2014—2017年中國散裂中子源建設(shè)調(diào)試期間放射性工作人員個人劑量監(jiān)測

葉 榕 王慶斌 吳青彪 王懷寶 王宇飛

( 1.中國科學(xué)院高能物理研究所東莞分部， 廣東 東莞， 523808；2.東莞中子科學(xué)中心， 廣東 東莞， 523808)

0 引言

中國散裂中子源(CSNS)于2012年3月在廣東東莞開工建設(shè)，采取邊安裝、邊調(diào)束、邊施工的方式來進(jìn)行工程建設(shè)。2014年10月CSNS加速器首臺設(shè)備負(fù)氫離子源進(jìn)入隧道安裝；2015年4月加速器前端的射頻4級加速器(RFQ)成功出束；2017年7月，快循環(huán)同步加速器(RCS)成功將質(zhì)子束流加速到設(shè)計能量1.6 GeV；2017年8月，首次打靶成功，獲得中子束流。CSNS將于2018年3月建設(shè)完成，并對用戶開放[1]。

CSNS個人劑量監(jiān)測系統(tǒng)從2014年5月起對參加散裂工程的工作人員配備OSL個人劑量計，2015年3月加速器進(jìn)入全面調(diào)試階段，技術(shù)安全辦公室為加速器技術(shù)部集中配備OSL個人劑量計，隨后的幾個月，加速器的其他系統(tǒng)逐步參與調(diào)試安裝，相應(yīng)的也為其工作人員配備OSL個人劑量計，用來進(jìn)入控制區(qū)進(jìn)行調(diào)試安裝。同時，還為技術(shù)支持部安裝維修人員配備OSL個人劑量計，以進(jìn)入控制區(qū)協(xié)助安裝維修工作。2016年12月底，加速器全面進(jìn)入RCS環(huán)和RTBT調(diào)試階段，靶站譜儀大廳作為控制區(qū)毗鄰區(qū)，技術(shù)安全辦公室又為靶站譜儀大廳的安裝人員配備OSL個人劑量計。從2017年第3季度開始，CSNS逐步進(jìn)入打靶調(diào)試階段，在2017年第3季度加入了CR39中子個人劑量計。

CSNS個人劑量監(jiān)測采用OSL與CR-39組合的胸章式個人劑量計，同時配備筆式個人劑量報警儀和手持式個人劑量報警儀作為補(bǔ)充手段，對工作人員進(jìn)行外照射劑量監(jiān)測。

1 CSNS個人劑量監(jiān)測對象和管理目標(biāo)值

根據(jù)《放射性同位素與射線裝置放射防護(hù)條例》[3]和《放射工作人員健康管理規(guī)定》[4]中的規(guī)定，對進(jìn)入CSNS實驗區(qū)，如進(jìn)入中控室、隧道、靶站大廳、譜儀大廳等放射工作場所各部門工作人員(包括職工、學(xué)生、臨時、外聘、返聘等工作人員)都進(jìn)行個人劑量監(jiān)測。

CSNS各部分隧道結(jié)構(gòu)水平剖面圖見圖1[2]。

在CSNS的輻射防護(hù)設(shè)計中，依據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，借鑒其他國家散裂中子源關(guān)于屏蔽設(shè)計目標(biāo)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，擬訂了CSNS職業(yè)照射工作人員防護(hù)設(shè)計的個人劑量管理目標(biāo)值為10 mSv/a[5]。

2 CSNS的輻射場特性、個人劑量監(jiān)測的方法與質(zhì)量保證

2.1 輻射場特性

CSNS是一臺高能強(qiáng)流質(zhì)子加速器驅(qū)動的強(qiáng)中子源裝置，運行時，高能質(zhì)子轟擊鎢靶，發(fā)生強(qiáng)子級聯(lián)，產(chǎn)生蒸發(fā)中子及級聯(lián)中子；并使原子核激發(fā)，產(chǎn)生瞬發(fā)γ射線；同時產(chǎn)生感生放射性。因此，CSNS產(chǎn)生的輻射場是中子、γ混合的輻射場，并且能量大于20 MeV的高能中子占比較大，中子、γ劑量水平變化大。CSNS個人劑量監(jiān)測，劑量計的選擇需適合中子、γ混合輻射場。γ個人劑量計可進(jìn)行β、X、γ輻射劑量監(jiān)測，且對中子無響應(yīng)；中子個人劑量計需對β、X、γ輻射不敏感，且能量響應(yīng)范圍足夠?qū)抂5]。

2.2 CSNS的個人劑量監(jiān)測系統(tǒng)

CSNS個人劑量監(jiān)測系統(tǒng)采用光致發(fā)光技術(shù)(OSL)進(jìn)行β、X、γ輻射劑量監(jiān)測。OSL個人劑量監(jiān)測系統(tǒng)包括XA型劑量計，MicroStar便攜手動讀數(shù)儀一臺，系統(tǒng)操控筆記本電腦一臺和手動退火器一臺。

XA型劑量計，是專門為光子(X、γ、β)輻射而設(shè)計的OSL 4元件能量鑒別式個人劑量計，內(nèi)嵌CR39中子個人劑量計，可用于中子、γ混合輻射場的常規(guī)個人劑量監(jiān)測。劑量計同時給出深部Hp(10)、淺表Hp(0.07)及眼晶體Hp(3) 3個劑量值；環(huán)境穩(wěn)定性好；可完全重復(fù)讀?。徊捎霉饧ぐl(fā)方式實現(xiàn)快速退火；劑量計靈敏度因子恒定不變，每個劑量計的靈敏度以二維碼形式刻在劑量計上，讀數(shù)儀在處理時自動讀?。豢梢栽谌魏我慌_讀數(shù)儀上讀出準(zhǔn)確數(shù)值。

OSL個人劑量計測量范圍0.01 mSv～10 Sv，能量范圍5.0 keV～20 MeV；CR39中子個人劑量計的能量范圍0.25 eV～40 MeV，探測下限0.20 mSv。

2.3 個人劑量監(jiān)測方法

2.3.1劑量計退火和配裝

加速器技術(shù)部輻射防護(hù)組給每位放射性工作人員配備2套個人劑量計交替使用。每個季度末，統(tǒng)計下季度參測人員名單，給OSL劑量計退火，手動退火儀一次可退180片，退火完成后按名單給各組放射性工作人員配裝個人劑量計。

2.3.2劑量計收發(fā)

由技術(shù)安全辦公室通知各部門個人劑量管理員1周內(nèi)領(lǐng)取下季度的個人劑量計，并在2周內(nèi)收齊上季度測量的個人劑量計交給技術(shù)安全辦公室。超過本次收取時效的(收取時效指接到收取通知后2周以內(nèi)交回個人劑量計的時間)，無故拖延不上交個人劑量計的部門或個人超過本季度測量時效的(測量時效指劑量計使用期3個月加上收取測量期1月以內(nèi)的時間)，以及沒有正當(dāng)原因未參加季度個人劑量測量的分別制定相應(yīng)的處罰措施，以保障個人劑量測量的有序進(jìn)行。

2.3.3劑量計測量

劑量計收取完成后由技術(shù)安全辦公室統(tǒng)一送到個人劑量實驗室，CSNS光子個人劑量計使用MicroStar便攜手動讀數(shù)儀進(jìn)行測量。啟動讀數(shù)儀和計算機(jī)，預(yù)熱30 min，進(jìn)行儀器自檢后，手動裝填測量，每小時60枚劑量計。全部劑量計測量完成后，導(dǎo)出測量數(shù)據(jù)文檔。

2.4 數(shù)據(jù)處理

測量后得到的劑量值扣除天然本底，一次同時得到Hp(10)、Hp(0.03)及Hp(7) 3個劑量值，通過發(fā)放名單、劑量計編號、劑量計條碼等信息整理得到本季度個人劑量監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.5 質(zhì)量保證

每年隨機(jī)選取一定數(shù)量的個人劑量計送到中國計量科學(xué)研究院進(jìn)行不同量級的輻照，然后用CSNS個人劑量監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行測量，通過對測量數(shù)據(jù)的分析進(jìn)而達(dá)到用個人劑量計來校正個人劑量讀出儀的目的。

CSNS個人劑量監(jiān)測實驗室由專人負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)人需經(jīng)過培訓(xùn)并嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書來進(jìn)行操作。個人劑量計要保存在不受人工輻射干擾的地方，并在每個季度裝配時留存多余劑量計作為本底。

測量過程中加入質(zhì)量控制片(質(zhì)量控制片為輻照一定標(biāo)準(zhǔn)劑量的劑量片，用途為校準(zhǔn)測量儀器的正常數(shù)據(jù)讀取，最好保存在干燥皿及鉛罐中)，個人劑量計可暫時保留劑量計不退火，發(fā)現(xiàn)異常后可重復(fù)測量。

2.6 系統(tǒng)維護(hù)

保持個人劑量實驗室的整潔，并對個人劑量監(jiān)測各儀器進(jìn)行定期除塵，在不使用時進(jìn)行遮擋和覆蓋。廣東氣候潮濕，會影響儀器的正常使用，應(yīng)保持個人劑量實驗室空調(diào)或除濕設(shè)備常開來除濕。

2.7 個人劑量計佩戴和使用

放射工作人員進(jìn)入散裂中子源裝置實驗區(qū)，如進(jìn)入中控室、隧道、靶站大廳、譜儀大廳等放射性工作場所，應(yīng)正確佩戴個人劑量計在前胸，切勿拆解、污染、暴曬及置于高輻射場所，損壞丟失需賠償，丟失或拾取聯(lián)系本部門個人劑量管理員，按時收繳更換劑量計。進(jìn)入強(qiáng)輻射工作場所時，除佩戴個人劑量計外，還應(yīng)當(dāng)攜帶個人劑量報警儀。

2.8 個人劑量監(jiān)測檔案

個人劑量計的監(jiān)測周期為3個月，個人劑量的監(jiān)測報告在每個監(jiān)測周期結(jié)束后的一個月內(nèi)送技術(shù)辦公室歸檔。技術(shù)安全辦公室負(fù)責(zé)為每個放射工作人員建立并保存?zhèn)€人劑量監(jiān)測檔案，個人劑量檔案保存至工作人員年滿七十五周歲，或停止放射性工作30 a。放射性工作人員可以向技術(shù)安全辦公室申請查閱、復(fù)印本人的個人劑量監(jiān)測檔案。個人劑量監(jiān)測檔案包括如下內(nèi)容：

(1) 常規(guī)監(jiān)測的方法和結(jié)果等相關(guān)資料；

(2) 應(yīng)急或者事故中受到照射的劑量和調(diào)查報告等相關(guān)資料；

(3) 個人劑量監(jiān)測結(jié)果。

3 CSNS個人劑量監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析

2014—2017年CSNS建設(shè)調(diào)試期間放射性工作人員個人劑量監(jiān)測結(jié)果列于表1。

由表1可見，2014、2015、2016、2017年CSNS輻射工作人員年人均有效劑量分別為0.11、0.11、0.15、0.15 mSv，個人年最大有效劑量分別為0.29、0.27、0.62、0.65 mSv，遠(yuǎn)小于CSNS管理目標(biāo)值(10 mSv/a)。

原因分析：

(1) CSNS工程于2012年3月開工，2015年4月出束，因而2014年和2015年CSNS輻射工作人員年有效劑量屬于天然本底水平；

(2) 2016年和2017年輻射工作人員年人均有效劑量和個人年最大有效劑量處同一水平，是因為CSNS工程仍處于調(diào)試運行狀態(tài)，年人均有效劑量比上兩年略高。

4 結(jié)語

CSNS個人劑量監(jiān)測工作通過技術(shù)安全辦公室、輻射防護(hù)組，各部門個人劑量管理員等多方人員的協(xié)同下，嚴(yán)格執(zhí)行放射防護(hù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，制定個人劑量監(jiān)測規(guī)章制度并及時修訂，加強(qiáng)放射性工作人員法律法規(guī)和輻射防護(hù)知識的培訓(xùn)，強(qiáng)化人員進(jìn)入CSNS放射性工作場所(如中控室、隧道、靶站大廳、譜儀大廳等)時安全意識，保障工程建設(shè)、調(diào)試與運行的有序進(jìn)行。

表1 2014—2017年CSNS建設(shè)調(diào)試期間放射性工作人員個人劑量監(jiān)測結(jié)果