特定范围内寻找γ放射源的应急监测方法研究

曲训帅 方渊 张涛

摘 要：介绍了使用碘化钠便携式γ能谱仪，针对特定范围内失控状态下的γ放射源的应急监测，包括γ放射源的定位、核素种类识别和核素活度的估算方法。

关键词：γ放射源；定位；核素种类；核素活度

1.引言

随着国民经济的发展和科学技术的进步，放射源在我国的应用领域和数量不断增长，放射源丢失事件时有发生，极易造成人员伤亡和社会恐慌。及时有效的对放射源进行定位、核素种类识别和活度估算显得尤为重要，将为后续事故评价和处置提供准确的技术资料。

2.应急监测场景模拟

在野外特定范围内发现γ辐射剂量率异常，放射源被遮掩物遮挡，先期到达人员已对事故现场进行封锁。需由监测人员对放射源的位置、核素和活度进行监测和调查，为后续事故评价和处置提供技术资料。

3.应急监测装备

此次模拟监测使用γ辐射剂量率仪和便携式γ能谱仪这两种常见的辐射监测设备，同时配备个人剂量报警仪、铅衣等个人防护设备，激光测距仪、GPS、温湿度等辅助设备。

4.现场应急监测

4.1 基础数据获取

在进入监测场地之前，获取本底γ辐射剂量率水平。观察场地情况，简略画出场地示意图，以大概区域位置为中心，以间隔45°的八个方位为监测线，并在图上示出。

选择适当位置，进行温度、湿度、风速、风向等环境要素测量，记录数据。

4.2 进入监测场地，选取低剂量率方向靠近遮掩物

两名监测人员使用γ辐射剂量率仪和便携式γ能谱仪（仪器探测灵敏区远离人体），分别从场地入口处以遮掩物区域为中心，同时反方向沿考核监测区域四周先进行测量（测量时仪器探测灵敏区对准遮掩物），如果测量数据明显高于本底水平，选择数据低的方向靠近遮掩物。如测量数据无明显升高，缓慢靠近遮掩物区域，出现数据明显升高后再以遮掩物为中心对四周进行测量，选取测量数据最低的方向靠近遮掩物区域。行进过程中密切注意监测数据的变化。

4.3 遮掩物内放射源位置判断

靠近遮掩物过程中，如果遮掩物四周附近剂量率水平升高不明显，此时放射源位置无法判断。

靠近遮掩物过程中，如果在某监测方向发现监测值明显增高，握住仪器旋转360度，使探头始终朝向自己正前方，并随时观察监测数据的变化，直至出现最小读数时，监测人员面向的方向为放射源所在位置相反方向，画出一条由仪器通过人体中心的直线，并在示意图上标注，此直线方向为放射源所在位置方向。

在此方向上测量两个不同距离的剂量率，再使用平方反比定律，可以推算出放射源的距离。

其中：

d1：离放射源较远一点M1的距离（m）；

d2：离放射源较远一点M2的距离（m）；

d：测量点M1和M2之间的距离（m）；

D1：测量点M1处的剂量率；

D2：测量点M2处的剂量率；

注：此方法中，由于遮掩物下情况不明，有可能使放射源周围会产生不均匀的辐射场，会造成对放射源位置估计的不可靠。

4.4 放射源核素识别

锁定放射源具体位置后，选择从γ辐射剂量率最低的方向，缓慢靠近放射源。使用碘化钠便携式γ能谱仪对放射源进行核素识别，判断核素种类。

4.5 放射源基础数据获取和遮掩物区域外场地剂量率监测

放射源位置确定后，如果放射源四周有较均匀的辐射场，且事故现场四周较远位置的放射性水平明显高于环境本底水平，则判断放射源为裸露状态，则在放射源附近寻找剂量率最高点，通过监测距放射源的一定距离的γ辐射剂量率估算放射源的活度。如果放射源周围只有一个方向存在明显的剂量率升高，其他方向剂量率明显较低，则判断放射源位于屏蔽体内，放射源出束口是打开的，则在放射源出束方向一定距离寻找剂量率最高点估算放射源的活度。

以遮盖为中心，以间隔45°的八个方位为监测线，测量周围γ辐射剂量率数据，以此数值说明监测现场污染情况。

4.6放射源活度估算公式：

在放射源出束方向不同的适当距离处，测量γ空气吸收剂量率最大值Di，记录监测数据。

根据公式：

计算出放射源活度。

式中：A0——放射源活度，Bq；

r——监测点位与放射源的距离，m；

Di——距离放射源r时测得的γ空气吸收剂量率，Gy/h；

D0——监测点位的环境本底，Gy/h；

Г——空气比释动能率常数，Gy·m2·Bq-1·s-1。

4.7 人员撤离

放射源处置完毕后，监测人员对监测现场進行辐射剂量率巡测，确保现场未发生辐射污染。

5.监测行动与防护

监测过程中，监测人员将监测设备置于身体右前方，并远离身体。当发现仪器读数升高时，应注意让身体处于剂量率相对较低的位置，做好距离防护；监测人员在保证监测数据质量的情况下，在监测区域内快速移动，做好时间防护。