特定范圍內尋找γ放射源的應急監測方法研究

曲訓帥 方淵 張濤

摘 要：介紹了使用碘化鈉便攜式γ能譜儀，針對特定范圍內失控狀態下的γ放射源的應急監測，包括γ放射源的定位、核素種類識別和核素活度的估算方法。

關鍵詞：γ放射源；定位；核素種類；核素活度

1.引言

隨著國民經濟的發展和科學技術的進步，放射源在我國的應用領域和數量不斷增長，放射源丟失事件時有發生，極易造成人員傷亡和社會恐慌。及時有效的對放射源進行定位、核素種類識別和活度估算顯得尤為重要，將為后續事故評價和處置提供準確的技術資料。

2.應急監測場景模擬

在野外特定范圍內發現γ輻射劑量率異常，放射源被遮掩物遮擋，先期到達人員已對事故現場進行封鎖。需由監測人員對放射源的位置、核素和活度進行監測和調查，為后續事故評價和處置提供技術資料。

3.應急監測裝備

此次模擬監測使用γ輻射劑量率儀和便攜式γ能譜儀這兩種常見的輻射監測設備，同時配備個人劑量報警儀、鉛衣等個人防護設備，激光測距儀、GPS、溫濕度等輔助設備。

4.現場應急監測

4.1 基礎數據獲取

在進入監測場地之前，獲取本底γ輻射劑量率水平。觀察場地情況，簡略畫出場地示意圖，以大概區域位置為中心，以間隔45°的八個方位為監測線，并在圖上示出。

選擇適當位置，進行溫度、濕度、風速、風向等環境要素測量，記錄數據。

4.2 進入監測場地，選取低劑量率方向靠近遮掩物

兩名監測人員使用γ輻射劑量率儀和便攜式γ能譜儀（儀器探測靈敏區遠離人體），分別從場地入口處以遮掩物區域為中心，同時反方向沿考核監測區域四周先進行測量（測量時儀器探測靈敏區對準遮掩物），如果測量數據明顯高于本底水平，選擇數據低的方向靠近遮掩物。如測量數據無明顯升高，緩慢靠近遮掩物區域，出現數據明顯升高后再以遮掩物為中心對四周進行測量，選取測量數據最低的方向靠近遮掩物區域。行進過程中密切注意監測數據的變化。

4.3 遮掩物內放射源位置判斷

靠近遮掩物過程中，如果遮掩物四周附近劑量率水平升高不明顯，此時放射源位置無法判斷。

靠近遮掩物過程中，如果在某監測方向發現監測值明顯增高，握住儀器旋轉360度，使探頭始終朝向自己正前方，并隨時觀察監測數據的變化，直至出現最小讀數時，監測人員面向的方向為放射源所在位置相反方向，畫出一條由儀器通過人體中心的直線，并在示意圖上標注，此直線方向為放射源所在位置方向。

在此方向上測量兩個不同距離的劑量率，再使用平方反比定律，可以推算出放射源的距離。

其中：

d1：離放射源較遠一點M1的距離（m）；

d2：離放射源較遠一點M2的距離（m）；

d：測量點M1和M2之間的距離（m）；

D1：測量點M1處的劑量率；

D2：測量點M2處的劑量率；

注：此方法中，由于遮掩物下情況不明，有可能使放射源周圍會產生不均勻的輻射場，會造成對放射源位置估計的不可靠。

4.4 放射源核素識別

鎖定放射源具體位置后，選擇從γ輻射劑量率最低的方向，緩慢靠近放射源。使用碘化鈉便攜式γ能譜儀對放射源進行核素識別，判斷核素種類。

4.5 放射源基礎數據獲取和遮掩物區域外場地劑量率監測

放射源位置確定后，如果放射源四周有較均勻的輻射場，且事故現場四周較遠位置的放射性水平明顯高于環境本底水平，則判斷放射源為裸露狀態，則在放射源附近尋找劑量率最高點，通過監測距放射源的一定距離的γ輻射劑量率估算放射源的活度。如果放射源周圍只有一個方向存在明顯的劑量率升高，其他方向劑量率明顯較低，則判斷放射源位于屏蔽體內，放射源出束口是打開的，則在放射源出束方向一定距離尋找劑量率最高點估算放射源的活度。

以遮蓋為中心，以間隔45°的八個方位為監測線，測量周圍γ輻射劑量率數據，以此數值說明監測現場污染情況。

4.6放射源活度估算公式：

在放射源出束方向不同的適當距離處，測量γ空氣吸收劑量率最大值Di，記錄監測數據。

根據公式：

計算出放射源活度。

式中：A0——放射源活度，Bq；

r——監測點位與放射源的距離，m；

Di——距離放射源r時測得的γ空氣吸收劑量率，Gy/h；

D0——監測點位的環境本底，Gy/h；

Г——空氣比釋動能率常數，Gy·m2·Bq-1·s-1。

4.7 人員撤離

放射源處置完畢后，監測人員對監測現場進行輻射劑量率巡測，確?，F場未發生輻射污染。

5.監測行動與防護

監測過程中，監測人員將監測設備置于身體右前方，并遠離身體。當發現儀器讀數升高時，應注意讓身體處于劑量率相對較低的位置，做好距離防護；監測人員在保證監測數據質量的情況下，在監測區域內快速移動，做好時間防護。