大型60Co—γ輻照裝置的輻射防護監測

李雪泓+王茜+羅茂丹+劉佩+王艷

摘要：于2011～2016年對四川省內某大型60Co-γ輻照裝置進行了輻射環境水平監測，監測項目包括γ輻射空氣吸收劑量率；貯源井水中60Co放射性活度濃度、總β放射性活度濃度、電導率、氯離子濃度和pH值；土壤中60Co放射性活度濃度；個人熱釋光輻射劑量。監測結果表明：所有樣品的監測結果均符合相關國家標準要求；大型60Co-γ輻照裝置正常運行期間，不會對環境、工作人員和公眾造成放射性影響。

關鍵詞：60Co-γ輻照裝置；輻射環境；監測

中圖分類號：X591

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0099-04

1 引言

輻射加工是電離輻射（射線）作用于物質，使其品質或性能得以改善的一種工藝過程[1]，廣泛應用于輻照化工、食品保鮮、滅菌、凈化環境污染物等方面[2]。用于輻射加工的輻照裝置分為兩類，一類是用60Co或137Cs放射源的γ輻照裝置，另一類是加速器輻照裝置。γ輻照裝置是利用γ輻射（射線）通過安全可靠的輻射加工工藝對物品和材料進行加工的裝置[1]。由于γ輻照裝置使用的放射源強度較大，源在工作位置時，輻照室內的輻射水平非常高，因此輻照裝置是核技術利用項目中應用放射源活度大、潛在輻射安全危害系數高的項目，被列為輻射環境監管中重要的監管對象。

四川省農業科學院生物技術核技術研究所擁有兩座大型60Co-γ輻照裝置，1#輻照裝置設計裝源活度5.55×1015Bq，2#輻照裝置設計裝源活度1.48×1016Bq，主要用于輻照滅菌、輻照殺蟲、輻照育種和輻射化工等。兩座60Co-γ輻照裝置均為水池貯源型，由密封源、控制系統、通風系統、貯水池和輻照室等組成，60Co密封源不使用時被貯于水池水中并被完全屏蔽，使用時暴露于輻照室內[3]。為了掌握該輻照裝置的輻射防護情況，確保環境、放射工作人員和周圍公眾的健康與安全，依據國家相關標準和文件，2011～2016每年定期對兩座大型60Co-γ輻照裝置進行輻射環境水平監測。

2 監測內容

根據《輻射環境監測技術規范》（HJ/T 61-2001）[4]、《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB 18871-2002）[5]、《γ輻照裝置設計建造和使用規范》（GB 17568-2008）[1]和《γ輻照裝置的輻射防護與安全規范》（GB 10252-2009）[6]中的規定，監測內容包括：源在工作位置時輻照裝置周圍γ輻射空氣吸收劑量率；貯源井水的60Co放射性活度濃度、總β放射性活度濃度、電導率、氯離子濃度和pH；輻照裝置外圍土壤的60Co放射性活度濃度；從事放射工作人員的個人熱釋光輻射劑量。

3 監測方法

四川省輻射環境管理監測中心站對60Co-γ輻照裝置周邊輻射環境的監測方法主要有：《輻射環境監測技術規范》（HJ/T 61-2001）[4]、《環境地表γ輻射劑量率測定規范》（GB/T 14583-93）[7]、《生活飲用水標準檢驗方法 放射性指標》（GB/T 5750.13-2006）[8]、《水和廢水監測分析方法》（第四版）[9]、《水質pH值的測定 玻璃電極法》（GB 6920-86）[10]、《高純鍺γ能譜分析通用方法》（GB/T 11713-2015）[11]、《水中放射性核素的γ能譜分析方法》（GB/T 16140-1995）[12]、《土壤中放射性核素的γ能譜分析方法》（GB/T 11743-2013）[13]、《個人和環境監測用熱釋光劑量測量系統》（GB/T 10264-2014）[14]。

4 監測儀器

60Co-γ輻照裝置的輻射環境監測，使用的儀器有多功能輻射測量儀（儀器型號6150AD、FH40G）、電導率儀（儀器型號310C）、離子計（儀器型號410P）、pH計（儀器型號310P）、低本底α/β計數器（儀器型號MPC9604）、高純鍺γ譜儀（儀器型號GX8021）、熱釋光劑量讀出器（儀器型號RGD-6）。

5 質量保證

60Co-γ輻照裝置的輻射環境監測在四川省輻射環境管理監測中心站的質量管理體系下開展。樣品采集、現場監測和實驗室分析使用相應最新的標準，監測人員均持證上崗，所用儀器由法定計量技術機構檢定/校準，在有效期內使用，確保監測結果準確可靠。

6 監測結果分析

6.1 監測工況

2011～2016年，四川省農業科學院生物技術核技術研究所兩座60Co-γ輻照裝置共計倒源4次，其余時間維持自然衰減態勢，每年監測時1#和2#輻照裝置的鈷源活度列于表1。

6.2 γ輻射空氣吸收劑量率的監測

根據《輻射環境監測技術規范》（HJ/T 61-2001）[4]、《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB 18871-2002）[5]和60Co-γ輻照裝置的結構設置γ輻射空氣吸收劑量率的監測點位。監測點位：控制室操作臺、進/出貨口、風機口、輻照室東墻、輻照室南墻、輻照室西墻、輻照室北墻和輻照室樓頂等。2011～2016年，每年2次分別對1#輻照裝置和2#輻照裝置外圍γ輻射空氣吸收劑量率進行監測，監測結果見表2和表3。

源在工作位置時1#輻照裝置控制室操作臺的γ輻射空氣吸收劑量率為77.9～121nSv/h，輻照室東西南北四面墻的γ輻射空氣吸收劑量率為66.2～131nSv/h，進/出貨口的γ輻射空氣吸收劑量率為72.8～90.9nSv/h，風機口的γ輻射空氣吸收劑量率為100～119nSv/h。

源在工作位置時2#輻照裝置控制室操作臺的γ輻射空氣吸收劑量率為102～132nSv/h，輻照室東西南北四面墻和樓頂的γ輻射空氣吸收劑量率為101～140nSv/h，進/出貨口的γ輻射空氣吸收劑量率為89.4～141nSv/h，風機口的γ輻射空氣吸收劑量率為113～135nSv/h。

2#輻照裝置外圍的γ輻射空氣吸收劑量率監測結果整體略高于1#輻照裝置，這與2#輻照裝置的源強大于1#輻照裝置有關。1#和2#輻照裝置源強最大時，輻照裝置屏蔽體外部輻射環境水平并無明顯增加。輻照裝置周圍個別點位的γ輻射水平略高于本地區天然γ輻射水平，但遠低于《γ輻照裝置設計建造和使用規范》（GB 17568-2008）中規定的屏蔽體外劑量率不

應超過2.5μSv/h的限值[1]。監測期間未發現明顯的泄露和散射輻射。

6.3 貯源井水的監測

在輻照裝置正常運行下，每年2次在輻照裝置貯源井的水面下10 cm處采集貯源井水樣品，監測貯源井水60Co放射性活度濃度和總β放射性活度濃度，以確定貯源井水是否被污染。為減少井水中雜質對輻射源的侵襲，確保源的安全，定期監測貯源井水的電導率、氯離子濃度和pH值。2011～2016年度1#輻照裝置和2#輻照裝置貯源井水的監測結果列于表4和表5中。

2011～2016年間，1#和2#輻照裝置的貯源井水中均未檢測出輻照裝置使用的放射性核素60Co，說明兩座輻照裝置的放射源密封性好，沒有放射性物質泄漏出來。1#輻照裝置貯源井水的總β放射性活度濃度的最大值為2.55×10-2 Bq/L，2#輻照裝置貯源井水的總β放射性活度濃度的最大值為2.52×10-2 Bq/L，均遠小于《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）中規定的總β放射性水平限值1.0 Bq/L[15]。貯源井水的總β放射性活度濃度6年間數值穩定，無異常波動。

1#輻照裝置貯源井水的電導率為1.76～6.56 μS/cm，氯離子濃度為0.35～0.84 mg/L，pH值為7.14～7.58；2#輻照裝置貯源井水的電導率為1.55～7.45 μS/cm，氯離子濃度為0.28～0.82 mg/L，pH值為7.09～7.56。滿足《γ輻照裝置設計建造和使用規范》（GB 17568-2008）中的規定，濕法貯源γ輻照裝置的貯源井水的電導率1～10μS/cm，總氯離子含量不大于1mg/L，pH值5.5～8.5[1]。兩座輻照裝置貯源井水監測時的水質良好，均達到標準要求。

6.4 γ輻照裝置外圍土壤的監測

為確定60Co-γ輻照裝置所使用核素是否對周圍環境土壤介質產生影響，一般在輻照裝置建筑物外圍10～30 cm的范圍內選取相對固定的位置進行土壤取樣分析。根據該輻照裝置的實際情況，在其建筑物外東南方綠化帶采集輻照場外圍土壤。2011～2016年外圍土壤中60Co活度濃度的監測結果見表6，均未監測出該輻照裝置所用放射性核素60Co。

6.5 個人劑量監測

根據國家對個人職業照射劑量監測的要求，該輻照裝置從投產開始，給每位放射性工作人員配備了熱釋光劑量計進行個人劑量監測。個人劑量監測周期為3個月，用熱釋光劑量讀出器檢測。納入監測的工作人員的數量每年略有不同，表7中列出2013年到2016年個人劑量監測結果。

2013～2016年輻射工作人員個人年有效劑量最大值為0.26mSv，個人年平均有效劑量最大值為0.15mSv，遠遠小于《γ輻照裝置設計建造和使用規范》（GB 17568-2008）中規定的職業照射個人劑量年平均有效劑量20mSv[1]。

7 結語

2011～2016年γ輻射空氣吸收劑量率的監測結果表明，該輻照裝置的屏蔽體和屏蔽門的屏蔽效果較好，能夠滿足輻射防護的相關要求。貯源井水的電導率、氯離子濃度和pH的監測結果表明井水水質良好，避免了井水對放射源的腐蝕，確保了放射源的安全。貯源井水和外圍土壤中均未檢出放射性核素60Co，表明放射源未對井水和土壤造成污染。放射工作人員的年平均有效劑量處于較低的安全劑量范圍內。

在四川省農業科學院生物技術核技術研究所兩座大型60Co-γ輻照裝置安全平穩運行期間，不會對環境、工作人員和公眾產生輻射影響。

參考文獻：

[1]GB 17568-2008，γ輻照裝置設計建造和使用規范[S].北京：國家標準出版社，2008.

[2]劉海生，許獻洪，顧國興，等.60Co輻照裝置的輻射防護監測[J].同位素，2006，19（1）：57～62.

[3]GB 17279-1998，水池貯源型γ輻照裝置設計安全準則[S].北京：國家標準出版社，1998.

[4]HJ/T 61-2001，輻射環境監測技術規范[S].北京：國家標準出版社，2001.

[5]GB 18871-2002，電離輻射防護與輻射源安全基本標準[S].北京：國家標準出版社，2002.

[6]GB 10252-2009，γ輻照裝置的輻射防護與安全規范[S].北京：國家標準出版社，2009.

[7]GB/T 14583-93，環境地表γ輻射劑量率測定規范[S].北京：國家標準出版社，1993.

[8]GB/T 5750.13-2006，生活飲用水標準檢驗方法 放射性指標[S].北京：國家標準出版社，2006.

[9]國家環保總局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法[M].4版.北京：中國環境科學出版社，2007：640～645.

[10]GB 6920-86，水質 pH值的測定 玻璃電極法[S].北京：國家標準出版社，1986.

[11]GB/T 11713-2015，高純鍺γ能譜分析通用方法[S].北京：國家標準出版社，2015.

[12]GB/T 16140-1995，水中放射性核素的γ能譜分析方法[S].北京：國家標準出版社，1995.

[13]GB/T 11743-2013，土壤中放射性核素的γ能譜分析方法[S].北京：國家標準出版社，2013.

[14]GB/T 10264-2014，個人和環境監測用熱釋光劑量測量系統[S].北京：國家標準出版社，2014.

[15]GB 5749-2006，生活飲用水衛生標準[S].北京：國家標準出版社，2006.