工業探傷放射源輻射環境安全監管應用探究

陸菊明

（上海市浦東新區環境管理事務中心 上海 201203）

引言

伴隨著上海市加快建設智慧城市的步伐，上海地區的技術產業發展和科技能力升級，率先構建經濟治理、社會治理、城市治理統籌推進和有機銜接的治理體系，浦東新區根據“一屏觀天下，一網管全城”總體部署要求，開展“城市大腦3.1”應用場景建設。2020 年浦東新區生態環境局已經上線的應用場景有7 項，已取得了一定的成績。但在輻射行業中工業射線探傷作業放射源運輸過程中，輻射源運輸輻射環境安全還未能實現實時有效的監控，在場景應用中增加工業射線探傷作業對放射源的運輸、使用和貯存輻射環境安全的全過程實行安全監管。

1 工業射線探傷作業全過程輻射環境安全的重要性分析

2019 年9 月3 日國務院新聞辦公室發表了《中國的核安全》白皮書[1]。白皮書中提到，中國在用放射源超14 萬枚，放射源輻射事故年發生率持續降低，由20世紀90 年代的每萬枚6.2 起降至目前的每萬枚1.0 起以下，達到歷史最低水平。

從表1 中可見，2017 年-2020 年的輻射事故中放射源丟失或被盜事故占比非常高。據統計，2005 年至2020 年共發生10 起輻射事故造成人員照射超劑量，其中工業射線探傷中發生的7 起，γ 輻射源主要產生γ 射線的放射性污染。γ 射線的穿透能力極強，能貫穿整個人體，通過多種途徑，如微循環障礙、細胞凋亡、癌變、DNA 突變等，對機體的造血功能、消化系統及免疫系統造成顯著影響，從而造成全身輻射損傷。10 起事故中造成20 余人員受照超劑量，其中2 人“骨髓造血受抑制”，2 人死亡等嚴重的后果。

表1 2017年－2020年輻射事故統計表

（注：以上數據通過查詢生態環境部核與輻射安全中心2021 年省市縣及核技術利用單位應急預案編制專項培訓材料及咨詢國家核安全局相關部門所得）

在工業射線探傷作業中，使用單位管理不善、使用不當會發生放射源泄漏或發生丟失或被盜，會造成環境危害及生物和人群健康危害。若放射源發生泄漏后，放射性物質釋放進入環境，在一定范圍內環境的放射性污染或發生人員照射，人體受照射劑量超過一定限值，人體就可能會受到危害，甚至可能導致確定性效應的發生，如機體損傷、遺傳效應、癌癥或急性致死，影響社會正常秩序和公眾健康。因此，確保工業射線探傷作業放射源全過程輻射環境安全有效監管是十分重要的。下面以上海市浦東新區為例具體開展分析。

2 浦東新區輻射環境安全管理的現狀分析

2.1 浦東新區核技術利用單位現狀

目前，上海市浦東新區納入區核技術利用信息管理系統中的核技術利用單位有650 余家，其中放射源單位（場所）45 家，射線裝置單位600 余家，現有放射源286 枚，射線裝置2200 余臺，是全市數量最多的區。放射源和射線裝置主要在工業和醫學上的運用。放射源在工業上用于探傷、料位計、測厚儀、輻照等，主要有60Co、241Am、192Ir、137Cs 等放射源；醫學上用于診斷和醫療的，有131I、99mTc、89Sr、18F 等核素。浦東新區生態環境管理部門主要以“雙隨機”檢查、放射源單位專項檢查、工業射線探傷作業檢查、放射源運輸檢查等形式開展核技術利用單位的日常檢查。

如圖1 所示，目前上海市浦東新區放射源單位（場所）共45 家，其中使用Ⅰ類放射源單位3 家，使用Ⅱ類放射源單位11 家，使用Ⅲ類放射源單位11 家，使用Ⅳ類放射源單位18 家，使用Ⅴ類放射源32 家。使用Ⅴ類放射源單位最多，占比71.11%，輻射監管方便，Ⅴ類放射源屬極低危險源，不會對人造成永久性損傷。在我國被盜或失控的放射源多數是Ⅳ類、Ⅴ類放射源。

圖1 浦東新區在用放射源單位數量統計圖

如圖2 所示，目前上海市浦東新區在用放射源共計286 枚，其中Ⅰ類放射源1 枚，Ⅱ類放射源44 枚，Ⅲ類放射源20 枚，Ⅳ類放射源72 枚，Ⅴ類放射源149枚。Ⅱ類放射源占比15.38%，在工業射線探傷作業中較常用的是Ⅱ類放射源。Ⅱ類放射源，屬高危險源，沒有防護情況下，接觸這類源幾小時至幾天可以致人死亡。

圖2 浦東新區在用放射源數量統計圖

（注：本節數據由“國家核技術利用輻射安全監管系統”網站查詢所得。）

2.2 工業射線探傷放射源作業輻射安全監管情況分析

在工業中，射線探傷應用得越來越廣泛，已成為工業探傷中一種不可或缺、可靠的檢測方法。工業射線探傷系統中應用最廣泛的是X 射線和γ 射線。γ 射線工業探傷的射線源是放射源，需要非常重視工業射線探傷作業時放射源的運輸、使用和貯存各個環節的輻射環境安全，防止放射源丟失、被盜和人員超劑量等事故的發生。

上海市浦東新區擁有移動探傷單位3 家，在新區管轄范圍內探傷作業的單位有6 家，是上海市探傷作業和探傷單位較為集中的區之一。在工業射線照相探傷中使用的γ 射線源主要是人工放射性同位素：60Co；75Se；192Ir；170Tm 等，對于工業射線探傷而言，在選擇γ射線源時應該考慮γ 射線源的能量、半衰期、放射性比活度、源尺寸等主要性能。在工業射線探傷中，較常用的γ 射線源主要特性見表2。

表2 較常用的γ射線源主要特性

目前，在工業射線探傷作業輻射環境安全監管中，施工單位在施工前做到對使用的放射源在上海市“一網通辦”上進行網上備案，審批部門對備案情況進行審批，審批通過后形成備案號。監管部門檢查人員做到工業射線探傷作業首次作業時現場必查，探傷作業備案時間段內進行隨機抽查作業情況，檢查內容主要為：（1）現場作業使用的放射源的出入庫記錄；（2）現場作業使用的放射源啟運前的監測記錄；（3）確認現場使用的放射源的型號、編碼是否與市“一網通辦”網上備案情況一致；（4）檢查現場探傷安全管理人員、探傷作業人員是否持證上崗；（5）確認作業人員的考核合格證書是否在有效期內；（6）探傷操作人員配備的個人劑量報警儀、個人劑量計的佩戴情況；（7）工業射線探傷作業現場警戒線、警示燈、告示牌的設置情況等。近幾年來對浦東新區工業射線探傷作業及放射源運輸安全監管檢查情況見表3。

表3 2018年－2021年浦東新區工業射線探傷作業及放射源運輸安全監管檢查表

目前在工業射線探傷作業中放射源運輸、使用和貯存過程中主要存在的問題是：不能做到對放射源從源庫到作業現場整個運輸過程中輻射環境安全情況的掌握；也不能確保在工業射線探傷作業結束后，放射源貯存過程中的運輸車輛及人員所處的輻射環境是安全的；不能清楚地知道在運輸、使用、貯存過程中對放射源、車輛位置等信息實時監控、掌握輻射環境實時監測數據等。

2.3 浦東新區生態環境應用場景輻射環境模塊建設的現狀分析

浦東新區全面推進三大治理平臺深化整合，結合行業實際，加快推進重點企業污染排放場景從經濟、社會、城市治理三方面全面深化整合，推進浦東“城市大腦3.1”應用場景的建設，全面對轄域內水、氣、固廢、土壤、輻射等重點企業監管要素和運行體征等相關數據進行梳理，通過在線監測、大數據分析和流程再造等技術手段，切實提高污染排放監管場景智能化水平和跨部門協同處置效率。

2020 年，在浦東“城市大腦3.1”應用場景建設中，新區生態環境局已運行的應用場景有7 項，監管平臺能智能發現事項，通過工單推送等功能，通過完善的功能模塊實現智能發現事項正常運行的后臺算法、閥值等，能做到自動發現、派單，發現的部分問題需協同處置。

已運行的區生態環境應用場景監管平臺及2020年12 月、2021 年1 月區生態環境局城市大腦場景工單推送及協同處置統計表，如表4 所示，2021 年1 月共推送工單3808 件，相比2020 年12 月增加860 件。其中，跨部門推送工單105 件，比上月減少49 件；局內協同工單3703 件，比上月增加909 件。

表4 2020年12月與2021年1月局城市大腦場景工單推送及協同處置對比統計表

研究表明，目前在浦東生態環境運行的場景應用平臺中，能線上智能發現問題事項，通過工單推送，做到發現問題及時處置問題。平臺的應用場景有待進一步增加完善，目前工業射線探傷作業對放射源的運輸、使用和貯存輻射環境安全的實行全過程安全監管還未納入輻射環境安全管理，還不能在運輸過程中對放射源、車輛位置等信息實時監控、掌握實時數據等，不能確保全過程的輻射環境安全。為確保生態環境的安全，需要將對放射源的運輸、使用和貯存輻射環境安全實行全過程安全監管內容納入應用場景建設中。建議工業射線探傷作業放射源輻射環境安全監管項目列入到浦東新區城市大腦應用場景的建設中，對放射源的運輸、使用和貯存輻射環境安全的實行全過程安全監管。

3 工業射線探傷放射源運輸、使用和貯存過程輻射環境安全應用探究

工業射線探傷作業放射源輻射環境安全監管項目場景建設的設想：首先收集探傷單位的基本信息，包括單位名稱，源庫位置，源庫中所有的放射源基本信息，根據浦東“城市大腦3.1”建設要求，將基本信息錄入場景平臺中，對浦東“城市大腦3.1”平臺中的參數按要求進行設置。同時對運輸車輛加裝GPS 全球定位系統，車輛安裝車載輻射劑量采集器，裝有放射源的鉛箱及探傷機外殼外加裝電子標簽（包含GPS 定位、輻射劑量檢測）等，通過物聯網、4G/5G 無線通訊等先進的技術手段，將數據傳輸到場景應用平臺上，實時掌握放射源運輸、使用和貯存時的輻射環境數據，以實現放射源在運輸、使用和貯存的全過程輻射環境的安全智能化管理。

若工業射線探傷作業放射源輻射環境安全監管項目在浦東“城市大腦3.1”建設完成后，能夠做到以下智能發現：（1）放射源運輸、貯存時路徑發生偏航后，系統收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。（2）放射源未在指定作業地點離開鉛箱時，系統收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。（3）裝有放射源的鉛箱未在指定作業地點離開運輸車輛時，系統收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。（4）放射源在過程中一旦發生放射性泄漏，輻射劑量監測數值發生異常時，系統收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。

工業射線探傷作業放射源輻射環境安全監管項目場景工單處置流程如圖3 所示，當監測數據發生異常時，平臺開始現場報警，城運指揮平臺發現數據報警后，將工單推送給區生態環境局、區執法局生態環境執法支隊，區生態環境局進行行政檢查，將結果反饋到城運指揮平臺，區執法局生態環境執法支隊反饋結果后銷項。若檢查發現放射源丟失或被盜后，城運指揮平臺將工單推送到區公安分局處置，處置結束后將結果反饋至城運指揮平臺進行工單銷項。

圖3 工業射線探傷作業放射源輻射環境安全監管項目場景工單推送及協同處置流程圖

工業射線探傷作業放射源輻射環境安全監管項目建設的好處：（1）保障工業射線探傷作業中放射源運輸、使用、貯存的輻射環境的安全，避免和減少放射源丟失或被盜事故的發生，消除工業射線探傷作業時放射源管理上的安全隱患。（2）對工業射線探傷作業放射源運輸、使用和貯存過程進行全程路徑的有效跟蹤，能及時、有效、準確地獲取車輛的有關信息，確保人員所處環境的安全。（3）對工業射線探傷作業放射源運輸、使用和貯存過程中輻射水平做到在線實時監測，及時掌握輻射環境數據的變化情況，確保環境和人員的安全，方便管理人員隨時掌握放射源的狀況。（4）在人力資源有限的情況下，利用場景平臺，可以隨時掌握對放射源的運輸、使用和貯存情況，對全過程監測輻射環境的數據進行查詢、分析，大大提高了放射源監管部門的工作效率。（5）倘若出現放射源丟失或被盜事故后，可通過場景平臺調查監控數據，分析數據，方便管理部門能第一時間知曉事故，及時采取有效措施，降低事故發生后造成的損失，提高相關部門應急響應的時效和搜救效率。

結語

通過對工業射線探傷放射源輻射環境安全監管應用場景的建設，采用先進的物聯網技術，可以對工業射線探傷作業放射源運輸、使用和貯存的全過程中輻射監測數據的實時監控、運輸路線及時掌握，當監測到的數據發生異常時，在應用場景中及時發生數據報警，能做到實時地跟蹤放射源行徑軌跡。通過智能化平臺的建設，可以加強工業射線探傷作業中放射源運輸、使用和貯存情況的輻射環境安全的全過程管理，提高放射源的運輸安防能力，健全放射源作業過程輻射環境監管，保證輻射環境安全和人員的安全健康。