放射源在线监控设计与应用探讨

郭佑君

[摘 要]确保放射源安全使用和科学监管是核辐射安全监管工作的重点。为规范放射源在线监控管理工作，提高放射源在线监控水平，相关部门应采取必要的在线监控措施，不断完善监控手段。以自动监测技术为基础、辐射剂量率监测为核心，将放射源监测、GIS技术、移动通信技术相结合，对分散性的放射源进行实时监控、远程定位、自动报警，以满足放射源的安全监控要求。

[关键词]放射源监管;自动监测;共建共享

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.20.068

[中图分类号]X327[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2019）20-0-03

0     引 言

辐射监管是生态环境保护的重要组成部分，是环保部门的法定职责，是环境保护工作的重要任务，是环境执法的基本依据，是环境监督的重要手段，是履行环境管理职责最基础、最基本的技术支持。我国辐射环境监测始于20世纪50年代核工业建立初期，当时主要由核设施营运者自行监测，监测范围局限于核设施周围地区。20世纪80年代，原国家环境保护局组织开展了全国环境天然放射性水平调查研究。随后于20世纪90年代又组织开展了针对核设施和核技术应用项目的放射性污染源调查和重点源监测，通过调查基本掌握了全国放射性污染源的数量及行业与地区分布。

近年来，随着核辐射监测需求，各级监测机构每年需统计大量监测数据，为环保部门的管理和决策提供了科学依据，但是数据挖掘处理、综合分析方面仍然存在问题。现有的数据处理方式工作效率低，很难保证结果的准确性，影响监测数据为环境管理服务的效果。针对核辐射监测中数据量大、种类繁多、分析处理复杂、质量难以保障且缺乏汇总分析手段的现状，加之辐射源的分布较广，需全面监控的特点，相关部门需要利用GIS系统进行地理信息定位，进而实现辐射地理信息监测数据直观展示，有效提高监测管理工作效率，实现区域辐射源的实时监测。此外，还应充分利用信息化系统和物联网技术实现涉源单位对放射源的精细化、标准化管理，提高涉源单位的管理水平和对移动放射源的实时监控，保障人民生命财产安全。协助管理部门有效进行辐射监管，系统具有易用性、稳定性、可恢复性和可维护性的特点，保证信息的高效性、准确性、安全性。

1     放射源现状

核能开发利用是大国发展的战略必争，是调整能源结构、应对气候变化、建设生态文明以及确保国家安全的重要手段。我国已经成为世界最大的核技术利用国家之一，在用和废弃放射源总数量超过20万枚，在用射线装置12万多台。核能与核技术利用的快速发展为我国经济社会发展提供了强大助推力，但也使我国面临的核辐射安全风险日益加大。我国放射源分布广泛、种类繁多、性质复杂，从生产、销售、使用、转移、运输、贮存到处理，处置各环节在时间与空间上都存在较大动态变化。目前，全国共有涉源单位1万余家，在用放射源13万多枚，其中，在用的Ⅰ类极高危险源、Ⅱ类高危险源和Ⅲ类危险源共计3.2万枚，广泛分布于全国各个省份，监管工作点多。放射源是把双刃剑，既利国利民，又具有放射性和污染难以消除等危险特征，利用或处理不当会对人体健康和环境造成潜在危害。因此，放射源如何实现安全监管是一个难题。

2     放射源在线监控设计与应用

2.1   设计背景

据不完全统计，2009-2011年，全国共发生辐射事故51起，平均每年发生17起。多数为一般事故级别，以放射源丢失、被盗和失控为主，主要由安全保卫措施不到位、监控手段不健全、闲置或废旧放射源处置不当几种原因造成的。

2.2   在线监控目标和架构

通过实施放射源在线监控建设，以信息标准化、操作自动化、监控全程化和决策智能化，切实提高放射源监管工作的可靠性和管理效能，确保人民群众生命安全，实现经济、环境与人类协调发展。同时，为辐射其他业务系统提供完善的、全面的数据支撑服务，打造一个集中的放射源信息化监管平台。用信息系统和物联网技术实现涉源单位对放射源的精细化、标准化管理，提高生态环境管理部门对涉源单位的管理水平和对移动放射源的实时监控，保障人民生命财产安全。图1为在线监控整体系统架构。

2.3   在线监控详细设计

结合放射源管理现状，相关部门应重点聚焦于高危放射源和作业活动的实时监管。具体分析高危放射源的“高危”本质，来源于3个方面：一是放射源本身的放射性危害，尤其是Ⅲ类及以上放射源;二是移动过程中的风险，主要涉及移动放射源;三是作业过程中的风险，包括作业环境、操作方式、现场管理等。通过对高危放射源的作业行为分析，以及对监控设备所依托的环境需求，可将监控、流程划分为明显的两大类，即固定场地监控和非固定场地监控，主要区别在于该类场合是否存在具备供电和有线网络条件的固定监控场地。

图2是高危放射源全过程监控示意图。固定场地监控包括在库、出入库和封存等环节监控，此时，固定监控场地可能是放射源库房、厂内作业车间（如曝光室、探伤室）等，可用于放射源监控，其中，监控设备包括辐射剂量仪、RFID移动识别终端、RFID固定识别终端和库房视频监控终端。非固定场地监控则包括运输、野外作业和暂存等环节监控，由于无法解决供电和有线网络接入，可用于放射源监控的设备仅包括辐射剂量仪、RFID移动识别终端。

将固定场地监控和非固定场地监控无缝衔接，实现高危放射源在库、出入库、运输、野外作业、暂存和封存环节的闭环监控，是整个放射源在线监控的重点。本着以技防促人防的原则，将监控设备和智能报警技术相结合，可有效提高放射源监管能力和效率。技防指系统对放射源在库、出入库、运输、野外作业、暂存和封存等环节，分别进行辐射剂量、位置、RFID和视频监控。系统可自动提醒用户巡检，用户使用手机端APP，配合RFID移动识别终端，对放射源进行“三位一体”（剂量、位置、RFID）巡检确认。人防根据移动放射源在库房、运输、作业（包括探伤、测井、勘探等）、野外暂存等不同状态下，需要使用/管理人員进行人为状态切换和强制性巡检巡查，以此约束移动放射源使用/管理人员定期对移动放射源进行安全管理，达到安全用源的目的。

2.4   放射源在线监控在四川省的实际应用

四川省是放射源大省，全国约60%的放射性同位素在四川生产，同时，全省现有各类放射源共计3 700余枚，遍布全省21个市州。四川省委、省政府高度重视核辐射安全监管工作，中国共产党第十八次代表大会以来，四川省提出核辐射安全监管工作要适应全省经济社会发展新常态，这对高危放射源及相关作业活动的安全管控提出了更高要求。2016年3月29日，四川省召开的第十二届人民代表大会常务委员会第二十四次会议上通过了《四川省辐射污染防治条例》，该条例明确要求：“野外（室外）使用国家规定的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类放射源，运输国家规定的一类、二类放射性物品单位，应当建立放射源或者放射性物品运输在线监控系统”。该条例的颁布施行，为四川省开展高危放射源及作业活动在线监控相关工作提供了有力的法律支撑。

在系统建设方面，坚持“资源整合、共建共享、统一管理、统一维护”的思路，开展平台搭建和数据整合工作，监控范围以Ⅲ类及以上放射源，优先覆盖移动放射源。同时，明确划分各类作业环节和状态定义，将实际业务中的在库、出入库、运输、作业、暂存、巡检等多个关键流程标准化，形成闭环管理，配合信息化软件，在操作层面提高人员作业的规范化程度。在各市州环保局的大力协调下，相关涉源单位积极配合。经过近1年的集成建设，截至目前，建设范围覆盖全省21市州中的16个，包括60余家涉源企业和医院，使用监控平台进行监管和作业的各级环保部门和企业操作人员近300人。

项目以自动监测技术为基础、辐射剂量率监测为核心，将RFID射频识别、GPS/GIS追踪、视频监控技术和移动通信技术相结合，构建高危放射源在线监控网络，并建设相应的管理系统和APP，面向企业操作人员和环保部门管理者，对分散的、作业状态各异的放射源实现实时监控、远程定位、定期巡检、自动报警，以满足放射源的全面安全监控要求。建设目标本着“统一规划、分步实施、协同推进、全面监管”的原则，计划在“十三五”期间，完成高危放射源在线监控网络全面建设，将全省高危放射源和相关涉源单位全部纳入实时监控，如图2所示。

2.5   应用成果

项目集成了包括辐射剂量监测仪、RFID固定识别终端、RFID移动识别终端、网络摄像机、网络硬盘录像机在内的多种监控设备，结合信息化管理软件和移动APP，实时回传辐射剂量、GPS、RFID状态和视频数据，实现了对放射源和曝光室、库房等固定场地的贴身监控。通过项目建设，初步达到了以下3个方面的预期效果。第一，作业操作规范化。涉源单位操作人员使用配发的手机APP，配合监控设备，规范、便捷、高效地完成各类业务操作，将在库、出入库、运输、作业、暂存和巡检等多个关键环节无缝衔接，构成管理上的完整闭环。第二，业务监管实时化。省、市、县三级辐射管理者均可以通过网络迅速获取属地内任何一个受监控放射源的位置、辐射剂量曲线、作业状态和报警信息以及任何一个受控曝光室或库房的RFID射频识别数据和视频监控，实现数据分级、分区全面共享，落实动态实时监管。第三，风险管控智能化。依托智能管控机制和大数据分析技术，与配套建设的四川省核与辐射安全监管决策分析平台相结合，自动对监控数据进行分析、研判，高效和准确识别风险，并可对各放射源、作业环节和操作人进行回溯，为放射源安全和辐射应急提供可靠保障。

3     结 语

本文从放射源在线监控建设的背景条件下，通过分析国内当前放射源监管形势，探讨了在线监控设计和在四川省的实际应用以及应用成果，认为在全国范围内对企业开展在线监控非常必要，对各省放射源监管业务开展将是一个巨大的支持。作为国家级平台建设，需要有完善的顶层设计，包括政策法規、相关文件和技术标准规范。充分考虑各地实际的监管需求和已建成在线监控系统情况，最大限度兼容已有系统并支持预期扩展，实现国家级平台与省级平台的数据双向共享。同时，有效打通监管业务中各省之间的数据壁垒，实现横向业务协同，加大各省的监管力度，提升监管水平。

主要参考文献

[1]周晓剑，陈栋梁，党磊，等.我国放射源安全监管信息化现状分析及建议[J].中华放射医学与防护杂志，2018（11）.

[2]腾讯网.核与放射事故离我们有多远？[EB/OL].（2017-08-14）[2019-09-04].https：//view.news.qq.com/a/20110317/000003.htm.

[3]中国法院网.南京放射源丢失事故4名责任人被刑事拘留[EB/OL].（2017-08-11）[2019-09-04].https：//www.chinacourt.org/article/detail/2014/05/id/1292008.shtml

[4]网易新闻.南京丢失放射源事故受伤者无生命危险不需截肢[EB/OL].（2017-08-11）[2019-09-04].http：//news.163.com/14/0514/00/9S5S2RAU00014JB6.html.

[5]网易财经.江苏再披露放射源丢失事件细节[EB/OL].（2017-08-11）

[2019-09-04].http：//money.163.com/14/0513/08/9S43

8CVN00253B0H.html.

[6]大众网.吉林悬赏寻找丢失的放射源容器目前仍未被找到[EB/OL].（2017-08-11）[2019-09-04].http：//www.dzwww.com/xinwen/shehuixinwen/201609/t20160925_14949819.htm.

[7]网易新闻.中国放射源：危险胜过“核杀手”[EB/OL].（2017-08-11）[2019-09-04].http：//news.163.com/14/0513/05/9S3O

QRV700014JHT.html.