钴-60乘用车安检系统辐射水平监测分析

赵广翠,高 鹏,王 毅,杨 勇,马国学

(北京市辐射安全技术中心，北京 100089)

引 言

我国早期的集装箱辐射成像监测系统是基于直线加速器为核心技术的检测系统，为了降低成本，提高性能，节省占地面积，1997年钴-60辐射成像检测系统应运而生，随着第一套国产集装箱检测系统在中国海关马尾检查站通入使用[1]，打破了国外的垄断。随着20多年的发展，钴-60辐射成像监测技术已初具规模，形成了多种类型：门架移动型[2]、车载式[3]、铁路货运列车检测系统[4]、垂直透视轿车检测系统[5]及双视角检测系统[6]等，在辐射安全检查等方面发挥了重要作用[7]。

本文分析的钴-60乘用车安检系统用于人员驾驶乘用车辆直接通过门式安检系统时的安全检查。该系统使用一枚钴-60辐射源，设计出厂活度1.1×1012Bq(约8居里)，位于安检系统门架的正上方，以垂直透视方式扫描成像，设计车辆通过速度为10～20km/h，驾驶人员不下车驾驶车辆通过安检系统。人员在通过门架的过程中要受到少量散漏辐射的影响，同时，控制室内人员操作位、监督区边界公众活动区域等工作人员所受辐射影响也是关注重点。

1 材料与方法

本文对该安检系统设备表面、重点关注点位的辐射水平以及相关人员的辐射受照剂量进行了监测，使用的监测仪器及监测方法如下。

1.1 监测仪器

各监测项目使用的仪器名称及型号见表1，所有仪器均经过检定，并在有效期限内使用。

表1 各检测项目使用仪器主要参数Tab.1 Main parameters of radiation monitoring equipment

1.2 监测方法

1.2.1 参考标准与评价依据

所有监测项目的分析测量方法按照相应国家标准或行业标准进行，具体见表2。

表2 参考标准Tab.2 Standard monitoring methods

根据国家《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015)和《辐射型货物和(或)车辆检查系统》(GB/T19211-2015)[9]辐射防护及安全规定，相关限值如表3。

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

1.2.2 监测方案

依据评价标准及相关限值，本次监测主要项目为：γ辐射源箱的泄漏辐射水平、监督区边界处和控制室内(操作人员操作位置)处的周围剂量当量率及驾驶员驾驶车辆通过时的有效剂量(因辐射源设计活度为8Ci，监测时活度6.5Ci，故活度修正系数为8 Ci /6.5 Ci =1.23)，具体方案如下 ：

1.2.2.1 γ辐射源箱的泄漏辐射水平v将γ辐射源置于工作容器中，并关闭快门。使用伸缩杆辐射监测仪(FH40G)分别测量距源箱6个外表面5cm和1m处的周围剂量当量率，测量点布置图见图1，A1-A6距源箱5cm，A7-A12距源箱1m。将监测结果乘以放射源活度修正系数,得到γ辐射源箱的泄漏辐射水平。

图1 辐射源箱外监测布点示意图Fig.1 Layout schematic of monitoring points outside the radiation source box

1.2.2.2 监督区边界和控制室内周围剂量当量率(操作人员操作位置)

将乘用车安检系统检测门架外5m距离内设为监督区，控制室距离门架10m，布点图如图2所示。将γ辐射源置于贮源容器中，并关闭快门。使用伸缩杆辐射监测仪(FH40G)测量直通式乘用车安检系统检测门架附近对照点本底。将车辆中部置于有用线束照射区。将γ辐射源置于工作容器中，并打开快门。使用伸缩杆辐射监测仪(FH40G)在监督区边界测量周围剂量当量率。

使用伸缩杆辐射监测仪(FH40G)测量控制室内，以及操作人员操作位置的周围剂量当量率。将如上测得的周围剂量当量率扣除天然本底并经活度修正后得到测量点的周围剂量当量率。

图2 监督区边界和控制室监测布点示意图Fig.2 Schematic diagram of monitoring points for boundary of supervision area and control room

1.2.2.3 驾驶员位置有效剂量(表4)

表4 驾驶员位置有效剂量监测方案Tab.4 Driver’s position effective dose monitoring scheme

将车辆开至不受直通式乘用车安检系统辐射影响的位置作为“起始位”。将γ辐射源置于工作容器中，并打开快门。驾驶员胸前佩戴1个RADEYE G便携式巡检剂量仪，将累积剂量清零。在相应速度下扫描20次，将车辆停至“起始位”。读取驾驶员位置的RADEYE G便携式巡检剂量仪累积剂量。将RADEYE G便携式巡检剂量仪累积剂量除以扫描次数并经过源项修正后，得到驾驶员位置一次通过有效剂量。

2 结果与分析

根据上述监测方法得到的结果如表5。

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

由表5可见， 距γ辐射源箱5cm处X-γ辐射剂量率最高为31.5μSv/h，小于控制值1mSv/h，γ辐射源箱1m处X-γ辐射剂量率最高为2.66μSv/h，小于控制值0.1mSv/h。

表6 监督区边界及控制室周围剂量当量率*Tab.6 Dose equivalent rate at boundary of supervision area and around the control room (μSv/h)

由表6可见，辐射安全监督区边界及控制室内周围剂量当量率最高为2.35μSv/h，小于控制值2.5μSv/h，操作位置的周围剂量当量率为0.09μSv/h,小于控制值1.0μSv/h。

表7 乘用车驾驶员位置有效剂量Tab.7 Effective dose of passenger car driver’s position

由表7可见，小轿车和面包车在通过时速为10km/h时，驾驶员位置一次通过有效剂量最高为均0.02μSv，小于控制值0.1μSv。

直通式乘用车安检系统辐射监测项目监测结果表明：距γ辐射源箱5cm处X-γ辐射剂量率最高为31.5μSv/h，小于控制值1mSv/h，距γ辐射源箱1m处X-γ辐射剂量率最高为2.66μSv/h，小于控制值0.1mSv/h。辐射安全监督区边界及控制室内周围剂量当量率最高为2.35μSv/h，小于控制值2.5μSv/h，操作位置的周围剂量当量率为0.09μSv/h，小于控制值1.0μSv/h。满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015)和《辐射型货物和(或)车辆检查系统》(GB/T19211-2015)相关要求。

在本次监测模式下，乘用车驾驶员位置一次通过有效剂量监测结果不大于0.02μSv，满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015)中关于被检车辆乘员一次通过有效剂量不得超过0.1μSv的要求。

3 结 论

本文选取某型号钴-60乘用车安检系统，对其开展了辐射水平监测分析，对安检系统γ辐射源箱的泄漏辐射水平、监督区边界处和控制室内(操作人员操作位置)处的周围剂量当量率及驾驶员驾驶车辆通过时的有效剂量进行了实际现场监测。监测结果表明该检查系统辐射剂量率水平满足相应限值要求，正常工况下一次通过的人员有效剂量满足相关要求，可为今后同类型设备的辐射剂量监测提供参考，为同类型环境影响评价提供数据支持。