核子湿度密度仪(以下简称核仪表)系快速、准确、无破损测量各种土层、沥青、混凝土等建筑材料的密度和含水量的仪器, 广泛用于公路、水库、江河堤坝建设的质量检测, 由于核仪表是利用被测材料对射线(γ射线和中子辐射)的吸收多少来判断湿度和密度的, 故在储存、运输和使用过程中应做好辐射防护, 以确保操作者和公众的健康与安全。

1 放射源

核仪表装有两个放射源, 其有关数据见表 1。

2 辐射水平

对核仪表在储存状态和工作状态下, 距核仪表表面5 cm和100 cm处不同方位的γ射线与中子辐射的辐射水平进行了监测, 其总的辐射水平列于表 2。

3 工作场所控制水平

国家职业卫生标准《含密封源仪表的卫生防护标准》 (GBZ125 — 2003)规定, 发射γ射线或中子辐射的核仪表, 距核仪表外围5 cm及100 cm处的剂量当量率若分别小于25 μ Sv· h^-1或2.5 μ Sv·h^-1, 在工作场所对人员的活动范围不受限制; 若分别大于25 μ Sv·h^-1或2.5 μ Sv·h^-1则在距核仪表3 m的区域内不应有人进入。表 2中的数据表明, 无论核仪表处于储源状态还是工作状态, 其辐射水平均在后一种剂量率范围内, 因此, 对每一个操作步骤, 必须采取相应的防护措施, 以确保操作人员及周围人员的安全。

4 防护措施 4.1 核仪表储存

根据国家职业卫生标准GBZ125 — 2003规定和表 2中所列辐射水平, 核仪表应存放在单独房间内(专用库房或无人停留的房间), 以免无关人员受到不必要的照射, 并要加锁保管, 防止放射源丢失。

4.2 核仪表运输

核仪表运输分为长途运输和短途搬运。长途运输指将核仪表从储存库房提出装在汽车上运往测试现场。根据表 2所列储源状态下的辐射水平, 应选用面包车或小货车装运, 汽车司机及伴随人员要距核仪表至少1.5 m以上。

短途搬运指在测试现场从一个测点转移至另一个测点的过程。一般在施工现场(如公路建设)要测多个点, 如每隔50 m就要测一个点。可连续测10个点。对这种短途转运不宜直接手提核仪表搬运, 因搬运者躯干距核仪表仅20 ~ 30 cm, 受照剂量较大, 应采用专用短运工具。为此, 我们研制了一种专用防护车。该车车身长90 cm, 宽50 cm, 推车把手臂长40 cm, 底盘之上的远端固定一个盛放核仪表的防护箱, 防护箱内径长45 cm, 宽35 cm, 三面高20 cm, 朝向把手的一面高40 cm, 由防中子材料含硼石墨板和屏蔽γ射线的铅板制成。防护箱之前端, 另设一个长45 cm, 宽20 cm的小工具箱, 存放打孔用的导板、钻钎和锤子。防护车底盘之下安装4个万向轮。使用这种防护车一是使受照距离从30 cm之内延长至100 cm以上; 二是增加了对中子与γ射线的屏蔽防护, 这两项措施可使搬运人员的受照剂量减少82.6 %~ 98.1%(详见表 3)。

4.3 核仪表测量

在测量前用导板和钻钎准备测孔时, 要将核仪表移至3 m之外。将γ源金属杆放入测孔以及按键盘和观察显示器读数时, 操作者要尽可能使身体躯干部位、眼睛和甲状腺远离仪表放射源, 而且动作要准确、迅速, 尽量缩短照射时间。

5 讨论 5.1 自主防护措施

MC-3型核子湿度密度仪是一种自动化程度较高的核仪表, 应用比较广泛而方便。但由于它装有γ源和中子源, 又是在野外现场测试, 故在测量时难以采用封闭性较好的屏蔽防护, 只能采用时间防护和距离防护这两种由操作者自身决定的自主防护措施, 即操作者有意识尽可能远离放射源, 缩短操作时间, 以降低受照剂量。为此, 操作者就必须接受测量技术与防护知识的培训, 做到熟练掌握测量技术, 增强防护意识, 有较高的安全文化素养。

5.2 防中子材料

对中子的屏蔽防护, 我们试用含硼石墨代替含硼石蜡或聚乙烯, 同样可达到防护要求, 而且易于加工制做。