特定范圍內(nèi)尋找γ放射源的應急監(jiān)測方法研究

曲訓帥 方淵 張濤

摘 要：介紹了使用碘化鈉便攜式γ能譜儀，針對特定范圍內(nèi)失控狀態(tài)下的γ放射源的應急監(jiān)測，包括γ放射源的定位、核素種類識別和核素活度的估算方法。

關鍵詞：γ放射源；定位；核素種類；核素活度

1.引言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，放射源在我國的應用領域和數(shù)量不斷增長，放射源丟失事件時有發(fā)生，極易造成人員傷亡和社會恐慌。及時有效的對放射源進行定位、核素種類識別和活度估算顯得尤為重要，將為后續(xù)事故評價和處置提供準確的技術資料。

2.應急監(jiān)測場景模擬

在野外特定范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)γ輻射劑量率異常，放射源被遮掩物遮擋，先期到達人員已對事故現(xiàn)場進行封鎖。需由監(jiān)測人員對放射源的位置、核素和活度進行監(jiān)測和調(diào)查，為后續(xù)事故評價和處置提供技術資料。

3.應急監(jiān)測裝備

此次模擬監(jiān)測使用γ輻射劑量率儀和便攜式γ能譜儀這兩種常見的輻射監(jiān)測設備，同時配備個人劑量報警儀、鉛衣等個人防護設備，激光測距儀、GPS、溫濕度等輔助設備。

4.現(xiàn)場應急監(jiān)測

4.1 基礎數(shù)據(jù)獲取

在進入監(jiān)測場地之前，獲取本底γ輻射劑量率水平。觀察場地情況，簡略畫出場地示意圖，以大概區(qū)域位置為中心，以間隔45°的八個方位為監(jiān)測線，并在圖上示出。

選擇適當位置，進行溫度、濕度、風速、風向等環(huán)境要素測量，記錄數(shù)據(jù)。

4.2 進入監(jiān)測場地，選取低劑量率方向靠近遮掩物

兩名監(jiān)測人員使用γ輻射劑量率儀和便攜式γ能譜儀（儀器探測靈敏區(qū)遠離人體），分別從場地入口處以遮掩物區(qū)域為中心，同時反方向沿考核監(jiān)測區(qū)域四周先進行測量（測量時儀器探測靈敏區(qū)對準遮掩物），如果測量數(shù)據(jù)明顯高于本底水平，選擇數(shù)據(jù)低的方向靠近遮掩物。如測量數(shù)據(jù)無明顯升高，緩慢靠近遮掩物區(qū)域，出現(xiàn)數(shù)據(jù)明顯升高后再以遮掩物為中心對四周進行測量，選取測量數(shù)據(jù)最低的方向靠近遮掩物區(qū)域。行進過程中密切注意監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化。

4.3 遮掩物內(nèi)放射源位置判斷

靠近遮掩物過程中，如果遮掩物四周附近劑量率水平升高不明顯，此時放射源位置無法判斷。

靠近遮掩物過程中，如果在某監(jiān)測方向發(fā)現(xiàn)監(jiān)測值明顯增高，握住儀器旋轉360度，使探頭始終朝向自己正前方，并隨時觀察監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，直至出現(xiàn)最小讀數(shù)時，監(jiān)測人員面向的方向為放射源所在位置相反方向，畫出一條由儀器通過人體中心的直線，并在示意圖上標注，此直線方向為放射源所在位置方向。

在此方向上測量兩個不同距離的劑量率，再使用平方反比定律，可以推算出放射源的距離。

其中：

d1：離放射源較遠一點M1的距離（m）；

d2：離放射源較遠一點M2的距離（m）；

d：測量點M1和M2之間的距離（m）；

D1：測量點M1處的劑量率；

D2：測量點M2處的劑量率；

注：此方法中，由于遮掩物下情況不明，有可能使放射源周圍會產(chǎn)生不均勻的輻射場，會造成對放射源位置估計的不可靠。

4.4 放射源核素識別

鎖定放射源具體位置后，選擇從γ輻射劑量率最低的方向，緩慢靠近放射源。使用碘化鈉便攜式γ能譜儀對放射源進行核素識別，判斷核素種類。

4.5 放射源基礎數(shù)據(jù)獲取和遮掩物區(qū)域外場地劑量率監(jiān)測

放射源位置確定后，如果放射源四周有較均勻的輻射場，且事故現(xiàn)場四周較遠位置的放射性水平明顯高于環(huán)境本底水平，則判斷放射源為裸露狀態(tài)，則在放射源附近尋找劑量率最高點，通過監(jiān)測距放射源的一定距離的γ輻射劑量率估算放射源的活度。如果放射源周圍只有一個方向存在明顯的劑量率升高，其他方向劑量率明顯較低，則判斷放射源位于屏蔽體內(nèi)，放射源出束口是打開的，則在放射源出束方向一定距離尋找劑量率最高點估算放射源的活度。

以遮蓋為中心，以間隔45°的八個方位為監(jiān)測線，測量周圍γ輻射劑量率數(shù)據(jù)，以此數(shù)值說明監(jiān)測現(xiàn)場污染情況。

4.6放射源活度估算公式：

在放射源出束方向不同的適當距離處，測量γ空氣吸收劑量率最大值Di，記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)。

根據(jù)公式：

計算出放射源活度。

式中：A0——放射源活度，Bq；

r——監(jiān)測點位與放射源的距離，m；

Di——距離放射源r時測得的γ空氣吸收劑量率，Gy/h；

D0——監(jiān)測點位的環(huán)境本底，Gy/h；

Г——空氣比釋動能率常數(shù)，Gy·m2·Bq-1·s-1。

4.7 人員撤離

放射源處置完畢后，監(jiān)測人員對監(jiān)測現(xiàn)場進行輻射劑量率巡測，確保現(xiàn)場未發(fā)生輻射污染。

5.監(jiān)測行動與防護

監(jiān)測過程中，監(jiān)測人員將監(jiān)測設備置于身體右前方，并遠離身體。當發(fā)現(xiàn)儀器讀數(shù)升高時，應注意讓身體處于劑量率相對較低的位置，做好距離防護；監(jiān)測人員在保證監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的情況下，在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)快速移動，做好時間防護。