放射源存儲(chǔ)及運(yùn)輸輻射環(huán)境污染情況監(jiān)測與分析

張則菊，李春苗，秦 斌，鄭昕宇

(吉林省查德威克科技有限公司，長春 130000)

前 言

中國石油主要分布在海洋、高原和平原地區(qū)，吉林油田主要分布在松遼平源，而在石油開采過程中，為了準(zhǔn)確判斷不同地層石油儲(chǔ)量，放射源隨鉆測井技術(shù)是十分重要的一道工序，一般放射源測井時(shí)中子源和γ源常常幾種放射源一起使用，測井用放射源存于油田測井公司的放射源庫，幾種不同的放射源常常儲(chǔ)于不同的放射源庫中，當(dāng)接到放射源測井任務(wù)后，辦理放射源出庫及運(yùn)輸源相關(guān)手續(xù)，由專用運(yùn)源車將放射源運(yùn)至測井作業(yè)現(xiàn)場，測井任務(wù)完成后按照相應(yīng)程序由運(yùn)源車運(yùn)回放射源庫。對比國內(nèi)關(guān)于放射源使用環(huán)境監(jiān)測的安全性的相關(guān)文章，大部分僅僅是對源庫進(jìn)行監(jiān)測，或部分對運(yùn)源車發(fā)車前及到達(dá)后進(jìn)行監(jiān)測，很少對運(yùn)輸途中進(jìn)行放射源的監(jiān)測，但在放射源運(yùn)輸中，放射源丟失的案例不為少數(shù)，因測井用的放射源活度都較強(qiáng)，主要產(chǎn)生γ射線和中子射線，一旦泄漏或丟失會(huì)造成環(huán)境污染，甚至社會(huì)恐慌，所以規(guī)范油田測井用放射源的存儲(chǔ)和使用，保護(hù)儲(chǔ)源庫工作人員及運(yùn)源工作人員健康和環(huán)境安全，尤為重要[1]。本文系統(tǒng)的介紹了對放射源在儲(chǔ)源庫輻射環(huán)境的污染情況進(jìn)行監(jiān)測，對取出放射源進(jìn)行表面污染監(jiān)測，對放射源在整個(gè)運(yùn)輸過程進(jìn)行監(jiān)測，對源庫工作人員進(jìn)行年有效劑量估算，同時(shí)對涉源人員進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測，用綜合監(jiān)測得到的結(jié)果來評價(jià)放射源存儲(chǔ)和整個(gè)運(yùn)輸過程的安全性[2-3]，為油田放射源的安全管理提供了參考依據(jù)和防護(hù)建議。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測對象

對吉林省2個(gè)放射源庫和3家油田測井公司的3臺運(yùn)源車的周圍環(huán)境進(jìn)行中子及γ輻射水平防護(hù)監(jiān)測，對源容器外表面α放射性污染及β放射性污染進(jìn)行監(jiān)測，為確保放射工作人員輻射環(huán)境的安全，對儲(chǔ)源庫工作人員進(jìn)行年有效劑量估算，對涉源人員進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測。

1.2 監(jiān)測儀器

中核(北京)核儀器廠生產(chǎn)的便攜式X-γ劑量率儀BH-3103B和中子周圍劑量當(dāng)量儀BH3105E；德國NUVIA公司生產(chǎn)的α、β表面污染儀CoMo170；北京海陽博創(chuàng)科技股份有限公司生產(chǎn)的熱釋光劑量儀RGD-3D。監(jiān)測儀器均經(jīng)過檢定，檢定均在合格有效期內(nèi)，能夠保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。

1.3 監(jiān)測依據(jù)

依據(jù)GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》和GBZ142-2002《油(氣)田測井用密封型放射源衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》對源庫周圍和運(yùn)源車車廂外進(jìn)行中子及γ輻射水平防護(hù)監(jiān)測[4-5]。依據(jù)GBZ 114-2006《密封放射源及密封γ放射源容器的放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T14056.1-2008《表面污染測定 第1部分：β發(fā)射體和α發(fā)射體》對源容器外表面進(jìn)行表面污染監(jiān)測[6-7]。按照GBZ 128 -2019《職業(yè)性外照射個(gè)人監(jiān)測規(guī)范》對放射工作人員進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測[8]。

1.4 運(yùn)源車監(jiān)測位置

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，放射源在運(yùn)輸過程中對源車共布設(shè)26個(gè)輻射劑量率監(jiān)測點(diǎn)位，其中駕駛員座椅處布1個(gè)點(diǎn)，運(yùn)源車外表面布11個(gè)點(diǎn)，運(yùn)源車廂外2m處布14個(gè)點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)示意圖見圖1。

圖1 運(yùn)源車監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)示意圖Fig.1 Distribution of monitoring points of source carrier vehicles

2 結(jié)果及分析

2.1 儲(chǔ)源庫監(jiān)測

在儲(chǔ)源庫外0.3m，高1.0m處進(jìn)行巡測，儲(chǔ)源庫在巡檢基礎(chǔ)上按東、南、西、北四個(gè)方位共取8個(gè)點(diǎn)進(jìn)行光子及中子監(jiān)測。監(jiān)測空氣比釋動(dòng)能率最大值為1.67μGy/h，符合GBZ142-2002《油(氣)田測井用密封型放射源衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。說明所監(jiān)測源庫周圍環(huán)境是安全的，源庫結(jié)構(gòu)是完好的，沒有泄漏輻射。

2.2 源容器外表面α、β放射性活度監(jiān)測

源庫的工作人員按照放射源出入庫管理規(guī)定及作業(yè)指導(dǎo)書要求，將密封源放到運(yùn)源車內(nèi)的指定位置。監(jiān)測單位按照標(biāo)準(zhǔn)要求對源容器外表面進(jìn)行表面污染監(jiān)測，確定源容器外表面是否被污染，監(jiān)測結(jié)果見表1。3臺運(yùn)源車的16個(gè)密封源容器外表面α放射性污染活度值均低于探測限，源容器外表面β放射性污染活度最大值為0.25Bq/cm2，監(jiān)測結(jié)果低于標(biāo)準(zhǔn)GBZ 114-2006《密封放射源及密封γ放射源容器的放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》要求的4Bq/cm2。說明從源庫取出的16個(gè)放射源均未被放射性污染。密封效果較好，可裝入運(yùn)源車進(jìn)行測井使用。

表1 α、β放射性污染活度監(jiān)測結(jié)果一覽表Tab.1 Analysis results of activity concentration of alpha and beta

2.3 運(yùn)源車周圍輻射劑量率監(jiān)測

因平原油田面積較大，運(yùn)源車需要長途運(yùn)輸，當(dāng)確定測井用的密封源未被污染，關(guān)好車門，對運(yùn)源車車廂外和運(yùn)源車駕駛員座椅位置進(jìn)行發(fā)車前第一次周圍輻射劑量率監(jiān)測，運(yùn)源車在運(yùn)輸過程中為防止放射源的損壞或丟失進(jìn)行第二次監(jiān)測，放射源被運(yùn)到作業(yè)場所卸源前進(jìn)行最后一次監(jiān)測，記錄每次監(jiān)測結(jié)果，三次監(jiān)測結(jié)果見表2，座椅位置監(jiān)測結(jié)果光子的監(jiān)測范圍為87～112nGy/h，中子監(jiān)測值均小于0.10μSv/h；在車廂外表面布點(diǎn)后進(jìn)行監(jiān)測，光子監(jiān)測范圍為79～12419 nGy/h，中子監(jiān)測范圍為為0.1～3.8μSv/h；在車廂外2m處進(jìn)行監(jiān)測，光子監(jiān)測范圍為76～962 nGy/h，中子監(jiān)測范圍為0.1～0.9μSv/h(對于中子劑量1Sv/h約等于1Gy/h)。由數(shù)據(jù)可知駕駛員座椅處監(jiān)測到的光子及中子劑量值最低，車廂外表面車尾位置劑量值偏高，監(jiān)測結(jié)果符合放射源裝入車中時(shí)放置的位置，對駕駛員座椅處的中子及光子劑量最大值進(jìn)行劑量加和，加和結(jié)果為0.212μGy/h，監(jiān)測的結(jié)果均遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的專用運(yùn)源車駕駛員座椅位置的空氣比釋動(dòng)能率限值的2.5μGy/h，對車廂外表面進(jìn)行光子及中子的劑量加和，加和后的監(jiān)測結(jié)果為16.219μGy/h，低于國家標(biāo)準(zhǔn)要求的車廂外表面空氣比釋動(dòng)能率限值的25μGy/h，對車廂外2m處進(jìn)行中子及光子劑量加和，加和后的劑量值為1.710μGy/h，低于國家標(biāo)準(zhǔn)要求的車廂外2m處 空氣比釋動(dòng)能率限值的2.5μGy/h 限值要求，由此可知運(yùn)源車周圍輻射環(huán)境是安全的。

表2 運(yùn)源車周圍輻射劑量率監(jiān)測結(jié)果Tab.2 Monitoring results of radiation dose rate around radiation source vehicle

2.4 源庫工作人員年有效劑量估算

放射源庫儲(chǔ)存的放射源應(yīng)保證放射源的安全，防止其輻射泄漏和丟失，因此采油廠安排了庫管及保安對放射源庫中的放射源進(jìn)行管理。本次監(jiān)測的兩個(gè)放射源庫共設(shè)有9名源庫工作人員，工作地點(diǎn)為源庫外圍，工作人員每周工作100min，工作人員配有個(gè)人防護(hù)用品，工作場所配有電離輻射警示標(biāo)志。通過工作時(shí)間及輪崗次數(shù)對其每個(gè)人員進(jìn)行年有效劑量估算，估算結(jié)果為0.07mSv/a。由數(shù)據(jù)可知，為更好的保證工作人員的輻射環(huán)境的安全性，個(gè)人防護(hù)用品的佩戴尤為重要。

2.5涉源人員個(gè)人劑量監(jiān)測

為更好的確保源庫工作人員及駕駛員輻射環(huán)境的安全性，對源庫工作人員及駕駛員進(jìn)行一年的個(gè)人劑量監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表3，通過一年4期的個(gè)人劑量監(jiān)測，源庫工作人員周期監(jiān)測中最大劑量值為0.93mSv/a，駕駛員周期監(jiān)測中最大劑量值為0.78mSv/a，監(jiān)測結(jié)果均遠(yuǎn)低于職業(yè)接觸限值要求的20 mSv/a。通過表2駕駛員座椅處監(jiān)測數(shù)據(jù)與駕駛員個(gè)人劑量監(jiān)測數(shù)據(jù)充分證明了駕駛員所在位置輻射環(huán)境是安全的。

表3 工作人員個(gè)人劑量監(jiān)測結(jié)果一覽表Tab.3 Results of individual dose monitoring of staff (mSv/a)

3 結(jié) 論

在石油放射源測井工作中，應(yīng)通過全面有效的監(jiān)測保證放射源在存儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用過程中不損壞、不丟失，放射源所處輻射環(huán)境是安全的。在源庫及運(yùn)源車環(huán)境輻射監(jiān)測與涉源人員受照監(jiān)測相結(jié)合的方式下確保了整個(gè)放射源使用過程的安全性，確保了放射源存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程不存在對環(huán)境污染的情況，確保了輻射環(huán)境是安全的，對工作人員健康不會(huì)產(chǎn)生影響。

3.1 放射源存儲(chǔ)庫周圍環(huán)境空氣比釋動(dòng)能率最大值為1.67μGy/h，低于標(biāo)準(zhǔn)要求的2.5μGy/h。

3.2 運(yùn)源車內(nèi)的16個(gè)密封源容器外表面α放射性污染活度值均低于探測限，源容器外表面β放射性污染活度最大值為0.25Bq/cm2監(jiān)測結(jié)果低于標(biāo)準(zhǔn)要求的4Bq/cm2。放射源運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸前、運(yùn)輸途中及運(yùn)輸?shù)竭_(dá)后進(jìn)行光子和中子監(jiān)測，中子及光子監(jiān)測最大值均低于國家標(biāo)準(zhǔn)要求的空氣比釋動(dòng)能率限值25μGy /h。

3.3 根據(jù)不同工作崗位、工作時(shí)間等因素對源庫工作人員和駕駛員進(jìn)行年有效劑量估算，同時(shí)對這些工作人員進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測。源庫工作人員和駕駛員有效劑量估算值和個(gè)人劑量監(jiān)測年有效劑量值均低于職業(yè)接觸限值20mSv/a的要求。