工業(yè)探傷放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管應(yīng)用探究

陸菊明

（上海市浦東新區(qū)環(huán)境管理事務(wù)中心 上海 201203）

引言

伴隨著上海市加快建設(shè)智慧城市的步伐，上海地區(qū)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科技能力升級，率先構(gòu)建經(jīng)濟治理、社會治理、城市治理統(tǒng)籌推進和有機銜接的治理體系，浦東新區(qū)根據(jù)“一屏觀天下，一網(wǎng)管全城”總體部署要求，開展“城市大腦3.1”應(yīng)用場景建設(shè)。2020 年浦東新區(qū)生態(tài)環(huán)境局已經(jīng)上線的應(yīng)用場景有7 項，已取得了一定的成績。但在輻射行業(yè)中工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源運輸過程中，輻射源運輸輻射環(huán)境安全還未能實現(xiàn)實時有效的監(jiān)控，在場景應(yīng)用中增加工業(yè)射線探傷作業(yè)對放射源的運輸、使用和貯存輻射環(huán)境安全的全過程實行安全監(jiān)管。

1 工業(yè)射線探傷作業(yè)全過程輻射環(huán)境安全的重要性分析

2019 年9 月3 日國務(wù)院新聞辦公室發(fā)表了《中國的核安全》白皮書[1]。白皮書中提到，中國在用放射源超14 萬枚，放射源輻射事故年發(fā)生率持續(xù)降低，由20世紀(jì)90 年代的每萬枚6.2 起降至目前的每萬枚1.0 起以下，達到歷史最低水平。

從表1 中可見，2017 年-2020 年的輻射事故中放射源丟失或被盜事故占比非常高。據(jù)統(tǒng)計，2005 年至2020 年共發(fā)生10 起輻射事故造成人員照射超劑量，其中工業(yè)射線探傷中發(fā)生的7 起，γ 輻射源主要產(chǎn)生γ 射線的放射性污染。γ 射線的穿透能力極強，能貫穿整個人體，通過多種途徑，如微循環(huán)障礙、細(xì)胞凋亡、癌變、DNA 突變等，對機體的造血功能、消化系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)造成顯著影響，從而造成全身輻射損傷。10 起事故中造成20 余人員受照超劑量，其中2 人“骨髓造血受抑制”，2 人死亡等嚴(yán)重的后果。

表1 2017年－2020年輻射事故統(tǒng)計表

（注：以上數(shù)據(jù)通過查詢生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心2021 年省市縣及核技術(shù)利用單位應(yīng)急預(yù)案編制專項培訓(xùn)材料及咨詢國家核安全局相關(guān)部門所得）

在工業(yè)射線探傷作業(yè)中，使用單位管理不善、使用不當(dāng)會發(fā)生放射源泄漏或發(fā)生丟失或被盜，會造成環(huán)境危害及生物和人群健康危害。若放射源發(fā)生泄漏后，放射性物質(zhì)釋放進入環(huán)境，在一定范圍內(nèi)環(huán)境的放射性污染或發(fā)生人員照射，人體受照射劑量超過一定限值，人體就可能會受到危害，甚至可能導(dǎo)致確定性效應(yīng)的發(fā)生，如機體損傷、遺傳效應(yīng)、癌癥或急性致死，影響社會正常秩序和公眾健康。因此，確保工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源全過程輻射環(huán)境安全有效監(jiān)管是十分重要的。下面以上海市浦東新區(qū)為例具體開展分析。

2 浦東新區(qū)輻射環(huán)境安全管理的現(xiàn)狀分析

2.1 浦東新區(qū)核技術(shù)利用單位現(xiàn)狀

目前，上海市浦東新區(qū)納入?yún)^(qū)核技術(shù)利用信息管理系統(tǒng)中的核技術(shù)利用單位有650 余家，其中放射源單位（場所）45 家，射線裝置單位600 余家，現(xiàn)有放射源286 枚，射線裝置2200 余臺，是全市數(shù)量最多的區(qū)。放射源和射線裝置主要在工業(yè)和醫(yī)學(xué)上的運用。放射源在工業(yè)上用于探傷、料位計、測厚儀、輻照等，主要有60Co、241Am、192Ir、137Cs 等放射源；醫(yī)學(xué)上用于診斷和醫(yī)療的，有131I、99mTc、89Sr、18F 等核素。浦東新區(qū)生態(tài)環(huán)境管理部門主要以“雙隨機”檢查、放射源單位專項檢查、工業(yè)射線探傷作業(yè)檢查、放射源運輸檢查等形式開展核技術(shù)利用單位的日常檢查。

如圖1 所示，目前上海市浦東新區(qū)放射源單位（場所）共45 家，其中使用Ⅰ類放射源單位3 家，使用Ⅱ類放射源單位11 家，使用Ⅲ類放射源單位11 家，使用Ⅳ類放射源單位18 家，使用Ⅴ類放射源32 家。使用Ⅴ類放射源單位最多，占比71.11%，輻射監(jiān)管方便，Ⅴ類放射源屬極低危險源，不會對人造成永久性損傷。在我國被盜或失控的放射源多數(shù)是Ⅳ類、Ⅴ類放射源。

圖1 浦東新區(qū)在用放射源單位數(shù)量統(tǒng)計圖

如圖2 所示，目前上海市浦東新區(qū)在用放射源共計286 枚，其中Ⅰ類放射源1 枚，Ⅱ類放射源44 枚，Ⅲ類放射源20 枚，Ⅳ類放射源72 枚，Ⅴ類放射源149枚。Ⅱ類放射源占比15.38%，在工業(yè)射線探傷作業(yè)中較常用的是Ⅱ類放射源。Ⅱ類放射源，屬高危險源，沒有防護情況下，接觸這類源幾小時至幾天可以致人死亡。

圖2 浦東新區(qū)在用放射源數(shù)量統(tǒng)計圖

（注：本節(jié)數(shù)據(jù)由“國家核技術(shù)利用輻射安全監(jiān)管系統(tǒng)”網(wǎng)站查詢所得。）

2.2 工業(yè)射線探傷放射源作業(yè)輻射安全監(jiān)管情況分析

在工業(yè)中，射線探傷應(yīng)用得越來越廣泛，已成為工業(yè)探傷中一種不可或缺、可靠的檢測方法。工業(yè)射線探傷系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的是X 射線和γ 射線。γ 射線工業(yè)探傷的射線源是放射源，需要非常重視工業(yè)射線探傷作業(yè)時放射源的運輸、使用和貯存各個環(huán)節(jié)的輻射環(huán)境安全，防止放射源丟失、被盜和人員超劑量等事故的發(fā)生。

上海市浦東新區(qū)擁有移動探傷單位3 家，在新區(qū)管轄范圍內(nèi)探傷作業(yè)的單位有6 家，是上海市探傷作業(yè)和探傷單位較為集中的區(qū)之一。在工業(yè)射線照相探傷中使用的γ 射線源主要是人工放射性同位素：60Co；75Se；192Ir；170Tm 等，對于工業(yè)射線探傷而言，在選擇γ射線源時應(yīng)該考慮γ 射線源的能量、半衰期、放射性比活度、源尺寸等主要性能。在工業(yè)射線探傷中，較常用的γ 射線源主要特性見表2。

表2 較常用的γ射線源主要特性

目前，在工業(yè)射線探傷作業(yè)輻射環(huán)境安全監(jiān)管中，施工單位在施工前做到對使用的放射源在上海市“一網(wǎng)通辦”上進行網(wǎng)上備案，審批部門對備案情況進行審批，審批通過后形成備案號。監(jiān)管部門檢查人員做到工業(yè)射線探傷作業(yè)首次作業(yè)時現(xiàn)場必查，探傷作業(yè)備案時間段內(nèi)進行隨機抽查作業(yè)情況，檢查內(nèi)容主要為：（1）現(xiàn)場作業(yè)使用的放射源的出入庫記錄；（2）現(xiàn)場作業(yè)使用的放射源啟運前的監(jiān)測記錄；（3）確認(rèn)現(xiàn)場使用的放射源的型號、編碼是否與市“一網(wǎng)通辦”網(wǎng)上備案情況一致；（4）檢查現(xiàn)場探傷安全管理人員、探傷作業(yè)人員是否持證上崗；（5）確認(rèn)作業(yè)人員的考核合格證書是否在有效期內(nèi)；（6）探傷操作人員配備的個人劑量報警儀、個人劑量計的佩戴情況；（7）工業(yè)射線探傷作業(yè)現(xiàn)場警戒線、警示燈、告示牌的設(shè)置情況等。近幾年來對浦東新區(qū)工業(yè)射線探傷作業(yè)及放射源運輸安全監(jiān)管檢查情況見表3。

表3 2018年－2021年浦東新區(qū)工業(yè)射線探傷作業(yè)及放射源運輸安全監(jiān)管檢查表

目前在工業(yè)射線探傷作業(yè)中放射源運輸、使用和貯存過程中主要存在的問題是：不能做到對放射源從源庫到作業(yè)現(xiàn)場整個運輸過程中輻射環(huán)境安全情況的掌握；也不能確保在工業(yè)射線探傷作業(yè)結(jié)束后，放射源貯存過程中的運輸車輛及人員所處的輻射環(huán)境是安全的；不能清楚地知道在運輸、使用、貯存過程中對放射源、車輛位置等信息實時監(jiān)控、掌握輻射環(huán)境實時監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

2.3 浦東新區(qū)生態(tài)環(huán)境應(yīng)用場景輻射環(huán)境模塊建設(shè)的現(xiàn)狀分析

浦東新區(qū)全面推進三大治理平臺深化整合，結(jié)合行業(yè)實際，加快推進重點企業(yè)污染排放場景從經(jīng)濟、社會、城市治理三方面全面深化整合，推進浦東“城市大腦3.1”應(yīng)用場景的建設(shè)，全面對轄域內(nèi)水、氣、固廢、土壤、輻射等重點企業(yè)監(jiān)管要素和運行體征等相關(guān)數(shù)據(jù)進行梳理，通過在線監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析和流程再造等技術(shù)手段，切實提高污染排放監(jiān)管場景智能化水平和跨部門協(xié)同處置效率。

2020 年，在浦東“城市大腦3.1”應(yīng)用場景建設(shè)中，新區(qū)生態(tài)環(huán)境局已運行的應(yīng)用場景有7 項，監(jiān)管平臺能智能發(fā)現(xiàn)事項，通過工單推送等功能，通過完善的功能模塊實現(xiàn)智能發(fā)現(xiàn)事項正常運行的后臺算法、閥值等，能做到自動發(fā)現(xiàn)、派單，發(fā)現(xiàn)的部分問題需協(xié)同處置。

已運行的區(qū)生態(tài)環(huán)境應(yīng)用場景監(jiān)管平臺及2020年12 月、2021 年1 月區(qū)生態(tài)環(huán)境局城市大腦場景工單推送及協(xié)同處置統(tǒng)計表，如表4 所示，2021 年1 月共推送工單3808 件，相比2020 年12 月增加860 件。其中，跨部門推送工單105 件，比上月減少49 件；局內(nèi)協(xié)同工單3703 件，比上月增加909 件。

表4 2020年12月與2021年1月局城市大腦場景工單推送及協(xié)同處置對比統(tǒng)計表

研究表明，目前在浦東生態(tài)環(huán)境運行的場景應(yīng)用平臺中，能線上智能發(fā)現(xiàn)問題事項，通過工單推送，做到發(fā)現(xiàn)問題及時處置問題。平臺的應(yīng)用場景有待進一步增加完善，目前工業(yè)射線探傷作業(yè)對放射源的運輸、使用和貯存輻射環(huán)境安全的實行全過程安全監(jiān)管還未納入輻射環(huán)境安全管理，還不能在運輸過程中對放射源、車輛位置等信息實時監(jiān)控、掌握實時數(shù)據(jù)等，不能確保全過程的輻射環(huán)境安全。為確保生態(tài)環(huán)境的安全，需要將對放射源的運輸、使用和貯存輻射環(huán)境安全實行全過程安全監(jiān)管內(nèi)容納入應(yīng)用場景建設(shè)中。建議工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管項目列入到浦東新區(qū)城市大腦應(yīng)用場景的建設(shè)中，對放射源的運輸、使用和貯存輻射環(huán)境安全的實行全過程安全監(jiān)管。

3 工業(yè)射線探傷放射源運輸、使用和貯存過程輻射環(huán)境安全應(yīng)用探究

工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管項目場景建設(shè)的設(shè)想：首先收集探傷單位的基本信息，包括單位名稱，源庫位置，源庫中所有的放射源基本信息，根據(jù)浦東“城市大腦3.1”建設(shè)要求，將基本信息錄入場景平臺中，對浦東“城市大腦3.1”平臺中的參數(shù)按要求進行設(shè)置。同時對運輸車輛加裝GPS 全球定位系統(tǒng)，車輛安裝車載輻射劑量采集器，裝有放射源的鉛箱及探傷機外殼外加裝電子標(biāo)簽（包含GPS 定位、輻射劑量檢測）等，通過物聯(lián)網(wǎng)、4G/5G 無線通訊等先進的技術(shù)手段，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀鼍皯?yīng)用平臺上，實時掌握放射源運輸、使用和貯存時的輻射環(huán)境數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)放射源在運輸、使用和貯存的全過程輻射環(huán)境的安全智能化管理。

若工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管項目在浦東“城市大腦3.1”建設(shè)完成后，能夠做到以下智能發(fā)現(xiàn)：（1）放射源運輸、貯存時路徑發(fā)生偏航后，系統(tǒng)收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產(chǎn)生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。（2）放射源未在指定作業(yè)地點離開鉛箱時，系統(tǒng)收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產(chǎn)生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。（3）裝有放射源的鉛箱未在指定作業(yè)地點離開運輸車輛時，系統(tǒng)收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產(chǎn)生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。（4）放射源在過程中一旦發(fā)生放射性泄漏，輻射劑量監(jiān)測數(shù)值發(fā)生異常時，系統(tǒng)收到異常信息后，會在場景平臺上報警，產(chǎn)生該項目場景工單推送至城運指揮平臺。

工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管項目場景工單處置流程如圖3 所示，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)生異常時，平臺開始現(xiàn)場報警，城運指揮平臺發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報警后，將工單推送給區(qū)生態(tài)環(huán)境局、區(qū)執(zhí)法局生態(tài)環(huán)境執(zhí)法支隊，區(qū)生態(tài)環(huán)境局進行行政檢查，將結(jié)果反饋到城運指揮平臺，區(qū)執(zhí)法局生態(tài)環(huán)境執(zhí)法支隊反饋結(jié)果后銷項。若檢查發(fā)現(xiàn)放射源丟失或被盜后，城運指揮平臺將工單推送到區(qū)公安分局處置，處置結(jié)束后將結(jié)果反饋至城運指揮平臺進行工單銷項。

圖3 工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管項目場景工單推送及協(xié)同處置流程圖

工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管項目建設(shè)的好處：（1）保障工業(yè)射線探傷作業(yè)中放射源運輸、使用、貯存的輻射環(huán)境的安全，避免和減少放射源丟失或被盜事故的發(fā)生，消除工業(yè)射線探傷作業(yè)時放射源管理上的安全隱患。（2）對工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源運輸、使用和貯存過程進行全程路徑的有效跟蹤，能及時、有效、準(zhǔn)確地獲取車輛的有關(guān)信息，確保人員所處環(huán)境的安全。（3）對工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源運輸、使用和貯存過程中輻射水平做到在線實時監(jiān)測，及時掌握輻射環(huán)境數(shù)據(jù)的變化情況，確保環(huán)境和人員的安全，方便管理人員隨時掌握放射源的狀況。（4）在人力資源有限的情況下，利用場景平臺，可以隨時掌握對放射源的運輸、使用和貯存情況，對全過程監(jiān)測輻射環(huán)境的數(shù)據(jù)進行查詢、分析，大大提高了放射源監(jiān)管部門的工作效率。（5）倘若出現(xiàn)放射源丟失或被盜事故后，可通過場景平臺調(diào)查監(jiān)控數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，方便管理部門能第一時間知曉事故，及時采取有效措施，降低事故發(fā)生后造成的損失，提高相關(guān)部門應(yīng)急響應(yīng)的時效和搜救效率。

結(jié)語

通過對工業(yè)射線探傷放射源輻射環(huán)境安全監(jiān)管應(yīng)用場景的建設(shè)，采用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以對工業(yè)射線探傷作業(yè)放射源運輸、使用和貯存的全過程中輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、運輸路線及時掌握，當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)發(fā)生異常時，在應(yīng)用場景中及時發(fā)生數(shù)據(jù)報警，能做到實時地跟蹤放射源行徑軌跡。通過智能化平臺的建設(shè)，可以加強工業(yè)射線探傷作業(yè)中放射源運輸、使用和貯存情況的輻射環(huán)境安全的全過程管理，提高放射源的運輸安防能力，健全放射源作業(yè)過程輻射環(huán)境監(jiān)管，保證輻射環(huán)境安全和人員的安全健康。