工業料位計輻射場劑量分布研究

■曹宏寶 ■惠州市職業病防治院，廣東 惠州 516008

核技術在近年來在醫療、農業、工業等多個領域都得到了較為廣泛的應用，為國民經濟的發展提供了有效的技術支持，工業料位計就是核技術應用的典型例子。工業料位計具有在線控制、在線分析、在線檢測等顯著的特點而被日益增多的工業企業所選用。其基本工作原理是利用對射線強度進行測量來將原料厚度準確地計算出來，計算精度較高，在水泥廠機立窯的料位自動控制中應用價值較高。但是由于工業料位計在使用過程中有可能會出現泄露的現象，那么就會在其附近出現輻射劑量異常區，會直接危害到相關的工作人員及周圍環境，因此，很有必要對工業料位計輻射場劑量分布進行研究。

1 工業料位計的組成及輻射場形成機理

工業料位計是由后續控制電子電路、電離室γ 射線探測器、防護鉛罐、γ輻射源等多個部件組成，137CS源是工業料位計最為常用的放射源，所釋放出來的γ 射線能量可以達到0.661Mev。137CS放射源衰變之后就會產生β射線和γ 射線，而β 射線的射程只有幾厘米，輻射范圍極為有限，基本不會影響到周圍環境，由此可見，γ 射線才是最為主要的污染源。物質與γ 射線在一起作用，會產生電子對效應、康普頓散射、光電效應三種形式。這三種形式的發生率往往直接與作用物質的原子序數、射線能量存在著較為密切的關聯，電子對效應主要是物質與高能量光子相互作用的形式，康普頓散射主要是物質與中等能量光子相互作用的形式，光電效應則主要是物質與低能量光子相互作用的形式。

因此，物質對射線的散射是工業料位計輻射場的形成基礎，射線與料封管中的物質發生康普頓散射效應，料封管成為射線路徑中的散射物，它對料位計的輻射劑量分布會產生影響。

2 工業料位計輻射場劑量分布的測量

2.1 測量儀器

選用X-γ 輻射檢測儀(型號為AT1123 型)來測量工業料位計的輻射場劑量分布，X-γ 輻射檢測儀探測器類型塑料閃爍體，該儀器響應的能量響應為60keV-3MeV，時間響應大于30ms，儀器量程范圍50nSv/h-10Sv/h，測量固有誤差±15%，各項性能參數完全符合現場測量要求。

2.2 測量方法

首先，關閉放射源準直孔，對環境輻射劑量本底值進行有效地測量;其次，將放射源準直孔打開來進行逐點測量。單次測量時間為10s，每個測點測量次數為5 次，測量結果則為5 次測量的平均值。

2.3 測量結果

表1 A 企業料位計輻射劑量分布測量結果

(1)A 企業料位計劑量分布。基于現場的實際環境條件來將平面布點圖繪制成如圖1 所示，料位計輻射劑量分布測量結果如表1 所示。由表1 可以看出，劑量較大的異常區出現在工業料位計的放射源一側，同時由于附近建筑物的影響，個別區域還出現了劑量削弱或者劑量疊加的現象。本次測量的最大值出現在5 號測點，距源3m 范圍內，由于劑量已經達到了354.94 ×10-8Sv/h，那么應該要重點關注。而工業料位計探測器的另外一側輻射劑量很小，基本不會對工作人員身心健康造成影響，因此，可在這一側進行相應的操作。

圖1 A 企業料位計平面布點圖

(2)B 企業料位計劑量分布。基于現場的實際環境條件來將平面布點圖繪制成如圖2 所示，料位計輻射劑量分布測量結果如表2 所示。由表2 可以看出，劑量較大的異常區出現在工業料位計的放射源一側，同時由于附近建筑物的影響，個別區域還出現了劑量削弱或者劑量疊加的現象。本次測量的最大值出現在9 號測點，距源3m 范圍內，由于劑量已經達到了259.33 ×10-8Sv/h，那么應該要重點關注。而工業料位計探測器的另外一側輻射劑量很小，基本不會對工作人員身心健康造成影響，因此，可在這一側進行相應的操作。

表2 B 企業料位計輻射劑量分布測量結果

圖2 B 企業料位計平面布點圖

3 結語

總之，對A 企業和B 企業的料位計輻射劑量分布測量結果進行綜合發現:劑量較大的異常區都出現在工業料位計的放射源一側;料封管中的物質、放射源活度與異常區的劑量強度、輻射半徑都存在著較為密切的關系;與放射源后方相比，放射源兩側的輻射場劑量都較大，呈現出較為明顯的“雙峰”狀。而工業料位計探測器的另外一側輻射劑量很小，基本不會對工作人員身心健康造成影響，因此，可在這一側進行相應的操作。

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