工业料位计辐射场剂量分布研究

■曹宏宝 ■惠州市职业病防治院，广东 惠州 516008

核技术在近年来在医疗、农业、工业等多个领域都得到了较为广泛的应用，为国民经济的发展提供了有效的技术支持，工业料位计就是核技术应用的典型例子。工业料位计具有在线控制、在线分析、在线检测等显著的特点而被日益增多的工业企业所选用。其基本工作原理是利用对射线强度进行测量来将原料厚度准确地计算出来，计算精度较高，在水泥厂机立窑的料位自动控制中应用价值较高。但是由于工业料位计在使用过程中有可能会出现泄露的现象，那么就会在其附近出现辐射剂量异常区，会直接危害到相关的工作人员及周围环境，因此，很有必要对工业料位计辐射场剂量分布进行研究。

1 工业料位计的组成及辐射场形成机理

工业料位计是由后续控制电子电路、电离室γ 射线探测器、防护铅罐、γ辐射源等多个部件组成，137CS源是工业料位计最为常用的放射源，所释放出来的γ 射线能量可以达到0.661Mev。137CS放射源衰变之后就会产生β射线和γ 射线，而β 射线的射程只有几厘米，辐射范围极为有限，基本不会影响到周围环境，由此可见，γ 射线才是最为主要的污染源。物质与γ 射线在一起作用，会产生电子对效应、康普顿散射、光电效应三种形式。这三种形式的发生率往往直接与作用物质的原子序数、射线能量存在着较为密切的关联，电子对效应主要是物质与高能量光子相互作用的形式，康普顿散射主要是物质与中等能量光子相互作用的形式，光电效应则主要是物质与低能量光子相互作用的形式。

因此，物质对射线的散射是工业料位计辐射场的形成基础，射线与料封管中的物质发生康普顿散射效应，料封管成为射线路径中的散射物，它对料位计的辐射剂量分布会产生影响。

2 工业料位计辐射场剂量分布的测量

2.1 测量仪器

选用X-γ 辐射检测仪(型号为AT1123 型)来测量工业料位计的辐射场剂量分布，X-γ 辐射检测仪探测器类型塑料闪烁体，该仪器响应的能量响应为60keV-3MeV，时间响应大于30ms，仪器量程范围50nSv/h-10Sv/h，测量固有误差±15%，各项性能参数完全符合现场测量要求。

2.2 测量方法

首先，关闭放射源准直孔，对环境辐射剂量本底值进行有效地测量;其次，将放射源准直孔打开来进行逐点测量。单次测量时间为10s，每个测点测量次数为5 次，测量结果则为5 次测量的平均值。

2.3 测量结果

表1 A 企业料位计辐射剂量分布测量结果

(1)A 企业料位计剂量分布。基于现场的实际环境条件来将平面布点图绘制成如图1 所示，料位计辐射剂量分布测量结果如表1 所示。由表1 可以看出，剂量较大的异常区出现在工业料位计的放射源一侧，同时由于附近建筑物的影响，个别区域还出现了剂量削弱或者剂量叠加的现象。本次测量的最大值出现在5 号测点，距源3m 范围内，由于剂量已经达到了354.94 ×10-8Sv/h，那么应该要重点关注。而工业料位计探测器的另外一侧辐射剂量很小，基本不会对工作人员身心健康造成影响，因此，可在这一侧进行相应的操作。

图1 A 企业料位计平面布点图

(2)B 企业料位计剂量分布。基于现场的实际环境条件来将平面布点图绘制成如图2 所示，料位计辐射剂量分布测量结果如表2 所示。由表2 可以看出，剂量较大的异常区出现在工业料位计的放射源一侧，同时由于附近建筑物的影响，个别区域还出现了剂量削弱或者剂量叠加的现象。本次测量的最大值出现在9 号测点，距源3m 范围内，由于剂量已经达到了259.33 ×10-8Sv/h，那么应该要重点关注。而工业料位计探测器的另外一侧辐射剂量很小，基本不会对工作人员身心健康造成影响，因此，可在这一侧进行相应的操作。

表2 B 企业料位计辐射剂量分布测量结果

图2 B 企业料位计平面布点图

3 结语

总之，对A 企业和B 企业的料位计辐射剂量分布测量结果进行综合发现:剂量较大的异常区都出现在工业料位计的放射源一侧;料封管中的物质、放射源活度与异常区的剂量强度、辐射半径都存在着较为密切的关系;与放射源后方相比，放射源两侧的辐射场剂量都较大，呈现出较为明显的“双峰”状。而工业料位计探测器的另外一侧辐射剂量很小，基本不会对工作人员身心健康造成影响，因此，可在这一侧进行相应的操作。

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