測井用中子發生器放射性水平調查及輻射安全管理初探

王建國

（新疆維吾爾自治區輻射環境監督站，新疆烏魯木齊，830000）

1 儀器與方法

使用Identifinder-N型高靈敏度X、γ劑量率儀(測量范圍(10～108)nSv/h),測量工作場所不同地點的γ射線外照射空氣吸收劑量率，按照《環境地表γ輻射劑量率測定規范》（GB/T14583-93）的規定測量。使用FH-40型中子儀（0-0.4Sv/h;中子等劑量率），測量工作場所的中子當量劑量率，按照的《輻射防護儀器中子周圍劑量當量（率）儀》（GB/T 14318-2008）規定測量。

2 測量結果

2.1 測井車（裝載有未通電的中子發生器）的貫穿輻射劑量率

對裝載有未通電的中子發生器的測井運輸車輛γ輻射劑量率進行測量，測量結果見表1。

表1 測井運輸專用車輛（裝載有未通電的中子發生器）的γ貫穿輻射劑量率

2.2 測井前中子發生器（未通電時）的貫穿輻射劑量率

測井開始前，對中子發生器未通電時的貫穿劑量率進行測量，測量結果見表2。

表2 中子發生器未通電時的貫穿輻射劑量率

2.3 中子發生器測井時的貫穿輻射劑量率

對中子發生器測井時，對井口周圍環境的貫穿輻射劑量率進行測量，測量結果見表3。

表3 測井時工作場所周圍環境的貫穿輻射劑量率

2.4 中子發生器停機后的貫穿輻射劑量率

中子發生器測井結束30分鐘后，對中子發生器表面5cm處的的貫穿輻射劑量率進行測量，測量結果見表4。

表4 停機30min后的貫穿輻射劑量率

2.5 中子發生器暫存于暫存庫中的貫穿輻射劑量率

為中子發生器配套服務的放射源暫存庫為已建成并投入運行，對其暫存現狀進行了測量。在放射源暫存庫區內外輻射狀況的γ輻射監測結果見表5。

表5 放射性暫存庫（中子發生器暫存）周圍環境的γ貫穿輻射劑量率

2.6 測量結果分析

從表1可以看出，中子發生器在專用測井運輸車輛運輸過程中的測量結果均符合《放射性物品安全運輸規程》（GB11806-2019）中的“在運輸工具外表面上任一點的輻射水平應不超2mSv/h”要求。

從表2可以看出，中子發生器在測井前未通電時的測量結果均符合《放性測井輻射安全與防護技術規范》的要求。由此可知，中子發生器在未加電使用時，其與電子系統分開的，沒有與測井儀器相連接，不會發生中子，氚靶密封在玻璃管中，外層還有鋼管屏蔽，不會對周圍環境造成放射性污染。

從表3、4測量結果可以可出，中子發生器在現場監測過程中、中子發生器測井完畢后（30min后），其γ輻射劑量率為0.08～0.10μSv/h，保持在本底水平范圍；中子劑量當量率為0.01～0.02μSv/h，處于本底范圍；γ輻射劑量率、中子劑量當量率的測量結果均符合《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）中的要求。中子發生器測井過程中未對環境造成顯著輻射影響。

由表5可知，暫存庫廢物暫存坑表面γ吸收劑量率小于25 μSv/h，庫體外表面0.3m處γ吸收劑量率小于2.5 μSv/h；達到了《油（氣）田測井用密封型放射源放射衛生防護標準》（GBZ142-2002）中的要求。

3 討論

3.1 工作人員年均有效劑量

年附加有效劑量當量計算公式如下：

E=ΣWr·HT=ΣWT·ΣWr·D=ΣWT·ΣWr·D·T

其中：E——有效劑量(Sv/a)；

HT——組織或器官T所接受的當量劑量(Sv/a)；

WT——組織或器官T所接受組織權重因子，對全身取1；

Wr——輻射權重因子，對X、γ射線取1；能量>2Mev～20MeV的中子射線取10；

D——X、γ致空氣吸收劑量率(Gy/h)；

T——年受照時間(h/a)。

參數選擇：D為實際測量值減去該地區的環境本底值后的數值，T為工作人員一年內所接受的照射時間。

根據某第三方石油服務單位提供的中子發生器測井數量，每年不大于100次，主要由一個測井小隊操作。每次測井過程中，拆卸設備、測井、裝卸車累計受照劑量時間按照1.0h計算，本著偏安全考慮時間翻倍。操作過程中操作人員距中子發生器的最近距離在0.05m左右。環境γ本底值為0.07～0.10μGy/h，此處取最小值0.07μGy/h；環境中子本底值為0.0μGy/h。

職業人員所受的年附加有效劑量當量估算：

(0.10?0.07)×1×2μSv×100次年+(0.02?0.00)×10×2μSv×100次年=0.046 mSv/a

工作人員年均有效劑量0.046mSv，符合《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》GB18871－2002中的年有效劑量管理限值要求（5mSv/a）。

3.2 工作場所分區

中子發生器現場測井作業時，必須劃分控制區、監督區。控制區包括裝載或拆卸測井放射源的區域，用來校準測井儀的區域，測井源貯存場所等；監督區主要指未被劃入控制區的輔助設施區和其他需要經常對職業照射條件進行監督和評價的區域。中子發生器測試、刻度等發射中子的操作，應在水井等屏蔽體內進行；中子發生器在地面檢查、刻度期間，劃出安全防護區域（半徑不小于30米），設置明顯的放射性標識，必要時設專人警戒，嚴禁任何人員進入工作區域。

現場作業時，明確作業現場邊界空氣比釋動能率超過2.5μGy/h處，設置警告標志，劃定為控制區，控制區內嚴禁非操作人員進入，在控制區懸掛清晰可見的“禁止進入放射性工作場所”警示標志；測井口周圍100m（空氣比釋動能率小于2.5μGy/h）劃分為監督區，在監督區邊界懸掛清晰可見的“禁止無關人員進入放射性工作場所”的警示標志，并派專人值守。

3.3 加強輻射安全管理

（1）根據《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》的規定，結合測井單位的實際情況，建立有專門的安全和防護管理機構或者專職、兼職安全和防護管理人員，制定有健全的安全和防護管理規章制度。按照中子發生器操作要求，嚴禁中子發生器儀未到測井地層前接通電源，嚴禁測量結束將測井儀直接提升至井口（應在測井層停留30分鐘后開始上提），以降低感生放射性影響。中子發生器測井結束后，對測井現場周圍環境應進行監測，確定無輻射污染。

（2）中子發生器在運輸過程中，注意避免發生碰撞，確保中子管的安全，防止密封管的破損而造成氚的泄露。其運輸過程必須滿足《放射性物品安全運輸規程》（GB11806-2019）要求。石油專用測井運輸車輛應配備防盜報警安全裝置，當運輸過程中發生貨倉門意外打開或其它異常情況時應能及時發出警報，防止貨包意外丟失、破壞或擅自移走。

（3）中子發生器測井發生落井時，應結合油氣井的實際，研究制定科學、合理的打撈方案，采取可行的安全打撈措施，避免中子發生器破損，導致氚泄露。NRC對于1.11×1012Bq氚靶，在工作狀態下，氚管破損后帶入泥漿中含有放射性核素對環境和人員的影響進行分析，結果顯示：未測到氚核素所致皮膚污染劑量；氚吸收劑量總體評價為當測井深度在120.00～4500.00m時所致吸收劑量為5.83～13.70μSv。因此，NFC認為如果這類放射源落入井中而無法打撈時，不要花費昂貴成本打撈，可就地密封，不會對公眾健康、安全和環境造成重大影響。

（4）中子發生器測井單位（第三方服務單位）需做好各類輻射安全管理工作，特別是輻射事故預防及應急處置工作。一旦發生輻射安全事故，應立即采取輻射安全應急措施，并按規定及時上報環境保護行政主管部門。第三方服務單位需定期進行應急演練，時刻保持輻射應急響應能力。

（5）中子發生器最好應存放在石油測井用放射源暫存庫的源坑內，同時注意對中子發生器密封罐的保護，避免氚泄露。測井放射源暫存庫應配置安全防范設施，實現24小時監控。每次中子發生器出入庫應有嚴格的臺賬、登記交接等管理記錄。

（6）中子發生器中的中子管均有一定時限的工作壽命。當中子管發生變形、損壞、報廢后，應及時返回原廠處理，不能自行拆卸。對于報廢后，確實存在無法返回原廠處理的中子管，應送至城市放射性廢物庫暫存處置。

3.4 加強放射工作人員管理

放射性測井現場操作人員，必須穿戴符合要求的輻射防護服，佩戴個人劑量計。重視中子發生器測井工作場所的科學管理，通過輻射防護知識培訓及現場教學培訓，提高工作人員輻射防護意識。通過反復練習，不斷提高操作人員的熟練程度。利用時間和距離防護，主要靠工作人員自行掌握；因此，必須對他們進行輻射防護基本知識的訓練，提高個人防護能力和自覺性。工作人員接受個人劑量監測和健康檢查，做到統一保管、處理、更換，建立個人劑量檔案。

3.5 加強測井工作場所監測

中子發生器測井過程中，未按操作規章制度提前給中子發生器通電，會對工作人員及工作場所周圍環境產生一定的輻射影響；因此核技術應用單位必須及時進行監測并掌握工作場所的輻射水平，為工作場所及個人的輻射防護提供數據支撐。放射性測量儀器應做好日常檢定工作，確保測量儀器的質量保證。輻射工作場所的監測人員必須經過培訓、考核，持證上崗，定期接受輻射安全知識繼續教育培訓。中子發生器測井前，測井單位應做好工作場所的監測計劃及監測布點方案，檢查輻射測量儀器的性能，并按監測計劃及監測布點方案自行監測，也可委托第三方監測機構開展日常監測及事故狀態下的應急監測。