(jiān)測方案Tab.4 Driver’s position effective dose monitoring scheme

將車輛開至不受直通式乘用車安檢系統(tǒng)輻射影響的位置作為“起始位”。將γ輻射源置于工作容器中，并打開快門。駕駛員胸前佩戴1個RADEYE G便攜式巡檢劑量儀，將累積劑量清零。在相應速度下掃描20次，將車輛停至“起始位”。讀取駕駛員位置的RADEYE G便攜式巡檢劑量儀累積劑量。將RADEYE G便攜式巡檢劑量儀累積劑量除以掃描次數(shù)并經(jīng)過源項修正后，得到駕駛員位置一次通過有效劑量。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)上述監(jiān)測方法得到的結(jié)果如表5。

表5 γ輻射源箱的泄漏輻射水平Tab.5 Leakage radiation level of gamma radiation source box (μSv/h)

由表5可見， 距γ輻射源箱5cm處X-γ輻射劑量率最高為31.5μSv/h，小于控制值1mSv/h，γ輻射源箱1m處X-γ輻射劑量率最高為2.66μSv/h，小于控制值0.1mSv/h。

表6 監(jiān)督區(qū)邊界及控制室周圍劑量當量率*Tab.6 Dose equivalent rate at boundary of supervision area and around the control room (μSv/h)

由表6可見，輻射安全監(jiān)督區(qū)邊界及控制室內(nèi)周圍劑量當量率最高為2.35μSv/h，小于控制值2.5μSv/h，操作位置的周圍劑量當量率為0.09μSv/h,小于控制值1.0μSv/h。

表7 乘用車駕駛員位置有效劑量Tab.7 Effective dose of passenger car driver’s position

由表7可見，小轎車和面包車在通過時速為10km/h時，駕駛員位置一次通過有效劑量最高為均0.02μSv，小于控制值0.1μSv。

直通式乘用車安檢系統(tǒng)輻射監(jiān)測項目監(jiān)測結(jié)果表明：距γ輻射源箱5cm處X-γ輻射劑量率最高為31.5μSv/h，小于控制值1mSv/h，距γ輻射源箱1m處X-γ輻射劑量率最高為2.66μSv/h，小于控制值0.1mSv/h。輻射安全監(jiān)督區(qū)邊界及控制室內(nèi)周圍劑量當量率最高為2.35μSv/h，小于控制值2.5μSv/h，操作位置的周圍劑量當量率為0.09μSv/h，小于控制值1.0μSv/h。滿足《貨物/車輛輻射檢查系統(tǒng)的放射防護要求》(GBZ143-2015)和《輻射型貨物和(或)車輛檢查系統(tǒng)》(GB/T19211-2015)相關(guān)要求。

在本次監(jiān)測模式下，乘用車駕駛員位置一次通過有效劑量監(jiān)測結(jié)果不大于0.02μSv，滿足《貨物/車輛輻射檢查系統(tǒng)的放射防護要求》(GBZ143-2015)中關(guān)于被檢車輛乘員一次通過有效劑量不得超過0.1μSv的要求。

3 結(jié) 論

本文選取某型號鈷-60乘用車安檢系統(tǒng)，對其開展了輻射水平監(jiān)測分析，對安檢系統(tǒng)γ輻射源箱的泄漏輻射水平、監(jiān)督區(qū)邊界處和控制室內(nèi)(操作人員操作位置)處的周圍劑量當量率及駕駛員駕駛車輛通過時的有效劑量進行了實際現(xiàn)場監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明該檢查系統(tǒng)輻射劑量率水平滿足相應限值要求，正常工況下一次通過的人員有效劑量滿足相關(guān)要求，可為今后同類型設備的輻射劑量監(jiān)測提供參考，為同類型環(huán)境影響評價提供數(shù)據(jù)支持。