地鐵貨物安檢系統(tǒng)輻射環(huán)境影響分析

杜月華

（遼寧省核與輻射監(jiān)測中心，遼寧沈陽　110031）

地鐵貨物安檢系統(tǒng)輻射環(huán)境影響分析

杜月華

（遼寧省核與輻射監(jiān)測中心，遼寧沈陽110031）

如今安檢系統(tǒng)已非常普遍，其對輻射環(huán)境的影響也引起人們關注。本文根據(jù)地鐵貨物安檢系統(tǒng)的工作原理和X射線安檢儀輻射防護，通過對地鐵貨物安檢系統(tǒng)周圍輻射環(huán)境的監(jiān)測結果和相關工作人員劑量估算，預測可能對相關工作人員及對周圍環(huán)境的輻射影響；通過對系統(tǒng)防護安全、事故應急預防和管理要求的分析，評價地鐵貨物安檢系統(tǒng)運行安全的可靠性。

地鐵貨物安檢系統(tǒng)輻射影響安全

如今地鐵、高鐵和飛機為日常出行提供了極大的便利，我們在乘坐各種交通工具時都會有這樣的經(jīng)歷：每次進站時，都被要求將隨身攜帶的包、箱等通過安檢儀檢測。雖然安檢的過程相對還是比較簡單、快速，而且可以有效防止各種危險物品進入交通工具中，從而有效減少因為這些危險物造成的危害，但同時也在我們心中提出一個疑問：安檢儀畢竟是借助了有輻射風險的X射線的透視原理，那么我們每次進站都要經(jīng)過X光安檢儀，它發(fā)出的射線在檢測各種行李的同時會不會存在過量或者泄露的射線輻射影響我們的健康嗎？本文通過對沈陽地鐵貨物安檢系統(tǒng)大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)和理論計算，對地鐵貨物安檢系統(tǒng)的輻射影響給出分析結果。

伴隨城市發(fā)展的需求，為了方便人民的安全，現(xiàn)在在越來越多的城市均采取X射線安檢儀對過完往行李實現(xiàn)不拆封的快速檢查。X射線安檢儀即為本文論述的地鐵貨物安檢系統(tǒng)的主要設備。為實現(xiàn)貨物不開箱、不卸貨、不分解的安全檢查，提高檢測速度和效率，實現(xiàn)貨物安全檢查的快速、準確、便捷、安全、可靠和無干擾。采用X射線輻射成像技術，得到箱體內不同密度的物質的分布圖像，以此區(qū)分貨物中是否攙雜有錯報、違禁或危險品等，達到貨物安全檢查的目的［1］。

1　地鐵貨物安檢系統(tǒng)簡介

地鐵貨物安檢系統(tǒng)主要采用X射線安檢儀，又稱安檢機、行李安檢儀，是借助于輸送帶將被檢查行李送入X射線檢查通道而完成檢查的電子設備，主要設置在地鐵、機場、博物館、政府機關等需要安檢的場所。

1.1組成結構

X射線安檢儀由X射線源、X射線探測箱、圖像處理系統(tǒng)（計算機）組成。

通道式貨物安檢系統(tǒng)見圖1。

1.2工作原理

行李進入X射線檢查通道，將阻擋包裹檢測傳感器，檢測信號被送往系統(tǒng)控制部分，產生X射線觸發(fā)信號，觸發(fā)X射線射線源發(fā)射X射線束。一束經(jīng)過準直器的扇形X射線束穿過輸送帶上的被檢物品，X射線被被檢物品吸收，最后轟擊安裝在通道內的雙能量半導體探測器。探測器把X射線轉變?yōu)樾盘枺@些很弱的信號被放大，并送到信號處理機箱做進一步處理。隨著物體向前運動，被檢物體的每一個橫截面被連續(xù)掃描，這樣就能連續(xù)得到整個被檢物體完整的二維透射圖像。這樣得到的圖像是由于包裹內部不同物品對X射線的吸收能力不同而產生的黑白圖像。

X射線安檢儀成像原理見圖2。

1.3X射線安檢儀技術參數(shù)

本文采用的X射線安檢儀的主要技術參數(shù)見表1-1。

1.4污染因子

該X射線安檢儀正常運行情況下發(fā)出X射線，以此對查驗箱體進行透視成像，實現(xiàn)快速掃描，該X射線隨機器的開關而產生或消失。項目主要污染因子是在X射線安檢儀開機期間產生的X射線。

2　X射線安檢儀監(jiān)測結果

2.1監(jiān)測方法和儀器

本文通過對省內地鐵車站的46臺X射線安檢儀周圍進行了輻射環(huán)境監(jiān)測，監(jiān)測方法及監(jiān)測儀器見表2-1。

2.2監(jiān)測結果

X射線安檢儀周圍環(huán)境X-γ輻射空氣吸收劑量率監(jiān)測結果見表2-2。

監(jiān)測布點示意圖見圖3。

由監(jiān)測結果可以看出，X射線安檢儀開機工作時屏蔽體周圍的X-γ輻射空氣吸收劑量率的范圍值為（71.1～4490）nGy/h，未超過

《X射線行李包檢查系統(tǒng)衛(wèi)生防護標準》（GBZ127-2002）規(guī)定的“系統(tǒng)產生輻射時，距其外表面5cm任意一點的空氣比釋動能率不得超過5μGy/h［2］”（即5000nGy/h）標準。

實際上對46臺X射線安檢儀進行監(jiān)測時，發(fā)現(xiàn)X射線安檢儀屏蔽體外的X-γ輻射空氣吸收劑量率開關機基本一致，在沈陽市本底范圍值內（通過監(jiān)測點位5、10、11可以看出）；X射線安檢儀出入口處的X-γ輻射空氣吸收劑量率高于本底（通過監(jiān)測點位1、3、6、7可以看出，范圍69.6nGy/h～4490nGy/h），高于本底是由于旅客行包通過時將檔簾頂起使X射線“漏出”，造成周圍近距離的X-γ輻射空氣吸收劑量率高；在1米之外已基本達環(huán)境本底值（通過監(jiān)測點位2、4、8可以看出）。

3　輻射環(huán)境影響分析

通過對X射線安檢儀周圍的主要人群進行輻射所致的劑量估算，從而可以對照標準給出劑量估算影響。

3.1劑量估算公式

表1-1　X射線安檢儀技術參數(shù)

表2-1　監(jiān)測方法及儀器

圖1　通道式貨物安檢系統(tǒng)

圖2　X射線安全檢查儀成像原理

Hγ=0.7·γ·t

式中：Hγ—年有效劑量（Sv）；

0.7—劑量轉換系數(shù)；

γ—輻射工作場所γ外照射空氣吸收劑量率（Gy/h）；

t—工作場所停留時間（h）。

3.2主要人群的劑量估算結果

X射線安檢儀周圍的主要人群包括工作室的操作人員、安檢儀旁邊的安檢人員、過往旅客。選擇這三種人作為受照射的主要人員，按他們在安檢儀周圍停留的最長時間進行統(tǒng)計，其中：

工作室的操作人員每天工作8小時，每月20天，每年12月，計2880小時；

安檢人員每天在安檢儀旁最近處停留不超過2小時，每月20天，每年12月，計240小時；

過往旅客在安檢儀旁最近處停留不超過2分鐘，即0.033小時；

劑量估算結果見表3-1。

由表3-1中劑量估算結果可知，X射線安檢儀對工作人員的職業(yè)照射年有效劑量為（0.03～0.04）m Sv/a，遠低于《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）［3］規(guī)定的職業(yè)照射年平均有效劑量20m Sv限值的要求；對公眾年有效劑量為0.0001m Sv/a，為公眾照射劑量限值0.1m Sv/a的千分之一，幾乎為零，可視為沒產生附加劑量。

以上的劑量估算均按照最不利的工作位置、最長的工作時間、最大的受照劑量來完成年均有效劑量估算的，實際上周圍人群的工作位置和受照時間均優(yōu)于劑量估算的情況，也即年均有效劑量遠小于表中估算結果。

表2-2　X射線安檢儀周圍環(huán)境X-γ輻射劑量率監(jiān)測結果［6］

表3-1　X射線安檢儀所致劑量估算結果

圖3　X射線安檢儀監(jiān)測布點示意圖

3.3輻射防護制度

為了做好X射線安檢儀的輻射防護工作，項目單位按照審管部門的要求，制定了一系列的管理制度，包括領導牽頭的輻射環(huán)境安全管理機構，正確的操作規(guī)程，定期的監(jiān)測制度，人員持證上崗制度，輻射事故的應急預案，管理部門有資質單位的監(jiān)督性監(jiān)測等，一系列的措施有效的保證了X射線安檢儀的輻射安全運行；同時在X射線安檢儀的醒目位置設立了醒目的“當心電離輻射”標識，在X射線安檢儀上設立了急停開關和報警燈、監(jiān)控設備，均可保證設備的正常運行和警示人們減少近距離接觸；為工作人員配置了個人劑量報警儀和個人劑量計，定期的送檢檢測，保證了工作人員的個人劑量監(jiān)督。

4　結語

（1）監(jiān)測結果表明，X射線安檢儀周圍的X-γ輻射空氣吸收劑量率未超過《X射線行李包檢查系統(tǒng)衛(wèi)生防護標準》（GBZ127-2002）規(guī)定，1米外的X-γ輻射空氣吸收劑量率與環(huán)境本底一致，說明屏蔽設計和安裝可以滿足國家標準規(guī)定要求。

（2）劑量估算結果表明，X射線安檢儀所致工作人員的劑量估算年均有效劑量遠低于國家標準《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）規(guī)定的年有效劑量限值，所致公眾的劑量估算年均有效劑量幾乎為零，即未對公眾產生附加劑量，說明X射線安檢儀不會對公眾造成過量或者泄露射線的附加劑量。

（3）項目單位和監(jiān)管部門的一系列制度和措施保障進一步保證了設備的正常運行和人員的輻射安全，從輻射環(huán)境與安全的角度是可行的。

［1］喻亦林.PB2028-TL型鐵路貨物安檢系統(tǒng)輻射防護與安全分析［J］.中國輻射衛(wèi)生，2008，17（1）：75-79.

［2］GBZ127-2002，X射線行李包檢查系統(tǒng)衛(wèi)生防護標準［S］.

［3］GB18871-2002，電離輻射防護與輻射源安全基本標準［S］.

［4］GB/T14583-93，環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范［S］.

［5］遼寧省核與輻射監(jiān)測中心，監(jiān)測報告（遼核輻驗〔2012〕032號）［Z］，201 2.

杜月華（1968—），女，遼寧沈陽人，研究生，研究方向：輻射監(jiān)測與環(huán)境保護。