目前, 在我国各海关口岸对进出口查禁车载违禁物品任务, 以辐射成像技术为核心的电子直线加速器系统, 逐步取代人工开箱检查的操作方式。在广东省内已安装有不同类型(固定式、组合式和车载式)的集装箱检查系统共17台; 其中在5台固定式大型集装箱检查系统中, 由清华同方核技术股份有限公司制造的占3台。在这些类型的检查系统以固定式的输出辐射剂量最大, 其产生电子的最大能量为9 MeV, 电子脉冲强度为150 mA, 高能电子打靶后产生的韧致辐射束的最高能量接近9 MeV, 平均能量为2.55 MeV。在0°方向上距靶1 m处瞬间剂量为30 Gy/min^[1]。由于每天的开机(扫描)时间较长, 是否对工作人员或公众的造成危害, 这是人们关注的重点。为此, 笔者对安装在广东省内的3台FG9056型大型集装箱检查系统(其屏蔽体结构与布局基本一样), 针对来自加速器室、探测器室、扫描通道和防护门等工作场所以及屏蔽体外的公共场所(包括司机通道、业务办公室等), 进行了全面的防护检测及安全联锁等防护设施的可靠性现场检查。试图通过对该系统的屏蔽防护效果检测及安全控制系统的效能检查, 对其结果作出相应的评价意见, 并提出改进措施, 为消除人们的恐惧心理, 有效地保障放射工作人员和公众的安全长健康。

1 材料与方法 1.1 仪器

① 2570A照射量计, 不确定度±2.5 %。②GH - 102A-X.γ剂量率仪, 不确定度±11.0 %。③PDR-2剂量率仪, 不确定度±6.0%。④FJ-427热释光仪, 剂量探测器为LiF (Mg, Cu, P); 检出下限0.01 mSv。

1.2 检测项目

① 加速器输出量、辐射源箱泄漏辐射水平。②检查系统出束扫描时建筑物外场所辐射水平。③加速器机房屋顶天空辐射水平。④联锁保护与报警系统等安全系统性能。⑤放射工作人员职业照射剂量。⑥天然辐射外照射水平。

1.3 检测方法

按国家相关规范的方法进行, ①《环境地表γ辐射剂量率测定规范》(GB/T 14583 -93)。②《环境核辐射监测规范》GB12379-1990。③《γ射线和电子束装置防护检测规范》GBZ 141-2002。④《职业性外照射个人监测规范》 GBZ 128-2002。

1.4 评价依据

①《工业企业设计卫生标准》 GBZ1-2002。② 《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2-2002。③《集装箱检查系统放射卫生防护标准》 GBZ143-2002。④《电离辐射防护与辐射源安全标准》GB18871-2002。

1.5 评价标准^{[3, 5]}

① 辐射源箱泄漏辐射水平:小于1.0‰。②放射源箱体外漏辐射控制值:1 000μGy/h(表面)。③检查厅墙外或屏蔽体外表面30 cm处的比释动能率:不大于2.5 μGy/h。④放射工作人员剂量限值:20 mSv/a。⑤公众中有关成员剂量限值:1 mSv/a。

2 结果 2.1 防护检测

该系统用房共三层, 检测布点见图 1~3。

2.1.1 源相关的辐射测量结果(表 1)

(1) 加速器输出量:在出束口0°方向上离靶1 m处的实测值为27.32 Gy/min, 略低于设计值30 Gy/min^[1]。

(2) 辐射源箱辐射泄漏率为0.2 ‰, 小于国家职业卫生标准规定的固定式检查系统应小于1‰的限值^[3]。

(3) 天空辐射水平:加速器室屋顶辐射水平, 在扣除本底值后的有效剂量为2.0μGh/h, 相当于当地平均水平的8倍, 距离加速器室50 m半径范围内平均辐射剂量率约为0.24μGy/h(属扫描前的本底水平)。

2.1.2 放射工作人员职业照射水平

(1) 工作位置剂量率估算:在设备室、系统控制室与图像工作站及网络设备室等主要工作场所中测点(图 1~3)的实测结果, 按均值0.25 μGy/h计算, 年平均有效剂量为0.5 mSv(详见表 2)。

(2) 个人剂量实测值:用TLD按季对从事放射工作的40名工作人员进行职业照射外照射个人剂量监测, 结果33人有效剂量低于剂量仪的最小探测限(0.01 mSv), 7人的剂量为0.012 ~ 0.090 mSv/季, 按全年计算, 放射工作人员所受有效剂量最大为0.36 mSv/a, 平均值为0.02 mSv/a(见表 3)。

2.1.3 公众成员附加照射水平

对涉及公众活动的邻近场所(见布点图), 在出束时的剂量监测结果均低于0.25 μGy/h。假设每年2 000 h(开机时间)居因子取1/16计算, 估计附加年有效剂量为31.25μGy(0.03 mGy)。

2.2 安全控制系统及联锁装置检查

安全控制系统与联锁保护装置非常重要, 本次检查按生产厂家所提供的设备清单, 对其功能逐项核查与试验, 内容包含警示系统、监视与通讯系统、安全联锁系统、应急求助设施、光电安全装置等。检查结果, 当有关辐射安全的其他条件均具备, 而上述条件中任何一项不具备时, 加速器不能出束。反之, 当加速器出束时, 启用任何一个应急求助设施都能使加速器马上停止出束。

2.3 周围环境放射性本底水平

环境γ辐射水平:出束前周围环境地球γ辐射平均剂量率为(0.24±0.02)μGy/h(见表 2)

3 辐射安全评价 3.1 关于设备安全

我们的检测结果表明, 清华同方核技术股份有限公司生产的固定性集装箱检查系统, 除输出量略低于设计值外, 辐射源箱辐射泄漏率(0.2 ‰), 小于相应限值(1‰)^[3], 安全联锁及相应安全设施均能正常发挥效应。总体来说, 设备的安全性能良好。

3.2 关于人员受照剂量

就职业性照射来说, 由剂量率估算所得的年平均有效剂量为0.5 mSv, 用TLD累计测量均值为0.36 mSv/a, 两种方法所得结果相近似, 均低于国标GB18871 - 2002规定的限值; 公众成员的个人所受照射, 由剂量率、开机时间、2 000 h及居留因子(1/16)估算, 其结果为31.25 μGy/a(0.03 mGy/a), 约为标准规定限值(1 mSv/a)的1/3。据此, 无论是职业性照射或是公众照射, 其照射水平均在国家标准体系限值以内。

3.3 关于环境漏射线

加速器出束扫描时, 本次检测仅见加速器屋面80号测点漏射线剂量率为2.0 μGy/h, 但距加速器室50 m的半径范围内平均辐射水平为0.24 μGy/h。由于该测点为屋顶天台, 属无人员进出的地带, 不属防护区域。对此薄弱点可增加屏蔽厚度, 同时对进出屋顶的楼门实施防护管理, 可列入监督区域^[4]。从防护最优化的角度考虑, 除非工作需要, 不得进入该处停留。除此之外, 检查厅墙外或屏蔽体外表面的比释动能率平均值为0.25μGy/h, 属该检查系统邻近环境辐射水平^[2]。

3.4 关于职业病危害评价

在检测项目中, 除了电离辐射外, 从职业病危害综合评价考虑, 其他有关职业有害因素, 例如噪声、振动、微波和臭氧等不应忽视, 但在《集装箱检查系统放射卫生防护标准》GBZ143 -2002中无相关受控项目, 似应列入综合评价范畴。

(广东省放射卫生防护所的曾锡慎、麦维基、吴增汉及清华同方威视技术股份有限公司华南中心黄世德、袁彦芳等同志参加了本调查, 并得到了查永如主任的技术指导, 特致谢意。)