關(guān)于放射源在線監(jiān)管的應(yīng)用與探討

孫 娜，劉寧寧

(1.濟(jì)寧市生態(tài)環(huán)境局，山東 濟(jì)寧 272000；2.山東省東營(yíng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山東 東營(yíng) 257091)

放射源對(duì)人體健康和環(huán)境存在潛在危害[1-2]，許多研究[3-5]給出了放射源對(duì)環(huán)境和人的危害，特別是2000年泰國(guó)北欖府醫(yī)用60℃源輻射事故[6]，2001年格魯吉亞90Sr放射性同位素?zé)嵩摧椛涫鹿蔥7]，給人們留下了深刻的教訓(xùn)。因此，加強(qiáng)放射源的有效監(jiān)管成為核與輻射安全監(jiān)管中不斷探討的重要課題。國(guó)際上，美國(guó)針對(duì)所有的核材料和危險(xiǎn)放射源建立了“核指紋庫(kù)”，以方便追蹤任何非法放射物質(zhì)轉(zhuǎn)移；德國(guó)采用GIS+數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)德國(guó)所有放射源的在線監(jiān)控；韓國(guó)專門針對(duì)γ射線探傷放射源開發(fā)了動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)管部門可以實(shí)時(shí)掌控所有γ射線探傷機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)與工作位置。這些國(guó)家的監(jiān)管措施帶給我們很多的啟示[8]。

2017年山東濟(jì)寧依托智慧城市平臺(tái)，構(gòu)建了一套“互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)?！钡男滦铜h(huán)境+監(jiān)管體系，探索將放射源監(jiān)管納入體系中，逐步構(gòu)建起放射源在線監(jiān)控監(jiān)測(cè)平臺(tái)。本文旨在通過分析比較放射源監(jiān)管的常規(guī)方法與在線平臺(tái)監(jiān)管模式，總結(jié)歸納二者可以相互借鑒補(bǔ)充之處，探討新型高效的放射源監(jiān)管模式。

1 常規(guī)放射源監(jiān)管模式

目前國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)放射源監(jiān)管主要以國(guó)家制定出臺(tái)的《放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)條例》 、《放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法》 、《關(guān)于建立放射性同位素與射線裝置輻射事故分級(jí)處理和報(bào)告制度的通知》 等法律法規(guī)為基礎(chǔ)，結(jié)合地區(qū)自身行政法規(guī)要求而形成。內(nèi)容主要包括核技術(shù)利用項(xiàng)目審批、監(jiān)督檢查、監(jiān)測(cè)、事故應(yīng)急、核文化建設(shè)以及宣傳等工作[9-12]。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，目前的監(jiān)管模式存在機(jī)構(gòu)隊(duì)伍能力建設(shè)相對(duì)滯后、執(zhí)法力度偏弱、輻射事故應(yīng)急能力不足、社會(huì)輻射監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)質(zhì)量保障[12]等問題。

2 放射源在線平臺(tái)監(jiān)管模式

2.1 理論支持

事實(shí)上，環(huán)境在線平臺(tái)監(jiān)管模式已經(jīng)在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，在大數(shù)據(jù)的支持下顯出其高效、精準(zhǔn)、聯(lián)動(dòng)等諸多優(yōu)勢(shì)。然而，目前在線平臺(tái)監(jiān)管對(duì)象多為大氣、水、固體廢物等，已知文獻(xiàn)對(duì)放射源應(yīng)用在線平臺(tái)監(jiān)管的實(shí)例鮮見報(bào)道，僅有少部分理論上的探討和分析。例如，李京喜[13]等人在研究中指出，應(yīng)用大數(shù)據(jù)概念建立起的互聯(lián)互通的核安全監(jiān)管體系，將逐步實(shí)現(xiàn)核安全監(jiān)管、輻射安全監(jiān)管、輻射環(huán)境管理的統(tǒng)一。周林[14]等人提出了運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可在許可管理、評(píng)審、監(jiān)督、監(jiān)測(cè)與應(yīng)急、公共溝通、國(guó)際合作等諸多方面為核與輻射安全監(jiān)管決策提供精準(zhǔn)決策支持服務(wù)。

2.2 實(shí)踐探索

山東濟(jì)寧于2016年起開始探索“互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)?！毙侣窂?，2017年建立起智慧環(huán)保綜合監(jiān)管體系,在大氣污染防治、流域治污及全鏈監(jiān)控預(yù)警方面成效顯著。2018年，該地將放射源視頻監(jiān)控信息納入智慧環(huán)保監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了放射源24小時(shí)監(jiān)控；2019年，又將放射源在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)納入智慧環(huán)保監(jiān)管平臺(tái)，以期探索打造精細(xì)化、規(guī)范化、現(xiàn)代化的放射源監(jiān)管體系[15]。

2.3 在線監(jiān)管優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)析

以2.2中提到的智慧環(huán)保平臺(tái)對(duì)轄區(qū)內(nèi)水污染物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)處置流程為例[16]，簡(jiǎn)要分析在線平臺(tái)監(jiān)管的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)水污染物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，平臺(tái)首先會(huì)接到報(bào)警信息，第一時(shí)間按照?qǐng)D1所示流程發(fā)出超標(biāo)預(yù)警信息，有關(guān)責(zé)任人將按照工作職責(zé)，開展預(yù)警處置工作，并將結(jié)果(含文字說明、現(xiàn)場(chǎng)照片、監(jiān)測(cè)結(jié)果等數(shù)據(jù))24h內(nèi)回傳監(jiān)管平臺(tái)。所有信息傳遞過程都將在線上完成，極大地節(jié)省了整體響應(yīng)、處置時(shí)間，大大提升了監(jiān)管部門應(yīng)對(duì)各類環(huán)境突發(fā)事件的能力。

圖1 某地智慧環(huán)保監(jiān)控平臺(tái)水污染物在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)預(yù)警處置流程示意圖

3 某涉源單位在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)綜合運(yùn)用實(shí)例分析

為了便于分析放射源在線監(jiān)管模式，調(diào)取了某企業(yè)某含源設(shè)備(核子秤，核素種類為Cs-137，出廠活度7.4E+8Bq，Ⅴ類密封源，實(shí)驗(yàn)編號(hào)設(shè)為XA0001)不同時(shí)期、不同時(shí)段24 h相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，見表1和表2。

3.1 正常工況

表1為2018年11月16日正常工況下24h(每30分鐘監(jiān)測(cè)一次)、11月17 -23日7d(每8h監(jiān)測(cè)一次)、11.1-28日28d(每24h監(jiān)測(cè)1次)在線監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明，其γ劑量率值分別在0.07～0.39μSv/h、0.07～0.66μSv/h、0.07～0.30μSv/h范圍內(nèi)波動(dòng)；可以判定含源設(shè)備在正常工況下，固定點(diǎn)位的γ劑量率值始終在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，數(shù)值基本保持穩(wěn)定。

表1 某含源設(shè)備24hγ劑量率值

備注：報(bào)警一欄中，0為未報(bào)警，1為報(bào)警。

3.2 非正常工況

為了驗(yàn)證該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效預(yù)防輻射事故，設(shè)計(jì)實(shí)施了一組核子秤在非正常工況情況下的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備所在工作地點(diǎn)清場(chǎng)。為了防止實(shí)驗(yàn)過程中可能對(duì)工作人員產(chǎn)生的不必要的照射，在實(shí)驗(yàn)前，將核子秤所在地(皮帶走廊，編號(hào)401)劃為警戒區(qū)域。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，禁止任何人靠近皮帶401。

(2)應(yīng)急事件準(zhǔn)備。在皮帶401艙外設(shè)應(yīng)急事件處置點(diǎn)，配備工作人員兩名，身著防護(hù)鉛衣，佩戴個(gè)人劑量報(bào)警儀、個(gè)人劑量片，手持X-γ巡檢儀；應(yīng)急處置點(diǎn)配長(zhǎng)柄夾、鉛箱、應(yīng)急處置車輛等設(shè)備，以應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的輻射突發(fā)事件。

(3)實(shí)驗(yàn)過程。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，在企業(yè)中央控制室，操作皮帶401上核子秤，使核子秤射線出口變大，從而導(dǎo)致環(huán)境中射線劑量增大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉核子秤射線出口，使設(shè)備達(dá)到安全可控狀態(tài)。

表2為模擬設(shè)備故障情況下在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以看到在線監(jiān)測(cè)數(shù)值在上午8時(shí)40分時(shí)候出現(xiàn)異常增高，設(shè)備隨即開始報(bào)警，企業(yè)管理部門可通過控制終端，得到輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常的報(bào)警信息。按照規(guī)定程序，立即啟動(dòng)排查工作，結(jié)合核子秤現(xiàn)場(chǎng)回傳的實(shí)時(shí)視頻，可對(duì)所產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)數(shù)值異常原因進(jìn)行初步判定，從而決定進(jìn)一步處置方案。直到上午11時(shí)05分故障排除，報(bào)警隨之解除。

表2 某含源設(shè)備24hγ劑量率值

備注：設(shè)備編號(hào)，XA0001；經(jīng)緯度，103.2，78.3；0為未報(bào)警，1為報(bào)警。

由上述放射源在線監(jiān)控應(yīng)用實(shí)例可以看出，目前相關(guān)設(shè)備儀器所提供的綜合數(shù)據(jù)，基本上可以滿足企業(yè)日常管理、應(yīng)急事件處置等工作要求。結(jié)合2.3中的應(yīng)急處置實(shí)例，對(duì)放射源使用類似3.2中在線監(jiān)控手段，并將其綜合數(shù)據(jù)與智慧環(huán)保監(jiān)管平臺(tái)相對(duì)接，一旦出現(xiàn)類似3.2中非正常工況，智慧環(huán)保監(jiān)管平臺(tái)將第一時(shí)間收到γ劑量率值異常報(bào)警信息，通過系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警短信至企業(yè)責(zé)任人、各級(jí)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門責(zé)任人，形成多維聯(lián)動(dòng)機(jī)制，高效處理各類異常情況、事件。

4 分析與討論

4.1 放射源引入在線監(jiān)管的優(yōu)勢(shì)

智慧環(huán)保監(jiān)管平臺(tái)運(yùn)行實(shí)踐表明，采用在線模式對(duì)放射源進(jìn)行監(jiān)管，可以更為精準(zhǔn)的掌握高危險(xiǎn)放射源的定位、瞬時(shí)劑量率值、工作狀態(tài)、視頻圖像等綜合數(shù)據(jù)，一旦其出現(xiàn)非正常工況，監(jiān)管部門可利用監(jiān)管平臺(tái)第一時(shí)間進(jìn)行處置，形成橫向、縱向聯(lián)動(dòng)機(jī)制，更為精準(zhǔn)、高效地開展應(yīng)急工作。

4.2 傳統(tǒng)監(jiān)管優(yōu)勢(shì)不應(yīng)被忽視

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國(guó)核與輻射安全監(jiān)管工作已經(jīng)筑牢了包括法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)制度、機(jī)構(gòu)組織、專業(yè)化人才、各類監(jiān)督監(jiān)測(cè)手段等為主要內(nèi)容的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在線監(jiān)管模式是在其基礎(chǔ)上傳承創(chuàng)新發(fā)展而來，雖然大數(shù)據(jù)支持給監(jiān)管引入了更多便捷、高效的現(xiàn)代化手段，但是傳統(tǒng)監(jiān)管模式特有優(yōu)勢(shì)決不應(yīng)被忽略。例如現(xiàn)行的“雙隨機(jī)、一公開”監(jiān)督檢查模式，在提高核技術(shù)利用單位自身核安全文化意識(shí)，監(jiān)督企業(yè)落實(shí)各項(xiàng)輻射安全管理制度，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)規(guī)范化建設(shè)，加強(qiáng)核安全文化宣貫等方面起著不可替代的作用。未來，在線監(jiān)管模式作為一種技術(shù)性手段融入輻射安全監(jiān)管工作中，將為監(jiān)管部門以及核技術(shù)利用單位帶來更多的便利。

4.3 在線監(jiān)管模式存在的幾點(diǎn)問題

雖然目前一些地區(qū)、部門及核技術(shù)利用單位已經(jīng)采取了在線監(jiān)控這一技術(shù)手段對(duì)放射源進(jìn)行監(jiān)管，但我們也應(yīng)當(dāng)看到這種監(jiān)管模式仍存在一些問題亟待解決。例如，放射源在線監(jiān)測(cè)的相關(guān)設(shè)備、技術(shù)、監(jiān)測(cè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)尚屬空白，因此當(dāng)前在線γ劑量率值實(shí)際上僅能作為一種“定性”的監(jiān)管手段來看待；一些特定行業(yè)，如煤炭開采對(duì)井下設(shè)備還有安全、消防等其它一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求；大型機(jī)電設(shè)備對(duì)傳輸信號(hào)的無線干擾，以及車間構(gòu)件的屏蔽影響等。未來隨著通訊技術(shù)不斷進(jìn)步，5G、云計(jì)算技術(shù)的推廣和發(fā)展[17-18],目前應(yīng)用的在線監(jiān)模式必將與之相融合。綜上所述，放射源在線監(jiān)管模式的發(fā)展、成熟和推廣，是涉及多部門、多行業(yè)的綜合問題，需要一系列法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)和實(shí)施，才能使其日趨完善。

5 結(jié)論

放射源在線監(jiān)管模式具有穩(wěn)定、精確、高效等優(yōu)勢(shì)，可以提高放射源日常監(jiān)管及應(yīng)急處置效率；已實(shí)踐的放射源在線監(jiān)管實(shí)例，對(duì)推動(dòng)建設(shè)新時(shí)期現(xiàn)代化的放射源監(jiān)管模式具有積極的探索意義。