工业探伤放射源辐射环境安全监管应用探究

陆菊明

（上海市浦东新区环境管理事务中心 上海 201203）

引言

伴随着上海市加快建设智慧城市的步伐，上海地区的技术产业发展和科技能力升级，率先构建经济治理、社会治理、城市治理统筹推进和有机衔接的治理体系，浦东新区根据“一屏观天下，一网管全城”总体部署要求，开展“城市大脑3.1”应用场景建设。2020 年浦东新区生态环境局已经上线的应用场景有7 项，已取得了一定的成绩。但在辐射行业中工业射线探伤作业放射源运输过程中，辐射源运输辐射环境安全还未能实现实时有效的监控，在场景应用中增加工业射线探伤作业对放射源的运输、使用和贮存辐射环境安全的全过程实行安全监管。

1 工业射线探伤作业全过程辐射环境安全的重要性分析

2019 年9 月3 日国务院新闻办公室发表了《中国的核安全》白皮书[1]。白皮书中提到，中国在用放射源超14 万枚，放射源辐射事故年发生率持续降低，由20世纪90 年代的每万枚6.2 起降至目前的每万枚1.0 起以下，达到历史最低水平。

从表1 中可见，2017 年-2020 年的辐射事故中放射源丢失或被盗事故占比非常高。据统计，2005 年至2020 年共发生10 起辐射事故造成人员照射超剂量，其中工业射线探伤中发生的7 起，γ 辐射源主要产生γ 射线的放射性污染。γ 射线的穿透能力极强，能贯穿整个人体，通过多种途径，如微循环障碍、细胞凋亡、癌变、DNA 突变等，对机体的造血功能、消化系统及免疫系统造成显著影响，从而造成全身辐射损伤。10 起事故中造成20 余人员受照超剂量，其中2 人“骨髓造血受抑制”，2 人死亡等严重的后果。

表1 2017年－2020年辐射事故统计表

（注：以上数据通过查询生态环境部核与辐射安全中心2021 年省市县及核技术利用单位应急预案编制专项培训材料及咨询国家核安全局相关部门所得）

在工业射线探伤作业中，使用单位管理不善、使用不当会发生放射源泄漏或发生丢失或被盗，会造成环境危害及生物和人群健康危害。若放射源发生泄漏后，放射性物质释放进入环境，在一定范围内环境的放射性污染或发生人员照射，人体受照射剂量超过一定限值，人体就可能会受到危害，甚至可能导致确定性效应的发生，如机体损伤、遗传效应、癌症或急性致死，影响社会正常秩序和公众健康。因此，确保工业射线探伤作业放射源全过程辐射环境安全有效监管是十分重要的。下面以上海市浦东新区为例具体开展分析。

2 浦东新区辐射环境安全管理的现状分析

2.1 浦东新区核技术利用单位现状

目前，上海市浦东新区纳入区核技术利用信息管理系统中的核技术利用单位有650 余家，其中放射源单位（场所）45 家，射线装置单位600 余家，现有放射源286 枚，射线装置2200 余台，是全市数量最多的区。放射源和射线装置主要在工业和医学上的运用。放射源在工业上用于探伤、料位计、测厚仪、辐照等，主要有60Co、241Am、192Ir、137Cs 等放射源；医学上用于诊断和医疗的，有131I、99mTc、89Sr、18F 等核素。浦东新区生态环境管理部门主要以“双随机”检查、放射源单位专项检查、工业射线探伤作业检查、放射源运输检查等形式开展核技术利用单位的日常检查。

如图1 所示，目前上海市浦东新区放射源单位（场所）共45 家，其中使用Ⅰ类放射源单位3 家，使用Ⅱ类放射源单位11 家，使用Ⅲ类放射源单位11 家，使用Ⅳ类放射源单位18 家，使用Ⅴ类放射源32 家。使用Ⅴ类放射源单位最多，占比71.11%，辐射监管方便，Ⅴ类放射源属极低危险源，不会对人造成永久性损伤。在我国被盗或失控的放射源多数是Ⅳ类、Ⅴ类放射源。

图1 浦东新区在用放射源单位数量统计图

如图2 所示，目前上海市浦东新区在用放射源共计286 枚，其中Ⅰ类放射源1 枚，Ⅱ类放射源44 枚，Ⅲ类放射源20 枚，Ⅳ类放射源72 枚，Ⅴ类放射源149枚。Ⅱ类放射源占比15.38%，在工业射线探伤作业中较常用的是Ⅱ类放射源。Ⅱ类放射源，属高危险源，没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可以致人死亡。

图2 浦东新区在用放射源数量统计图

（注：本节数据由“国家核技术利用辐射安全监管系统”网站查询所得。）

2.2 工业射线探伤放射源作业辐射安全监管情况分析

在工业中，射线探伤应用得越来越广泛，已成为工业探伤中一种不可或缺、可靠的检测方法。工业射线探伤系统中应用最广泛的是X 射线和γ 射线。γ 射线工业探伤的射线源是放射源，需要非常重视工业射线探伤作业时放射源的运输、使用和贮存各个环节的辐射环境安全，防止放射源丢失、被盗和人员超剂量等事故的发生。

上海市浦东新区拥有移动探伤单位3 家，在新区管辖范围内探伤作业的单位有6 家，是上海市探伤作业和探伤单位较为集中的区之一。在工业射线照相探伤中使用的γ 射线源主要是人工放射性同位素：60Co；75Se；192Ir；170Tm 等，对于工业射线探伤而言，在选择γ射线源时应该考虑γ 射线源的能量、半衰期、放射性比活度、源尺寸等主要性能。在工业射线探伤中，较常用的γ 射线源主要特性见表2。

表2 较常用的γ射线源主要特性

目前，在工业射线探伤作业辐射环境安全监管中，施工单位在施工前做到对使用的放射源在上海市“一网通办”上进行网上备案，审批部门对备案情况进行审批，审批通过后形成备案号。监管部门检查人员做到工业射线探伤作业首次作业时现场必查，探伤作业备案时间段内进行随机抽查作业情况，检查内容主要为：（1）现场作业使用的放射源的出入库记录；（2）现场作业使用的放射源启运前的监测记录；（3）确认现场使用的放射源的型号、编码是否与市“一网通办”网上备案情况一致；（4）检查现场探伤安全管理人员、探伤作业人员是否持证上岗；（5）确认作业人员的考核合格证书是否在有效期内；（6）探伤操作人员配备的个人剂量报警仪、个人剂量计的佩戴情况；（7）工业射线探伤作业现场警戒线、警示灯、告示牌的设置情况等。近几年来对浦东新区工业射线探伤作业及放射源运输安全监管检查情况见表3。

表3 2018年－2021年浦东新区工业射线探伤作业及放射源运输安全监管检查表

目前在工业射线探伤作业中放射源运输、使用和贮存过程中主要存在的问题是：不能做到对放射源从源库到作业现场整个运输过程中辐射环境安全情况的掌握；也不能确保在工业射线探伤作业结束后，放射源贮存过程中的运输车辆及人员所处的辐射环境是安全的；不能清楚地知道在运输、使用、贮存过程中对放射源、车辆位置等信息实时监控、掌握辐射环境实时监测数据等。

2.3 浦东新区生态环境应用场景辐射环境模块建设的现状分析

浦东新区全面推进三大治理平台深化整合，结合行业实际，加快推进重点企业污染排放场景从经济、社会、城市治理三方面全面深化整合，推进浦东“城市大脑3.1”应用场景的建设，全面对辖域内水、气、固废、土壤、辐射等重点企业监管要素和运行体征等相关数据进行梳理，通过在线监测、大数据分析和流程再造等技术手段，切实提高污染排放监管场景智能化水平和跨部门协同处置效率。

2020 年，在浦东“城市大脑3.1”应用场景建设中，新区生态环境局已运行的应用场景有7 项，监管平台能智能发现事项，通过工单推送等功能，通过完善的功能模块实现智能发现事项正常运行的后台算法、阀值等，能做到自动发现、派单，发现的部分问题需协同处置。

已运行的区生态环境应用场景监管平台及2020年12 月、2021 年1 月区生态环境局城市大脑场景工单推送及协同处置统计表，如表4 所示，2021 年1 月共推送工单3808 件，相比2020 年12 月增加860 件。其中，跨部门推送工单105 件，比上月减少49 件；局内协同工单3703 件，比上月增加909 件。

表4 2020年12月与2021年1月局城市大脑场景工单推送及协同处置对比统计表

研究表明，目前在浦东生态环境运行的场景应用平台中，能线上智能发现问题事项，通过工单推送，做到发现问题及时处置问题。平台的应用场景有待进一步增加完善，目前工业射线探伤作业对放射源的运输、使用和贮存辐射环境安全的实行全过程安全监管还未纳入辐射环境安全管理，还不能在运输过程中对放射源、车辆位置等信息实时监控、掌握实时数据等，不能确保全过程的辐射环境安全。为确保生态环境的安全，需要将对放射源的运输、使用和贮存辐射环境安全实行全过程安全监管内容纳入应用场景建设中。建议工业射线探伤作业放射源辐射环境安全监管项目列入到浦东新区城市大脑应用场景的建设中，对放射源的运输、使用和贮存辐射环境安全的实行全过程安全监管。

3 工业射线探伤放射源运输、使用和贮存过程辐射环境安全应用探究

工业射线探伤作业放射源辐射环境安全监管项目场景建设的设想：首先收集探伤单位的基本信息，包括单位名称，源库位置，源库中所有的放射源基本信息，根据浦东“城市大脑3.1”建设要求，将基本信息录入场景平台中，对浦东“城市大脑3.1”平台中的参数按要求进行设置。同时对运输车辆加装GPS 全球定位系统，车辆安装车载辐射剂量采集器，装有放射源的铅箱及探伤机外壳外加装电子标签（包含GPS 定位、辐射剂量检测）等，通过物联网、4G/5G 无线通讯等先进的技术手段，将数据传输到场景应用平台上，实时掌握放射源运输、使用和贮存时的辐射环境数据，以实现放射源在运输、使用和贮存的全过程辐射环境的安全智能化管理。

若工业射线探伤作业放射源辐射环境安全监管项目在浦东“城市大脑3.1”建设完成后，能够做到以下智能发现：（1）放射源运输、贮存时路径发生偏航后，系统收到异常信息后，会在场景平台上报警，产生该项目场景工单推送至城运指挥平台。（2）放射源未在指定作业地点离开铅箱时，系统收到异常信息后，会在场景平台上报警，产生该项目场景工单推送至城运指挥平台。（3）装有放射源的铅箱未在指定作业地点离开运输车辆时，系统收到异常信息后，会在场景平台上报警，产生该项目场景工单推送至城运指挥平台。（4）放射源在过程中一旦发生放射性泄漏，辐射剂量监测数值发生异常时，系统收到异常信息后，会在场景平台上报警，产生该项目场景工单推送至城运指挥平台。

工业射线探伤作业放射源辐射环境安全监管项目场景工单处置流程如图3 所示，当监测数据发生异常时，平台开始现场报警，城运指挥平台发现数据报警后，将工单推送给区生态环境局、区执法局生态环境执法支队，区生态环境局进行行政检查，将结果反馈到城运指挥平台，区执法局生态环境执法支队反馈结果后销项。若检查发现放射源丢失或被盗后，城运指挥平台将工单推送到区公安分局处置，处置结束后将结果反馈至城运指挥平台进行工单销项。

图3 工业射线探伤作业放射源辐射环境安全监管项目场景工单推送及协同处置流程图

工业射线探伤作业放射源辐射环境安全监管项目建设的好处：（1）保障工业射线探伤作业中放射源运输、使用、贮存的辐射环境的安全，避免和减少放射源丢失或被盗事故的发生，消除工业射线探伤作业时放射源管理上的安全隐患。（2）对工业射线探伤作业放射源运输、使用和贮存过程进行全程路径的有效跟踪，能及时、有效、准确地获取车辆的有关信息，确保人员所处环境的安全。（3）对工业射线探伤作业放射源运输、使用和贮存过程中辐射水平做到在线实时监测，及时掌握辐射环境数据的变化情况，确保环境和人员的安全，方便管理人员随时掌握放射源的状况。（4）在人力资源有限的情况下，利用场景平台，可以随时掌握对放射源的运输、使用和贮存情况，对全过程监测辐射环境的数据进行查询、分析，大大提高了放射源监管部门的工作效率。（5）倘若出现放射源丢失或被盗事故后，可通过场景平台调查监控数据，分析数据，方便管理部门能第一时间知晓事故，及时采取有效措施，降低事故发生后造成的损失，提高相关部门应急响应的时效和搜救效率。

结语

通过对工业射线探伤放射源辐射环境安全监管应用场景的建设，采用先进的物联网技术，可以对工业射线探伤作业放射源运输、使用和贮存的全过程中辐射监测数据的实时监控、运输路线及时掌握，当监测到的数据发生异常时，在应用场景中及时发生数据报警，能做到实时地跟踪放射源行径轨迹。通过智能化平台的建设，可以加强工业射线探伤作业中放射源运输、使用和贮存情况的辐射环境安全的全过程管理，提高放射源的运输安防能力，健全放射源作业过程辐射环境监管，保证辐射环境安全和人员的安全健康。