口岸放射性檢測儀器的使用

楊振宇 王智 柴長虹 周一鳴 王新宇 裘文瑋 吳恩超

(上海出入境檢驗檢疫局 上海 200135)

口岸放射性檢測儀器的使用

楊振宇 王智 柴長虹 周一鳴 王新宇 裘文瑋 吳恩超

(上海出入境檢驗檢疫局 上海 200135)

由于放射性物質(zhì)的特殊性,使得放射性檢測儀器成為放射性檢驗工作的基礎(chǔ)。本文對放射性儀器的種類、應(yīng)用進(jìn)行了討論,提出了全面布置、正確設(shè)置、規(guī)范使用、有效維護(hù)的使用原則。并對兩種口岸常用放射性儀器編寫了使用規(guī)范,供日常檢驗參考。

口岸;放射性儀器;使用規(guī)范

1 前言

由于放射性的巨大危害,檢驗檢疫部門必須在口岸現(xiàn)場就對入境貨物進(jìn)行放射性的檢驗,以確認(rèn)是否存在放射性風(fēng)險。但放射性物質(zhì)和其他物質(zhì)相比,沒有感官上的區(qū)別,其危害人類的電離輻射通常只能通過放射性儀器探測到。因此,在口岸放射性檢驗工作中,放射性檢測儀器的正確使用就成為放射性檢驗工作的基礎(chǔ)。

2 口岸常用的放射性檢測設(shè)備及其應(yīng)用

2.1 個人防護(hù)產(chǎn)品

包括劑量計和防輻射產(chǎn)品,用于檢驗人員的防護(hù)。但在一般入境情況下,不需要使用。

2.2 α、β表面污染監(jiān)測儀

目前,該儀器主要用于廢物表面的α、β活度的測量以及物品是否沾染放射性物質(zhì)的判斷。

2.3 便攜式輻射測量儀

該儀器主要應(yīng)用于測量γ劑量率,也可以測量累積劑量。有些儀器具有測量γ譜的功能,可以通過現(xiàn)場測量γ譜來估計樣品中放射性核素的種類,也可以通過加裝探頭來測量中子計數(shù)。

該類儀器適用范圍廣,使用率高,適合各種樣品。在檢驗檢疫工作中主要用于現(xiàn)場測量口岸樣品的γ劑量率,通過對樣品的γ劑量率的準(zhǔn)確測量,判斷樣品是否合格或者是否通過篩選。該類儀器也可以作為口岸待檢商品放射性危害程度和突發(fā)應(yīng)對級別的評估。

2.4 通道式輻射檢測儀

通道式輻射檢測儀主要是用來檢測運(yùn)動中的物體或人員的γ放射性。出于反恐的需要,國外在通道式儀器上多配置中子檢測器,可同時檢測中子計數(shù)。通道式輻射檢測儀可以應(yīng)用在不同的檢測場合,通常用于對車輛、火車、行人、貨包和快件進(jìn)行檢測。

由于通道式放射性檢測儀的探測元件面積很大,比便攜式儀器更為靈敏,可以檢測運(yùn)動中物體中少量放射性物質(zhì),因此適合用于對入境放射性安全的監(jiān)控和初步篩選。

3 放射性檢測儀器的使用原則

根據(jù)口岸的放射性安全特性、放射性測量的特點(diǎn)和近年來的工作經(jīng)驗,本文提出了口岸放射性儀器設(shè)備的使用原則:“全面布置、正確設(shè)置、規(guī)范使用、有效維護(hù)”。

3.1 全面布置

由于放射性的危害以及口岸物流通道的復(fù)雜性,任何一個物流通道都有可能流入非法的放射性物質(zhì)和放射性不合格商品;另外由于放射性儀器的測量要求,每一件進(jìn)口貨物和每一個入境人員及攜帶行李都必須經(jīng)過放射性檢測。因此,全面布置具體應(yīng)滿足以下條件:

(1)所有通道都安裝通道式放射性檢測儀,最好配有中子檢測器;

(2)配有多臺便攜式劑量率儀,以滿足具體劑量率的測量和確定可能的放射性危害程度;

(3)配有一臺便攜式能譜儀,以滿足現(xiàn)場放射性核素定性的要求;

(4)配有一臺α、β表面污染監(jiān)測儀,用于廢物和放射性物質(zhì)污染的測量;

(5)有條件的話,配有個人防護(hù)設(shè)備,包括個人劑量儀和防護(hù)服、眼鏡、口罩等。

如果在某口岸入境通道較多,則應(yīng)考慮通道式儀器檢測結(jié)果的統(tǒng)一處理。在適宜地點(diǎn)建立中央控制室,是一個高效率的解決方法。

3.2 正確設(shè)置

口岸放射性檢測設(shè)備在檢測前需要進(jìn)行一些參數(shù)的設(shè)置,如積分時間、報警值等,這些設(shè)置對結(jié)果以及是否進(jìn)行特殊處理起著至關(guān)重要的作用。所以儀器必須設(shè)置正確,并符合相關(guān)的法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)的要求。儀器設(shè)置應(yīng)由具備儀器使用資質(zhì)的人完成,設(shè)置后經(jīng)過管理人員確認(rèn),非經(jīng)允許不得修改。

3.3 規(guī)范使用

“規(guī)范使用”強(qiáng)調(diào)的是在儀器設(shè)備日常使用中,應(yīng)嚴(yán)格按照使用規(guī)范要求對儀器設(shè)備進(jìn)行操作,以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

規(guī)范使用涉及內(nèi)容較多,主要是兩個方面:一是操作規(guī)程的編寫,需要有資質(zhì)人員編寫放射性儀器的操作程序,并經(jīng)批準(zhǔn)使用;二是操作人員的培訓(xùn),保證使用人員了解儀器基本性能和常規(guī)使用過程。

3.4 有效維護(hù)

(1)日常維護(hù)。應(yīng)定期檢查儀器狀態(tài),包括充電、清潔、使用記錄、故障發(fā)現(xiàn)等,保證儀器設(shè)備的正常使用。

(2)按期計量檢定。計量檢定對儀器非常重要,是保證儀器結(jié)果法律溯源的途徑,也是儀器使用的法定要求。儀器使用部門應(yīng)按照計量要求在期限內(nèi)讓具備計量檢定資質(zhì)的單位來對儀器進(jìn)行計量檢定,并保證計量檢定后的校正值用于實(shí)際測量。

(3)期間核查。期間核查是指為保持對設(shè)備校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度,在兩次計量檢定之間進(jìn)行的核查。放射性儀器設(shè)備在兩次檢定之間(通常是一年或更長),并不能保證儀器狀態(tài)保持不變,通過定期的期間核查可以保證儀器設(shè)備一直處于穩(wěn)定工作狀態(tài),保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

4 常用放射性檢測設(shè)備的使用規(guī)范

便攜式劑量率儀能準(zhǔn)確給出某空間位置上的劑量率值,通道式放射性儀器能靈敏地反映出移動物體和人員的放射性波動,根據(jù)目前口岸放射性檢測的情況,這是兩類最常用的設(shè)備,也是目前技術(shù)情況下,推薦在口岸配置的放射性檢測設(shè)備。本文以這兩類儀器為例,提出了具體的使用規(guī)范,供口岸檢驗人員參考。

4.1 便攜式輻射測量儀在口岸的使用規(guī)范

便攜式輻射劑量率和能譜儀是口岸最常用的儀器之一,其功能主要是通過手持移動,測量特定位置上的X和γ輻射劑量率。某些儀器還具備能譜功能,能對特定位置上X和γ射線的能譜進(jìn)行測量,從而對產(chǎn)生該射線的放射源進(jìn)行定性分析。

該類儀器的使用規(guī)范分儀器設(shè)置、使用前確認(rèn)、日常使用、維護(hù)四個方面。

4.1.1 儀器設(shè)置

在儀器投入使用前,應(yīng)有具備資質(zhì)的人員對儀器進(jìn)行儀器設(shè)置。該儀器一般需要設(shè)置的值有:

(1)積分時間:每一次測量結(jié)果是由設(shè)置的積分時間內(nèi)測量得到的平均值,所以積分時間長檢測結(jié)果較準(zhǔn)確,但設(shè)置時間太長,儀器測量時需要讀數(shù)穩(wěn)定的時間也較長。一般設(shè)置在10～15s之間。

(2)報警值:通常需要設(shè)置劑量率的報警值。通常有兩檔,第一檔可設(shè)置為商品的預(yù)警值,第二檔設(shè)為最低的應(yīng)急處置水平值。

4.1.2 使用前確認(rèn)

檢驗人員在使用前,應(yīng)做以下檢查:

(1)檢查機(jī)身是否完好。

(2)檢查是否在計量檢定有效期內(nèi),檢定校正值是否明確標(biāo)識。

4.1.3 日常使用

檢驗前應(yīng)該先開機(jī),觀察儀器是否正常,開機(jī)檢查內(nèi)容有:

(1)開機(jī)是否正常。

(2)電池顯示是否足夠完成本次測量。

開機(jī)正常,可繼續(xù)使用。使用時應(yīng)注意防水防塵、輕拿輕放。測量時應(yīng)保證檢測點(diǎn)劑量不變,并在儀器讀數(shù)穩(wěn)定后再記錄。

不同貨物、人員的測量需要根據(jù)檢驗規(guī)程要求進(jìn)行,包括本底的測量、貨物或人員劑量率的測量,必要時進(jìn)行能譜的測量。

4.1.4 維護(hù)

儀器的維護(hù)對于保證儀器狀態(tài)、保證結(jié)果的準(zhǔn)確非常重要,維護(hù)內(nèi)容通常有:

(1)配備有專門的、有資質(zhì)的儀器設(shè)置和維護(hù)人員。

(2)建立儀器檔案冊,并記錄維修等相關(guān)信息。

(3)做好使用記錄,并記錄使用中發(fā)生的特殊情況。

(4)按期計量檢定。輻射劑量率儀是列入國家強(qiáng)制檢定的工作計量器具,需要送權(quán)威部門進(jìn)行計量檢定。建議在檢定時告知計量部門,劑量率檢定范圍應(yīng)和工作范圍一致。日常工作的劑量率范圍在本底到10μSv/h之間,而檢定也應(yīng)在這個范圍,并給出這個范圍的校正因子。

(5)推薦期間核查。期間核查需要自定核查程序,程序和計量規(guī)程類似,但核查程序要比規(guī)程簡單。比如,將有一定天然放射性的物質(zhì)裝入容器中作為“標(biāo)準(zhǔn)源”,核查時,測量該“標(biāo)準(zhǔn)源”的劑量率,以此劑量率的穩(wěn)定性作為核查依據(jù)。通常應(yīng)半年或一個季度做一次期間核查。

4.2 通道式放射性檢測儀在口岸的使用規(guī)范

通道式放射性檢測儀能夠檢測運(yùn)動的物體,可滿足物流的要求,在口岸應(yīng)用也越來越多。但由于擔(dān)負(fù)著放射性初篩的工作,如果使用不正確,很有可能使得非法入境的放射性物質(zhì)漏檢,因此,通道式放射性檢測儀的正確使用非常重要。

該類檢測儀的使用規(guī)范也是分儀器設(shè)置、使用前確認(rèn)、日常使用、維護(hù)4個方面。

4.2.1 儀器設(shè)置

該儀器設(shè)置參數(shù)比較多,一般需要用戶設(shè)置的只有報警值(非常重要);其他設(shè)置,一經(jīng)廠商工程師調(diào)試設(shè)置后,不得改動。

報警值通常有2種設(shè)置方法:一種是按本底值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(Sigma)的倍數(shù)k來設(shè)置;另一種是按本底值的倍數(shù)來設(shè)置。因為放射性計數(shù)服從泊松分布,總體均數(shù)等于總體方差,所以本底值的標(biāo)準(zhǔn)差(方差開方)等于本底均值開方。一般k取3或以上,在這種情況下,如果計數(shù)超過本底均值加上3倍Sigma,即發(fā)生報警,約99.87%的概率是由于外來放射性物質(zhì)引起的計數(shù)增加。另一種是按本底值的倍數(shù)來設(shè)置,根據(jù)上述原理,可換算成標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù):

式中k是Sigma的倍數(shù),C是本底值的倍數(shù)設(shè)置值,N是本底均值。由于Sigma的值可以直接反應(yīng)異常值的概率,一般使用該限值比較直觀,也容易統(tǒng)一設(shè)置。

報警值應(yīng)根據(jù)相關(guān)程序規(guī)定,由儀器管理人員負(fù)責(zé)設(shè)置,一經(jīng)設(shè)置不得改動。

4.2.2 使用前確認(rèn)

通道式放射性檢測儀涉及部件較多,使用前應(yīng)逐件檢查,一般檢查內(nèi)容包括物流指示、攝像攝影以及儀器是否在校準(zhǔn)有效期內(nèi)等。

4.2.3 日常使用

開機(jī)時,應(yīng)注意探測器當(dāng)中有無車輛及其他物體。一般需要在測量前30m in打開電源,使儀器預(yù)熱、穩(wěn)定。開機(jī)后注意儀器是否通過自檢,并觀察本底值測試是否正常。

測量時,檢驗人員應(yīng)告知被測貨物的運(yùn)輸人員,將車輛以規(guī)定車速緩慢通過專用車道接受監(jiān)測。注意:不能讓被測物體在測量區(qū)域內(nèi)停留;如車輛超速,應(yīng)重新通過專用車道接受監(jiān)測。

4.2.4 維護(hù)

由于通道式放射性檢測儀通常比較昂貴,所以需要建立專門的儀器檔案冊,記錄儀器的相關(guān)情況。使用部門應(yīng)配備經(jīng)過培訓(xùn)、有資質(zhì)的專門人員,負(fù)責(zé)儀器的日常維護(hù)、維修、設(shè)置等工作。檢驗人員在現(xiàn)場使用儀器后,要做好使用記錄。

該儀器不是強(qiáng)制性劑量器具,但也需要定期校準(zhǔn)。校準(zhǔn)可以請權(quán)威的計量部門完成,也可以自定檢定校準(zhǔn)規(guī)程,由本部門人員自行完成。

由于通道式放射性檢測儀只是測定放射性計數(shù),當(dāng)放射性計數(shù)超過限值時報警,所以可以通過對本底計數(shù)的觀察來調(diào)節(jié)儀器狀態(tài)。建議記錄每次測量的本底值,繪制質(zhì)控圖,以保證儀器的狀態(tài)正常。

Usage of Radioactive Detection Instrumentsat Port

Yang Zhenyu,Wang Zhi,Chai Changhong,Zhou Yiming,Wang Xinyu,QiuWenw ei,Wu Enchao
(Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Shanghai,200135)

Because of the specificity of radioactivity,radioactive detection instruments are the base of radioactive inspection.This paper discusses the kind and application of radioactive detection instruments.The principle of full collocation,correct setup,standard usage,effective maintain is offered.The usage procedures of two instruments that often used at port are written as the reference for inspection.

Po rt;Radioactive Detection Instruments;U sage Procedure

TL81

國家質(zhì)檢總局科研項目(2009 IK191)