钴-60放射源广泛应用于工业、农业、医疗、科研、军事等各个领域，其使用几乎遍及全国各地，我国使用的钴-60放射源来自国内生产和国外进口等渠道。国内生产钴-60放射源的单位只有中国原子能科学研究院、原子高科、中核高通等几家，进口的钴-60放射源也仅有加拿大、俄罗斯和英国等这几个国家。钴-60放射源使用单位的地域分布、供需关系等造成了有些放射源的运输活动要跨越数千公里，由此带来的运输安全^[1-3]尤为重要，特别是发生严重事故后的辐射影响情况值得探讨。

运输过程中常见的运输事故主要是跌落事故和火烧事故。由于钴-60放射源多为双层不锈钢氩弧焊工艺，通常即使发生火烧也不会造成放射性物质的外泄，不会导致严重事故的发生，而且根据运输实践的事故风险概率分析^[4-5]，超0.5 h火烧事故概率一般在10⁻¹³～10⁻¹¹；跌落事故发生的概率在10⁻⁷～10⁻⁶。因此，本文主要考虑钴-60放射源运输过程严重跌落事故的辐射影响情况，并对跌落事故的后果进行分析^[6]。

1 材料与方法 1.1 对象

我国幅员辽阔，使用钴-60放射源的单位遍及全国各地，由此运输线路比较复杂，本文选取一条有代表性的运输线路：满洲里—广州线路，这条线路几乎贯穿我国南北，途经10个省，全程约4350 km，超9 m跌落可能的桥梁长度约为24 km，根据交通部年鉴可知满洲里—广州线路加权交通事故发生率约为4 × 10⁻⁸次/（车·km），估算出发生跌落事故的概率为1 × 10⁻⁶次/车。

1.2 方法

本文选取装有钴-60源的GY-20运输容器作为研究对象，该容器为立式铅屏蔽不锈钢容器，容器由防火盖、屏蔽塞、筒体、防火套、支座、减震环、吊篮及连接螺钉等组成。容器外型尺寸为φ1125 × h1500 mm，容器内腔尺寸为φ162 × h480 mm，空载容器（包括吊篮）的重量为5500 kg。在上述选择的满洲里—广州运输路线运输过程中发生严重跌落事故后，分析事故货包对事故处理人员，周围公众所致剂量情况，并进一步分析事故处理完后货包再次启动运输对运输工作人员及运输沿线公众所致剂量情况。

2 结　果 2.1 源项

运输内容物为钴-60源，其设计最大装载量为7.4 × 10¹⁵ Bq（20万Ci）。钴-60的半衰期为5.27年，是β衰变核素，同时发射出两束能量分别为1.17 MeV及1.33 MeV的γ射线。屏蔽计算时，按照最大装载量考虑，总γ源强度为1.85 × 10¹⁶ MeV/s，钴-60源被看作是各向同性的。

根据GY-20运输容器设计安全分析报告的力学试验仿真计算结果可知当发生不同位置的跌落事故时，容器仅上部散热片、着地侧两吊耳、防火套及防火盖局部有较大变形，容器筒体包覆防火材料的肩部有局部变形但未开裂，防火套着地侧上部焊缝开裂，屏蔽塞连接螺栓保持完好，防火套及防火盖连接螺栓有个别有局部变形但保持其连接功能，防火盖与防火套均能在后续的耐热试验中起到其防火隔热的作用，铅屏蔽层发生塌陷（容器侧面着地）或者下沉（容器端面着地）。根据力学模拟计算，在事故条件下，容器的铅层厚度减少量最大为0.52 cm，再考虑容器变形的因素，将正常条件模型的铅厚度保守估计减少1 cm（侧壁、顶部以及底部均减少1 cm）。

屏蔽计算采用QAD程序与MCNP程序。屏蔽计算时，γ源被划分为七群，每一群的能量范围以及剂量率转换因子见表1所示，这里，剂量率转换因子是通过将ICRP第74号出版物1996年所列的数值进行计算得到的。

采用QAD程序和MCNP程序计算了事故情况下容器表面和距容器外表面2 m处的剂量率，最大剂量率分别为1.59 mSv/h和8.13 × 10⁻² mSv/h。

2.2 估算模式

采用IAEA的RADTRAN4.0程序的剂量估算模式来估算工作人员和公众的受照剂量^[7]。

当r ≥ 2d_p，整个货包可近似为点源，由下式估算：

$ D = \frac{{{K_0}D{R_P} \cdot T}}{{{r^2}}} $

(1)

式中：D为离源r处的人员所受剂量，mSv； $D{R_P}$ 为距货包1 m处的剂量率，mSv/h； ${K_0}$ 为点源货包修正因子，为3.06，T为受照时间，h；r为人员离源的距离，m；d_p：货包有效尺寸，m。

当r < 2 d_p，整个货包可近似为线源，由下式估算：

$ D = \frac{{K_{0}^{'}D{R_P} \cdot T}}{r} $

(2)

式中的 $K_{0}^{'}$ 为线源货包修正因子，为1.75，其余参数含义同公式1）。

装载有钴-60的GY-20货包有效尺寸d_p = 1.5 m，因此当计算点与货包距离r ≥ 3 m时，货包近似为点源；当计算点与货包距离r< 3 m时，货包似为线源。

2.3 事故剂量估算 2.3.1 事故处理人员的剂量估算

发生严重跌落事故时，GY-20运输容器包容系统完整，仍能保持对放射性物品的包容，并具备可操作性，但屏蔽性能会减弱。因此，在事故情况下，对工作人员和公众的照射仅为外照射。

假定事故时事故点的公众人员的受照时间假定为4 h，其受照的代表性个人有效剂量见表2，10 m处公众最大受照剂量为5.6 × 10⁻² mSv。事故点处理人员的受照时间假定为2 h，其受照的代表性个人有效剂量见表3，近距离接触货包的事故处理人员的受照剂量为3.2 mSv。

2.3.2 事故处理后再次运输的代表性个人剂量估算

事故处理后，受损货包需要继续运输（根据事故严重程度判断是返厂维修、还是中途处理、或是直接交货给厂家），保守按照整个运输线路的最长距离来估算事故后货包运输所致运输相关代表性工作人员及运输沿线代表性公众的受照剂量情况，运输速度为70 km/h，全程运输时间约62 h。受损货包运输过程中受照剂量较大的人群主要为停靠点加油站工作人员，见表4，所致最大剂量为5.2 × 10⁻² mSv。运输相关工作人员所受剂量最大为载货司机，见表5，所致最大剂量为9.6 mSv。

3 结论和建议 3.1 结论

在满洲里—广州线路运输活动中，有可能发生超9 m跌落事故的概率为1 × 10⁻⁶次/车，该事故可能导致GY-20容器的铅屏蔽性能减弱，但容器的屏蔽性能并没有丧失。当发生上述事故时，对事故处理人员和公众造成的辐射剂量分别为3.18 mSv和5.6 × 10⁻² mSv，均低于事故情况下对事故处理人员和公众设定的剂量控制值（取10 mSv和1 mSv）。受损货包运输过程中所受剂量最大的工作人员为载货司机，其受照剂量为9.6 mSv，低于事故情况下的剂量控制值10 mSv；对运输沿线公众所致剂量最大为5.2 × 10⁻² mSv，低于事故情况下公众的剂量控制值1 mSv。

3.2 建议

尽管事故发生后，不会对工作人员和公众带来严重的辐射影响，但建议货包托运人和承运人做到以下几点：

（1）制定好相应的应急预案，以便一旦出现类似事故后能进行及时处理，使辐射后果影响降至最低。事故的应急处理步骤^[8-10]如下：

a、发生严重事故后，承运人和托运人立即启动应急响应，及时通知相关部门，寻求救援。

b、首先在货包的四周由远至近测量γ辐射水平，初步判定事故的严重程度。

c、在货包周围10 m范围内拉警戒线，并放置当心电离辐射标志，派专人看守，严禁无关人员进入。

d、货包跌落后，容器整体性虽然没有破坏，但可能存在附件破损、无法重新吊装、栓系货包的情况。对货包周围进行实时监测，在确保不会出现超剂量γ辐射的情况下，应考虑采用合适的栓系工具来起吊货包，若容器屏蔽变形严重，应对剂量率偏高的位置进行简易的局部屏蔽措施。同时检查密封部位的螺栓是否失效，若螺栓损坏严重，需要对容器筒体和屏蔽塞的交接处进行焊接，以防在重新运输过程中屏蔽塞和筒体之间的连接失效的情况。

e、事故的影响和危害得到控制和处理后，应按照应预案中规定的不同终止条件适合地终止应急状态。

f、清理完事故现场，货包重新装载、栓系货包，使其具备运输条件后启动再次运输。

（2）事故处理完再次启动运输时，建议对受损货包进行GPS定位，对货包外表面进行实时监测，以便及时发现异常情况^[11]。

（3）对于距离较长的线路，建议多配备司机，同时司机座位后加铅防护屏进行局部屏蔽，降低事故后运输司机的受照剂量。

（4）若运输货包损坏严重，应联系距事故点最近的可以倒装放射源的场所，及时对货包中的放射源进行处理，判断货包中的放射源包壳是否存在破损的情况，破损放射源需要按照国家规定进行处理。