中子源的辐射危害早就已经被人们所认识, 随着中子源在工业生产中的广泛应用, 必须做好中子的监测和评价工作。笔者结合对南京市一家单位30台含²⁴¹Am-Be中子源料位计源容器周围环境的辐射剂量的监测结果, 就中子源的剂量评价作一探讨, 以期给大家今后的工作提供参考和帮助。

1 材料与方法 1.1 中子源

放射性中子源有两类。一类是(α, n)型中子源, 这类中子源可产生能量直到十几MeV的快中子, 属于这一类的有Po-Be、Pu-Be、Am-Be和Ra-Be中子源。另一类是(γ, n)型中子源, 这类中子源γ辐射一般都很强, 而且产生的中子能量均在1MeV以下。最重要的(γ, n)型中子源是¹²⁴Sb—Be。一些常见的放射性中子源的特性见表 1。

该单位目前使用的30枚中子源均为²⁴¹Am-Be中子源, 半衰期432a, 衰变类型为(α.n), 2001.03~2007.06生产, 出厂活度在(1.85×10⁹~1.48×10¹⁰)Bq之间, 用作焦炭塔装置的料位计使用。

1.2 监测方法 1.2.1 监测仪器

监测仪器为俄罗斯原子科学公司生产的AT1117M型多功能辐射检测仪。探头型号:BDKN-01;量程范围:0.1~10⁴/min·cm²; 等效中子剂量率测量范围(Pu-Be源):0.1μSv/h~10mSv/h; 监测的量:中子辐射通量密度(neutron radiation flux density)s^-1·cm^-2。探测器:BDKG-04带0.025~3MeV平衡帽; 量程范围0.05μSv/h~3Sv/h; 监测的量: X-γ辐射空气吸收剂量率nGy/h。

1.2.2 监测布点^{[1, 2]}

根据《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61—2001)和参照《含密封源仪表的卫生防护标准》(GBZ125 -2002), 分别对源容器四周表面5cm处、距离源容器周围1m处以及周围敏感点的中子辐射通量密度和X-γ辐射空气吸收剂量率进行了监测。

2 监测结果

中子源周围的中子辐射通量密度和γ辐射空气吸收剂量率的监测结果见表 2。

2.1 结果评价

在料位计正常工作情况下, 源容器表面5cm处的中子辐射通量密度在(5.03~47.93)s^-1·cm^-2之间, 距源容器周围1m处的中子辐射辐射通量密度在(0.83~16.70)s^-1·cm^-2之间, 则源容器表面5cm处和距源容器周围1m处的中子剂量当量率分别为(211~2.01×10³)nSv/h和(34.8~699) nSv/h(²⁴¹Am-Be中子剂量当量因子值为0.349×10^-9Sv·cm²); 在料位计正常工作情况下, 源容器表面5cm处的γ辐射空气吸收剂量率在(308~433)nGy/h之间, 距源容器周围1m处的γ辐射空气吸收剂量率在(97~156)nGy/h之间; 符合《含密封源仪表的卫生防护标准》(GBZ125-2002)中对人员的活动范围不限制的辐射限制要求(见表 3)。

2.2 剂量估算

在料位计正常工作情况下, 源容器表面5cm处的γ辐射空气吸收剂量率和中子剂量当量率的最大值分别为433nGy/h和2.01×10^-3nSv/h, 则工作人员作为受照人员, 可能受到的最大年有效剂量为4.866mSv(按受照时间取2000h/a, 居留因子取1估算), 符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB18871-2002)》中工作人员为20mSv/a的年有效剂量限制。

3 讨论

中子源除了产生中子外, 还发射一定能量的γ射线, 对人体造成混合射线外照射。从上面的监测结果可以看出, 即使衰变类型为α, n型的中子源, 其所产生的γ射线在空气中的剂量当量率也是不容忽视的, 也就是说不管哪种类型的中子源, 在考虑它的外照射辐射危害时, 其所产生的这两种射线对人体的辐射危害都不能忽略。所以在日常工作中, 对密封中子源的剂量监测既要监测其所产生的中子的强度, 又要监测其所产生的γ射线的强度, 只有把两者结合起来才能对中子源的辐射危害做出合理的评价。另外, 不管是中子还是γ射线, 在相同的条件下, 如果剂量当量相同, 在组织权重因子相同的情况下, 其对人体所造成的有效剂量就相同, 故认为《含密封源仪表的卫生防护标准》(GBZ125-2002)同样适用于中子源, 结果评价时将距每个中子源源容器表面5cm和周围1m处的中子和γ射线剂量当量率相结合, 然后和表 3进行对照, 以判断该源周围应该采取何种防护措施。