四川省城市放射性廢物庫(kù)放射源自動(dòng)抓取與安防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究

唐 輝，徐 彬，王 艷，鄧曉欽，谷 洪

(四川省輻射環(huán)境管理監(jiān)測(cè)中心站，成都 611139)

放射性同位素在核技術(shù)利用領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，遍布于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研以及衛(wèi)生等行業(yè)。在達(dá)到其使用周期后，這些含有放射性同位素的廢物必須進(jìn)行妥善的處置，以免危害人員健康、污染環(huán)境。城市放射性廢物庫(kù)是收貯和暫存放射性廢物的環(huán)保設(shè)施，國(guó)家對(duì)城市放射性廢物實(shí)行科學(xué)監(jiān)管、集中收貯、規(guī)范存放、統(tǒng)一處置的管理模式，在各省建設(shè)了城市放射性廢物庫(kù)，用于收集轄區(qū)內(nèi)核技術(shù)利用單位產(chǎn)生的各類(lèi)放射性廢物。

四川省城市放射性廢物庫(kù)已建成30余年，雖經(jīng)過(guò)改、擴(kuò)建后配備了電動(dòng)行車(chē)以及裝卸系統(tǒng)[1]，但仍存在一些問(wèn)題：(1)放射性廢物庫(kù)出入庫(kù)抓取方式落后(采用機(jī)械抓取)，通過(guò)行吊設(shè)備進(jìn)行放射源出入庫(kù)工作時(shí)，工作人員仍需下入坑內(nèi)操作，增加了工作人員近距離接觸放射源時(shí)間，使人員受到不必要的劑量照射；(2)放射源貯存信息通過(guò)電子表格臺(tái)賬的形式進(jìn)行錄入登記，容易出現(xiàn)信息錯(cuò)誤與缺失，且不方便數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；(3)落后的放射源抓取方式導(dǎo)致放射源出入庫(kù)管理與庫(kù)內(nèi)安防系統(tǒng)、劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)等缺乏必要的聯(lián)鎖，削弱了庫(kù)內(nèi)放射源的實(shí)體保衛(wèi)能力，威脅著庫(kù)區(qū)的輻射環(huán)境安全[2]；(4)放射性廢物庫(kù)數(shù)據(jù)無(wú)法共享。

為提升放射源安全操作水平，促進(jìn)放射源貯存信息的科學(xué)化管理，強(qiáng)化庫(kù)內(nèi)放射源的實(shí)體保衛(wèi)能力，確保庫(kù)區(qū)的輻射環(huán)境安全，本文開(kāi)展了城市放射性廢物庫(kù)放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，研究設(shè)計(jì)了放射性廢物庫(kù)房聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)在四川省城市放射性廢物庫(kù)的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了放射性廢物庫(kù)的安防聯(lián)動(dòng)管理。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 總體設(shè)計(jì)

為解決目前城市放射性廢物庫(kù)存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)需要具備以下功能:(1)放射源自動(dòng)抓取，智能行吊裝置可根據(jù)管理人員輸入的坑位代碼自動(dòng)將坑蓋、源容器移動(dòng)到指定坑位位置；(2)具備信息存儲(chǔ)與查詢的功能，實(shí)現(xiàn)放射源臺(tái)賬數(shù)據(jù)的信息化管理；(3)將自動(dòng)抓取系統(tǒng)與廢物庫(kù)安防系統(tǒng)聯(lián)鎖管理，提升廢物庫(kù)的安全水平。

本文討論了兩大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：一是放射源自動(dòng)抓取操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)放射源的自動(dòng)裝卸與入井、出井等操作；二是放射性廢物庫(kù)房安全聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)區(qū)域輻射、進(jìn)出車(chē)輛、行吊過(guò)程等多個(gè)模塊進(jìn)行聯(lián)鎖監(jiān)測(cè)，確保庫(kù)區(qū)安全[3]。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 城市放射性廢物庫(kù)自動(dòng)抓取系統(tǒng)以及安全聯(lián)動(dòng)技術(shù)總體設(shè)計(jì)

1.2 城市放射性廢物庫(kù)自動(dòng)抓取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)施流程

1.2.1放射性廢物(源)自動(dòng)抓取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

城市放射性廢物庫(kù)自動(dòng)抓取系統(tǒng)由裝卸系統(tǒng)、放射性廢物(源)貯源坑位、數(shù)控行車(chē)系統(tǒng)以及抓取系統(tǒng)組成。裝卸系統(tǒng)、數(shù)控行車(chē)系統(tǒng)與抓取系統(tǒng)配合使用，通過(guò)遠(yuǎn)距離遙控操作，將運(yùn)輸車(chē)輛上的放射性廢物(源)轉(zhuǎn)移至吊裝區(qū)。數(shù)控行車(chē)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，能準(zhǔn)確與標(biāo)準(zhǔn)化放射性廢物(源)貯源坑位對(duì)接，根據(jù)庫(kù)坑土建工藝以及行車(chē)制造工藝的精度，行車(chē)行走定位誤差不大于1 cm。抓取裝置在不更換抓頭的情況下，能分別抓取貯源容器和庫(kù)坑蓋板，以避免人員近距離操作。放射性廢物貯源坑位為半地下式設(shè)計(jì)，可滿足多層貯存容器疊加放置，充分利用庫(kù)容，同時(shí)針對(duì)貯存放射性物品單獨(dú)開(kāi)展所在坑位的輻射屏蔽，滿足輻射防護(hù)最優(yōu)化的原則[4]。

(1)裝卸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[5]

裝卸系統(tǒng)組成示于圖2。裝卸系統(tǒng)能夠與運(yùn)輸車(chē)通過(guò)輥?zhàn)酉到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，工作人員只需通過(guò)遙控器操作，即可將標(biāo)準(zhǔn)容器卸車(chē)，然后運(yùn)輸至指定位置，整個(gè)過(guò)程避免了工作人員與放射源的直接接觸。

1.手動(dòng)軌行平車(chē)；2.托架裝置；3.卡固裝置；4.平車(chē)輥?zhàn)酉到y(tǒng)；5.軌道系統(tǒng)；6.車(chē)內(nèi)輥?zhàn)酉到y(tǒng)；7.車(chē)內(nèi)卡固裝置

(2)數(shù)控行車(chē)系統(tǒng)及貯源坑位設(shè)計(jì)

數(shù)控行車(chē)系統(tǒng)是放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)的主要設(shè)備，行車(chē)跨度13.5 m，最大起升高度4.7 m，采用雙橋梁式設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)最大抓取重量為3.2 t，通過(guò)橫向電機(jī)和縱向電機(jī)控制行車(chē)前后左右移動(dòng)。行車(chē)吊臂采用四節(jié)套筒式伸縮設(shè)計(jì)，為剛性結(jié)構(gòu)，可有效提高吊臂的穩(wěn)定性；行車(chē)吊具采用伸縮式抓頭設(shè)計(jì)，抓頭上有行程開(kāi)關(guān)，確保吊具定位準(zhǔn)確。

貯源坑位為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，源坑蓋板整體尺寸為長(zhǎng)1.1 m，寬1.1 m，厚度為0.25 m，重量為800 kg，坑位內(nèi)部尺寸為長(zhǎng)0.9 m，寬0.9 m，深1.5 m，可存放三層源容器。源容器為圓柱形，由不銹鋼制成，直徑0.82 m，高度0.48 m。數(shù)控行車(chē)系統(tǒng)與貯源坑位平面圖示于圖3。

圖3 數(shù)控行車(chē)系統(tǒng)與貯源坑位平面圖

(3)放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)軟件及功能開(kāi)發(fā)

自動(dòng)抓取系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)有登錄模塊、自動(dòng)抓取模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、信息查詢模塊和狀態(tài)監(jiān)控模塊。

登錄模塊必須經(jīng)過(guò)相關(guān)授權(quán)才能進(jìn)行操作，確保操作安全。

自動(dòng)抓取模塊，用戶可選擇出入庫(kù)等不同模式，輸入坑位號(hào)、桶號(hào)等相關(guān)信息，軟件根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，控制行車(chē)系統(tǒng)基于坐標(biāo)定位、圖像識(shí)別技術(shù)，自動(dòng)搜尋目標(biāo)位置并準(zhǔn)確定位，然后按照設(shè)定的抓取坑蓋、抓取目標(biāo)桶的流程控制行車(chē)系統(tǒng)完成相應(yīng)操作，實(shí)現(xiàn)了放射性廢物(源)出入庫(kù)操作的全自動(dòng)化。

數(shù)據(jù)庫(kù)模塊主要是在放射性廢物(源)出入庫(kù)操作時(shí)錄入放射性廢物(源)編碼、核素類(lèi)別、使用單位、收貯時(shí)間、收貯人員、坑位號(hào)等數(shù)據(jù)，用戶可通過(guò)輸入不同的查詢條件，得到儲(chǔ)存井信息、貯源桶信息(庫(kù)內(nèi)或出庫(kù))，實(shí)現(xiàn)了廢物庫(kù)放射性廢物(源)數(shù)據(jù)信息化管理，有效提高了數(shù)據(jù)管理的水平，提升了工作效率。

信息查詢模塊采用三維模型清晰形象地顯示庫(kù)房中儲(chǔ)存井與貯源桶存放情況。該模型用水平面上的方框來(lái)代表井所在位置，縱向高度代表井中的貯源桶個(gè)數(shù)，通過(guò)拖動(dòng)其右側(cè)與下側(cè)的滑動(dòng)按鈕，可任意改變模型的視角。

狀態(tài)監(jiān)控功能是為了保障系統(tǒng)電氣控制元器件的正常運(yùn)行，該功能用樹(shù)形圖來(lái)顯示該系統(tǒng)的主要電氣控制元件的運(yùn)行與故障情況。狀態(tài)運(yùn)行正常的情況下，其與總系統(tǒng)之間的連線顯示綠色；如果發(fā)生故障，其將變?yōu)榛疑⑶矣小癤”顯示。該功能可有效顯示電氣元器件的工作狀態(tài)，縮短故障排除、維修維護(hù)的時(shí)間。

1.2.2自動(dòng)抓取系統(tǒng)工作流程

自動(dòng)抓取系統(tǒng)工作流程[6]如下：工作人員將收貯的放射源放入運(yùn)輸車(chē)上的標(biāo)準(zhǔn)容器桶中，運(yùn)輸車(chē)到達(dá)庫(kù)區(qū)指定位置后，通過(guò)輥道系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)容器桶運(yùn)輸?shù)綆?kù)區(qū)裝卸系統(tǒng)上，遙控開(kāi)動(dòng)手動(dòng)軌行平車(chē)運(yùn)行到庫(kù)房?jī)?nèi)固定位置后，工作人員在軟件系統(tǒng)中輸入放射源信息、入庫(kù)坑號(hào)等數(shù)據(jù)，數(shù)控行車(chē)自動(dòng)抓取坑蓋板、容器桶，放置到選定的坑位內(nèi)存放。出庫(kù)操作流程反之即可。

1.3 安全聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

安全聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)放射性廢物(源)自動(dòng)抓取系統(tǒng)與輻射劑量監(jiān)控系統(tǒng)、射頻安防系統(tǒng)等的聯(lián)鎖功能。當(dāng)出現(xiàn)輻射劑量超標(biāo)時(shí)，放射性廢物(源)自動(dòng)抓取系統(tǒng)和裝卸系統(tǒng)啟動(dòng)操作鎖止功能，報(bào)警信號(hào)同時(shí)傳輸至安防系統(tǒng)，觸發(fā)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警功能，在操作人員手動(dòng)解除報(bào)警后方可進(jìn)行下一步操作。射頻安防系統(tǒng)用于識(shí)別進(jìn)入裝卸區(qū)的放射性廢物(源)信息以及人員身份信息，同時(shí)將這些信息錄入信息系統(tǒng)進(jìn)行管理。出現(xiàn)非法闖入事件時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)抓取系統(tǒng)啟動(dòng)鎖止功能，在操作人員手動(dòng)解除報(bào)警后方可進(jìn)行下一步操作。安全聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)和建設(shè)，分別由以下部分組成。

(1)區(qū)域輻射監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

區(qū)域輻射監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需求及布線最優(yōu)要求，兼顧冗余及拓展功能，分別設(shè)置在四個(gè)庫(kù)房和1個(gè)門(mén)衛(wèi)室，其中門(mén)衛(wèi)室設(shè)置1臺(tái)數(shù)據(jù)采集主機(jī)，1個(gè)γ劑量探頭和1個(gè)就地聲光報(bào)警裝置；四個(gè)庫(kù)房?jī)?nèi)分別設(shè)置1臺(tái)數(shù)據(jù)采集主機(jī)，6個(gè)γ劑量探頭和6個(gè)就地聲光報(bào)警裝置。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量、聲光報(bào)警、圖形顯示、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)長(zhǎng)期存儲(chǔ)及遠(yuǎn)程傳輸、系統(tǒng)聯(lián)鎖等功能。

(2)車(chē)輛通道門(mén)子系統(tǒng)

車(chē)輛通道門(mén)設(shè)計(jì)在庫(kù)區(qū)入口處，對(duì)出入庫(kù)區(qū)的車(chē)輛進(jìn)行劑量監(jiān)控。車(chē)輛通道門(mén)子系統(tǒng)包括探測(cè)器子系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)。探測(cè)器子系統(tǒng)包括探測(cè)器組件，如塑料閃爍體、光電倍增管(放大器)，單個(gè)晶體體積30 L；現(xiàn)場(chǎng)控制子系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)控制器(含控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集接口、電源等)、車(chē)速監(jiān)測(cè)裝置、聲光報(bào)警裝置、視頻監(jiān)控與抓拍系統(tǒng)、后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)圖像化顯示車(chē)輛通過(guò)、報(bào)警信息及輻射源所在位置，能夠有效識(shí)別非法核材料，可測(cè)量被檢車(chē)輛速度。

(3)射頻監(jiān)控子系統(tǒng)

射頻監(jiān)控子系統(tǒng)通過(guò)射頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)放射源的出入庫(kù)的信息化管理。具有識(shí)別電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)非接觸式電子標(biāo)簽管理(人員管理和放射源管理)，對(duì)放射源罐的拍照存檔管理，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，數(shù)據(jù)存貯、歷史數(shù)據(jù)查詢、管理報(bào)表生成及打印等功能，可與庫(kù)房?jī)?nèi)行吊及監(jiān)測(cè)探頭進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，根據(jù)劑量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與射頻采集信息自動(dòng)觸發(fā)行吊系統(tǒng)的啟動(dòng)、終止以及復(fù)位等相關(guān)操作。

(4)輻射劑量監(jiān)控中心

輻射劑量中心安裝于庫(kù)區(qū)值班監(jiān)控室內(nèi)，建設(shè)有無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊，可集中管理劑量監(jiān)控、報(bào)警等數(shù)據(jù)，可將實(shí)時(shí)采集的輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用多種方式進(jìn)行展示，包括測(cè)值顯示、趨勢(shì)線顯示等，并將放射源庫(kù)房?jī)?nèi)監(jiān)測(cè)探頭數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸至射頻信息管理平臺(tái)，與庫(kù)房?jī)?nèi)其他設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制。車(chē)輛通道門(mén)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)上傳輻射劑量報(bào)警、車(chē)輛超速報(bào)警等數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心，通過(guò)監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)與各系統(tǒng)的信息匯總和聯(lián)鎖管理。

(5)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊

當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)(包括輻射劑量監(jiān)控中心和射頻信息管理平臺(tái))，通過(guò)移動(dòng)發(fā)射器，以短信的形式發(fā)送報(bào)警信息至指定顯示智能終端。

1.4 連鎖觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

連鎖觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是將放射源庫(kù)內(nèi)的7臺(tái)核輻射探測(cè)器報(bào)警信號(hào)、射頻報(bào)警信號(hào)以及移動(dòng)偵測(cè)相機(jī)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行邏輯組合，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)軌行平車(chē)、大門(mén)、行車(chē)及非法入侵報(bào)警指示燈等設(shè)備的連鎖響應(yīng)。

1.4.1裝卸系統(tǒng)連鎖的設(shè)計(jì)

裝卸系統(tǒng)手動(dòng)軌行平車(chē)上安裝有探測(cè)器，用于移動(dòng)探測(cè)裝卸系統(tǒng)手動(dòng)軌行平車(chē)附近區(qū)域輻射劑量數(shù)據(jù)。當(dāng)測(cè)量值超過(guò)預(yù)設(shè)報(bào)警閾值時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)，手動(dòng)軌行平車(chē)接收到報(bào)警信號(hào)后，手動(dòng)軌行平車(chē)處于鎖定狀態(tài)。

1.4.2大門(mén)連鎖的設(shè)計(jì)

放射源庫(kù)內(nèi)安裝有6個(gè)固定式核輻射探測(cè)器，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)，報(bào)警信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)采集主機(jī)，經(jīng)處理后，輸出總報(bào)警信號(hào)。總報(bào)警信號(hào)輸出為DT1至DT6總共6個(gè)探測(cè)器報(bào)警信號(hào)的邏輯或信號(hào)輸出，總報(bào)警信號(hào)接入一個(gè)信號(hào)繼電器，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換電壓控制大門(mén)卷簾系統(tǒng)，關(guān)閉大門(mén)。

1.4.3自動(dòng)抓取系統(tǒng)連鎖的設(shè)計(jì)

當(dāng)6個(gè)固定式輻射探測(cè)器有報(bào)警輸出時(shí)或射頻報(bào)警時(shí)，服務(wù)器端報(bào)警邏輯控制程序?qū)?bào)警信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷有報(bào)警時(shí)，行車(chē)制動(dòng)控制端接通，鎖定自動(dòng)抓取系統(tǒng)；報(bào)警解除時(shí)，自動(dòng)抓取系統(tǒng)制動(dòng)控制端斷路，制動(dòng)解除。

1.4.4非法入侵連鎖的設(shè)計(jì)

為判斷人員進(jìn)入庫(kù)房是否合法，實(shí)現(xiàn)人員非法闖入時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)的功能，本系統(tǒng)使用移動(dòng)物偵測(cè)相機(jī)，當(dāng)識(shí)別到未佩戴合法射頻標(biāo)簽的物體進(jìn)入廢物庫(kù)房時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警輸出信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)通訊線發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器端報(bào)警處理軟件解析報(bào)警命令，然后轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)警命令給數(shù)據(jù)采集處理主機(jī)，數(shù)據(jù)采集處理主機(jī)接收到服務(wù)器端的報(bào)警輸出命令后，開(kāi)啟非法入侵報(bào)警燈，鎖止自動(dòng)抓取系統(tǒng)。待人工解除報(bào)警后，方可啟動(dòng)自動(dòng)抓取系統(tǒng)。

2 討論與分析

2.1 放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與分析

四川省城市放射性廢物庫(kù)放射源自動(dòng)抓取操作系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)人工操作放射源入庫(kù)的主要優(yōu)勢(shì)在于用時(shí)更少、人員受照劑量更小、操作難度更小。

(1)在自動(dòng)放射源庫(kù)入庫(kù)過(guò)程中，操作人員完成卸車(chē)、入桶、入坑位操作，整個(gè)過(guò)程用時(shí)在17至22分鐘之間，具體時(shí)間依據(jù)坑位遠(yuǎn)近有部分差距。而在人工操作的放射源庫(kù)回收入庫(kù)過(guò)程中，僅在貯源桶入坑這一個(gè)小步驟中，操作人員就需要花費(fèi)40分鐘；

(2)使用放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)時(shí)，操作人員與放射源近距離接觸(操作人員與輻射源距離在1 m范圍內(nèi))的時(shí)間不超過(guò)10分鐘；而在人工操作過(guò)程中，需要操作人員將貯源桶搬到鋼框內(nèi)，并進(jìn)入坑內(nèi)操作，操作人員與放射源近距離接觸時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30分鐘。以1枚Ⅳ類(lèi)Cs-137源入庫(kù)為例計(jì)算，該放射源1 m處劑量率為27.3 μSv/h，自動(dòng)化入庫(kù)近距離接觸時(shí)間按10分鐘計(jì)算，人員受照劑量為4.55 μSv；人工操作入庫(kù)的近距離接觸時(shí)間按照30分鐘計(jì)算，人員受照劑量為13.65 μSv，操作人員所受的劑量遠(yuǎn)大于自動(dòng)化操作。

(3)使用放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)時(shí)，整個(gè)流程不需要人工搬運(yùn)，僅需完成信息錄入即可自動(dòng)完成放射源出入庫(kù)；而人工操作出入庫(kù)時(shí)，需要操作人員搬運(yùn)貯源桶，在吊裝過(guò)程中必須由多人進(jìn)行輔助，以免出現(xiàn)蓋板晃動(dòng)過(guò)大，造成吊裝危險(xiǎn)，起吊操作難度大，對(duì)操作人員的操作要求高。

自動(dòng)化庫(kù)和人工庫(kù)單次放射源出入庫(kù)數(shù)據(jù)比較列于表1。

表1 自動(dòng)化庫(kù)與人工庫(kù)單次放射源出入庫(kù)(裝卸到入庫(kù)/出庫(kù))比較

自動(dòng)化放射源庫(kù)出入庫(kù)在工作時(shí)間、操作難度、操作人員所受劑量方面都明顯優(yōu)于人工操作，從輻射防護(hù)與安全防護(hù)的角度來(lái)看，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

2.2 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與分析

傳統(tǒng)的庫(kù)區(qū)安防系統(tǒng)，各安防子統(tǒng)獨(dú)立工作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖管理，假如安防系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警或者被突破，行車(chē)系統(tǒng)同樣可以正常使用，放射源可以進(jìn)行出入庫(kù)操作，不利于放射源的實(shí)體安全；且大部分系統(tǒng)報(bào)警的核查處理需要人工前往現(xiàn)場(chǎng)，工作量巨大，不利于庫(kù)區(qū)安防系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。

本文針對(duì)四川省城市放射性廢物庫(kù)設(shè)計(jì)了放射性廢物庫(kù)房聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了放射性廢物庫(kù)的安全聯(lián)動(dòng)管理。當(dāng)廢物庫(kù)劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)、未佩戴合法射頻標(biāo)簽的人員進(jìn)入廢物庫(kù)房觸發(fā)射頻安防系統(tǒng)報(bào)警等情況時(shí)，連鎖觸發(fā)系統(tǒng)可自動(dòng)鎖止裝卸系統(tǒng)、廢物庫(kù)大門(mén)、自動(dòng)抓取系統(tǒng)，使放射源無(wú)法移動(dòng)，確保了放射源的實(shí)體安全。使用射頻、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，用技術(shù)防范手段代替人力防范，降低了庫(kù)區(qū)安防工作對(duì)人力的依賴，增強(qiáng)了安防系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和連續(xù)性。通過(guò)設(shè)計(jì)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，大大提高了廢物庫(kù)的安全防范等級(jí)和防范能力，提升了廢物庫(kù)的智能化、信息化水平，提高了庫(kù)區(qū)管理的整體水平，降低了庫(kù)區(qū)安保人員的工作量，提升了廢物庫(kù)的安防管理水平，有利于廢物庫(kù)的安全運(yùn)行和保障全省的輻射環(huán)境安全。

3 結(jié)論

(1)本文針對(duì)四川省城市放射性廢物庫(kù)出入庫(kù)操作的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從用戶到放射性廢物庫(kù)(入庫(kù))以及從放射性廢物庫(kù)到最終處置場(chǎng)所(出庫(kù))一整個(gè)循環(huán)對(duì)放射性廢源容器裝卸的自動(dòng)化機(jī)械操作和備份性人工操作。實(shí)現(xiàn)了輸入指令后自動(dòng)存放、提出放射源容器的全部流程，同時(shí)建立放射源存放數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)放射性廢源容器裝卸的自動(dòng)化操作，極大地減少了放射源出入庫(kù)操作的時(shí)間，降低了操作難度和對(duì)操作人員的技術(shù)要求，減少了操作人數(shù)，還極大地減少了工作人員與放射源近距離接觸的時(shí)間，從而大大降低了工作人員的受照劑量，降低了輻射事故發(fā)生的概率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了放射源數(shù)據(jù)的信息化管理。

(2)本文針對(duì)四川省城市放射性廢物庫(kù)設(shè)計(jì)了放射源自動(dòng)抓取與安防的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了放射性廢物庫(kù)區(qū)域輻射監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、車(chē)輛通道門(mén)子系統(tǒng)、射頻監(jiān)控子系統(tǒng)、輻射劑量監(jiān)控中心與自動(dòng)抓取系統(tǒng)的安全聯(lián)動(dòng)管理，從而實(shí)現(xiàn)了廢物庫(kù)放射源出入庫(kù)與安防系統(tǒng)的一體化管理，有效提高了廢物庫(kù)的安全防范能力，滿足了國(guó)家對(duì)于提高廢物庫(kù)安全防范能力的要求。

(3)城市放射性廢物庫(kù)是一個(gè)比較龐大的系統(tǒng)工程，是核技術(shù)應(yīng)用中所產(chǎn)生的放射性廢物(源)的暫存場(chǎng)所，是放射性廢物(源)貯存管理的重要環(huán)保設(shè)施。本文設(shè)計(jì)了放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)，探討了抓取系統(tǒng)與安全防范系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)管理方案，通過(guò)在四川省城市放射性廢物庫(kù)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用，印證了放射源自動(dòng)抓取系統(tǒng)及庫(kù)房安全聯(lián)動(dòng)技術(shù)的可行性，為放射性廢物的貯存管理提出了新的思路，為核技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的支撐。