口岸监管环节NORM 中弱源夹带问题试验研究

侯永明 赵 斌 战 俭 中国海关管理干部学院（河北，秦皇岛，066000）

1 前言

口岸核安保是国家核安保体系的组成部分之一，也是海关维护总体国家安全观，保障国门安全的一项重要工作。 目前为止，口岸辐射探测实际工作中大部分的辐射报警是由NORM 触发引起，如伴生放射性矿、 建筑装饰材料以及含K-40 的动植物原材料及产品。 近些年海关也查获过多起涉及NORM 的伪报、 瞒报和非法夹带典型案例。 利用NORM 物质“掩护”，非法夹带放射源甚至是核材料的风险不断增加。

从IAEA 公布的核材料非法贩卖案例情况来看，犯罪分子对核材料都进行了一定程度的包装和屏蔽［1］。 从探测角度考虑，这些核材料被屏蔽后，放射性强度大大降低，表现为“弱源”的特征，这给探测工作带来了很大的困难。 特别是当把这些弱源放置于大宗的NORM 货物中，就变得更加隐蔽且难以探测。 为了实际验证口岸通道式设备对此类情况的探测能力，本文通过分组试验的方法，研究NORM中夹带弱源的报警曲线特征，探索应对非法夹带风险的监管措施。

2 试验方法

以天然放射性物质钾肥作为“掩护”材料，使用V 类工业源模拟可能被屏蔽的高放射性核材料或放射源，在均匀装载钾肥的车辆不同部位夹带V 类工业用放射源，分析辐射报警图像特征。

3 试验设备及材料

3.1 探测设备

探测器使用口岸普遍配备的通道式辐射探测器，如图1 所示。 探测器同时具备中子和伽马射线探测功能，中子探测单元使用密封He-3 气体，伽马射线探测单元为塑料闪烁体探测器， 在探测器上下和左右部分各有一组探测器，共4 组探测模块。

图1 通道式辐射探测器

3.2 源及放射性物质

试验中使用的NORM 材料为钾肥， 共2500kg，有效成分为氧化钾，含天然放射性核素K-40，如图2所示。 试验中钾肥在靠近集装箱中间部分均匀装载。

图2 试验用钾肥（2500kg）

试验中用到的工业用源有Co-60、Cs-137、Cf-252 和Am-241，Am-241 同样为烟雾探测器拆解件，共100 枚。 源活度见表1。

表1 试验用弱源活度及当量剂量率

3.3 试验分组

通过不同试验材料和装载部位情况的组合，将试验共分成了8 组，分组情况见表2。 化肥在集装箱内部都是均匀装载，调整夹带弱源的位置，得到不同的探测数据。 第1 组研究只有天然放射性物质化肥时，车辆的辐射水平。第2、3、4、5 组研究只有弱源存在时的辐射曲线的特征。 第6、7、8 组研究在均匀装载的天然放射性物质不同部位分别夹带弱源场景。

表2 试验分组

4 试验结果

4.1 计数率

表3 和图3 列出了车辆通过探测器时，各组物质的伽马计数率和中子计数率峰值。 比较各组试验数据， 均匀装载化肥的第1 组伽马计数率数值最大，高于只装载弱源的第2、3 组，并且对于同样的弱源，放在集装箱尾部时伽马射线计数率大于在集装箱中心区域时，但二者差别较小。 而第4、5 组由于所用源的活度较低，伽马计数率数值要小于相应的报警阈值，伽马计数率未报警。 第5 组中子计数率超过报警阈值，但仅超过1CPS。 比较第6、7、8 组与前5 组试验数据可以看出，当钾肥中夹带有弱源时，伽马计数率数值均大于没有夹藏时的数值。 但夹带位置对计数率数值没有明显影响。 当钾肥和中子源Cf-252 同时存在时，货物同时触发了伽马报警和中子报警。

表3 试验各组伽马射线计数率和中子计数率峰值

4.2 辐射探测曲线分析

4.2.1 曲线形状分析 图4 为各组试验物质通过探测器的辐射曲线图。 图中红色实线为伽马计数率曲线，红色虚线为伽马射线报警阈值；蓝色实线为中子计数率曲线，蓝色虚线为中子报警阈值。

从伽马辐射探测曲线形状来看，比较第1 组与第6、7、8 组， 可以看出， 当在钾肥中夹带弱源Cs-137、Co-60 或者Cf-252 时， 曲线形状十分接近，都有一个相对平滑的辐射峰出现，表现出典型的均匀装载货物辐射特征，而没有出现较尖锐的点源峰，仅从曲线形状上无法判断是否有放射性物质夹藏。 从图4（b）和图4（c）曲线形状可以看出，对于单纯的点源，由于活度较小，伽马辐射探测曲线也并没有出现典型的尖锐峰，无明显点源特征。

4.2.2 曲线报警区域分析 为了分析集装箱报警区域的大小，引入“有效报警区域”的概念，其意义为集装箱可疑高辐射水平区域占整只集装箱的比例，数值上等于辐射曲线图中报警曲线超出阈值部分的长度除以探测曲线的总长度，计算公式如下：

有效报警区域= 超出报警阈值区域曲线长度/探测曲线总长度×100%

图5 为各组试验物质伽马射线有效报警区域，由于钾肥的辐射强度较高，且在箱内大范围均匀装载，所以第1 组有效区域为66%，明显高于第2、3、4、5 组只有弱源时的有效报警区域。与第1 组相比，在钾肥中夹带放射源的第6 组和第7 组有效报警区域数值都有所增加，分别为80%和86%，集装箱报警区域增加。 而夹带中子放射源Cf-252 时，第8 组有效报警区域数值与未夹带时的第1 组基本相同。

4.2.3 夹带位置对曲线峰位置的影响 对于集装箱内均匀装载天然放射性物质的情况，伽马射线曲线峰位于车体中间位置。 在钾肥中夹带弱源时，本应出现在对应位置的弱源峰被钾肥报警峰淹没，其他位置未能显现出报警峰。

5 结论

对于大宗的NORM 货物，放射性强度可能会很高，甚至要高于弱源，并且口岸常见NORM 种类众多，这为不法分子企图依靠NORM 物质夹带贩运核及其他放射性材料提供了可乘之机。

本试验表明，就通道式探测设备来说，从设备辐射曲线图中无法直观反映出货物中是否有放射性物质夹藏，这也是目前海关监管面临的最大难点。

为应对NORM 夹带风险，海关可从新设备部署和口岸基础数据积累两方面着手，提升口岸探测和拦截能力。

5.1 部署安装新型通道式设备

2016 年以后，海关在口岸监管一线配备的通道式设备以具备核素识别功能的设备为主。 新设备最大的特点是采用NaI 晶体探测器，在车辆/行人通过设备的几秒钟时间内，快速分析核素种类。这为分析NORM中是否夹带其他放射性物质提供了直接的参考和判断依据，可以有效识别NORM 中非法夹带风险。

5.2 口岸辐射基础数据库建设与维护

从较长的时间范围来看，各海关经常进出境的NORM 货物具有一定的稳定性，日常辐射监管工作中收集足够多数量的NORM 报警信息，如常见天然放射性货物的品名、重量、峰值计数、典型图像等探测数据，对于关员甄别NORM 中是否有其他放射性物质夹带提供有利的数据支持。