据资料介绍, 广东省在1989~1999年期间共发生辐射事故26起, 平均每年2.4起, 其中因放射源失控而引起的辐射事故21起, 占事故总数的80.76%^[1]。失控的放射源(如丢失, 被盗等)进入废金属回收领域, 特别是废钢铁回收领域, 经过回炉冶炼后, 重新进入应用领域是造成放射性环境污染的一个重要途径, 在世界上各地时有发生, 这是辐射防护界关心的一个领域, 同时也会造成不明真相的公众引起不必要的恐慌。笔者主要介绍了一起失控辐射源的发现、监测和处理过程。

1 监测仪器 1.1 环境辐射仪

北京核仪器厂生产的BH3103A, 2000年出产, 中国计量科学研究院检定校正系数为0.98 (在0~100μGy/h)不确定度为15%。

1.2 辐射防护巡测仪

美国热电公司生产的LB123辐射仪, 1999年生产, 中国计量科学研究院检定, 校正系数为1.03, 不确定度为30%。

1.3 便携式谱仪

美国GR135便携式谱仪。

2 事故发现

对深圳某工程进行验收的过程中, 在其中的某个区域(区域的分布情况见图 1)发现辐射异常的情况, 测量结果明显高于深圳市室内环境γ辐射空气吸收剂量率调查水平范围(0.10μGy/h~0.22μGy/h)^[2], 在测试点1处的剂量率水平范围在0.25 μGy/h~0.40 μGy/h之间, 测试点2和3处的剂量率水平范围在0.50 μGy/h~0.80 μGy/h之间, 测试点4处的剂量率水平范围在1.20 μGy/h~1.50 μGy/h之间。

该区域为较规则的长方形, 所以根据剂量场的分布情况, 初步分析该区域受到放射性污染, 污染区域可能在4号测试点位附近, 但是在没有彻底核实之前需要将1、2、3号测试点的区域也封闭, 防止无关人员进入受到不必要的照射。

3 事故监测和处理

在初步确定污染区域后, 对区域4采用梅花布点法进一步锁定放射性污染区域, 经过LB123辐射防护仪对4号测试点区域进行巡测, 发现D、C点这一侧的剂量率水平明显高于A、B侧, 而且越是接近DC侧墙体剂量率水平越高, 据此可以大致确定受到污染的区域为DC侧的墙体或者柱子。采用LB123外接LB6411中子探头对该区域进行巡测, 没有检测到中子辐射剂量, 排除该放射性污染区域为中子和γ混合场的可能性。根据现场情况, 考虑到天然石材的不会有那么高的剂量率水平同时很难造成人为污染, 主要污染可能来自混凝土和钢筋。

定下辐射场的类型和区域后, 比较关键的是准确的确定放射源性污染源的位置和形状。通过多次在该区域的巡测后发现, CD两点中间的两个柱子处的剂量率水平最高, 分别测量两个柱子表面5cm处和1m处的剂量率水平, 具体数值见表一

由于两处测量数据较接近, 在考虑仪器的不确定度后没有明显的差别, 所以进行了多次测量, 测量结果均显示a柱的剂量率值较b柱的高, 同时在a柱的左侧和b柱的右侧进行了验证性的测量, 测量结果显示a柱左侧的剂量率水平明显高于b柱右侧的剂量率水平。至此, 基本锁定a柱为放射性污染源头。a柱装饰采用的材料表面为大理石石材, 内部为固定大理石的钢结构, 墙体为混凝土, 由于该处γ辐射场的剂量率水平明显高于一般天然辐射水平, 所以断定该区域的放射性污染为人工放射性核素, 初步排除建筑装饰用的大理石。由于有过放射源熔入钢材中造成污染相关事故, 所以重点关注钢材。在对a柱进一步测量后发现该处的剂量率水平整体呈现从上至下较均匀的分布, 根据现场施工人员的介绍该走向和内部固定石材的钢架结构走向基本吻合同时考虑到该处除了钢架外没有其他明显的可疑物件, 基本断定为钢材受到放射性污染, 而且形状为线源。

在基本确定该放射性污染区域的情况后, 考虑时间、距离和屏蔽三原则, 安排相关人员拆卸该处可疑的钢材。拆卸时采用逐个拆除, 逐个排除的方法, 最后锁定一个长度约为2米的疑似受到放射性污染的钢材。在将该钢材移出该区域后, 该区域的剂量率水平降至深圳市正常范围内, 所以确定该钢材为放射性污染源头。

采用GR135便携式谱仪进行谱分析发现该钢材中含有⁶⁰Co, 为了估算该钢材的放射性活度, 分别测量其在裸露情况下两头和中间三处一米处的剂量率值, 具体数值见表 2。

测量结果显示该钢材基本上各处的辐射水平接近, 可以近似为一个均匀混合⁶⁰Co核素的“线源”。该线源的长度为2m, 在忽略该线源自吸收的情况下, 可以根据相关公式估算出该线源的放射性活度, 具体计算过程如下:假设该线源的长度为L, 线源中间测量点离线源的垂直距离为a, 线源的活度为A, ⁶⁰Co的照射率常数为1.32, 则通过微积分变换可以得到公式(1)^[3]:

(1)

另外, 考虑到照射量和吸收剂量的换算关系 所以得到公式(2)^[3]:

(2)

代入相关数据可以得到该钢材的放射性活度近似为1.54 mCi。

4 事故定级

根据估算结果该辐射源的放射性活度为1.54mCi(5.7 × 10⁷Bq), 按照国家环保总局发布的放射源分类管理办法该钢材属于Ⅴ类辐射源, 但是由于污染该钢材的放射源没有发现, 也无法估计还有多少受到污染的钢材, 所以无法准确给本次辐射事故定级, 只能暂定该钢材造成的辐射事故为一般辐射事故。

5 总结

在整个辐射事故的监测处理过程中, 首先遇到了如何准确确定污染区域的问题, 采取的方式主要是通过多次测量不断确定辐射剂量率最高处, 逐步排除同时结合现场实际情况和相关监测人员的经验, 最终锁定了受污染区域。其次在确定污染区域后要对污染核素进行识别, 在起初没有便携式谱仪的情况下, 只能通过几种辐射剂量率仪先确定辐射类型, 然后再根据材料和应用情况估计可能的辐射源, 最后在便携式谱仪到位后进一步确认。

此次的辐射事故最后虽然只是定级为一般辐射事故, 但是由于发生区域属于公众场合, 而且比较隐蔽, 所以在事故处理中引起了各方面极大的重视。这也再一次说明一旦发生辐射事故对社会造成的影响是巨大的, 预防辐射事故的发生责任重大, 需要相关的政府部门加强监管和监测, 保护辐射环境安全。

另外, 本次辐射事故最后通过国家和省市多个部门的协查最终确定了辐射事故的污染源头, 消除了隐患, 事件得到了妥善的处理。