口岸放射性检测仪器的使用

杨振宇 王智 柴长虹 周一鸣 王新宇 裘文玮 吴恩超

(上海出入境检验检疫局 上海 200135)

口岸放射性检测仪器的使用

杨振宇 王智 柴长虹 周一鸣 王新宇 裘文玮 吴恩超

(上海出入境检验检疫局 上海 200135)

由于放射性物质的特殊性,使得放射性检测仪器成为放射性检验工作的基础。本文对放射性仪器的种类、应用进行了讨论,提出了全面布置、正确设置、规范使用、有效维护的使用原则。并对两种口岸常用放射性仪器编写了使用规范,供日常检验参考。

口岸;放射性仪器;使用规范

1 前言

由于放射性的巨大危害,检验检疫部门必须在口岸现场就对入境货物进行放射性的检验,以确认是否存在放射性风险。但放射性物质和其他物质相比,没有感官上的区别,其危害人类的电离辐射通常只能通过放射性仪器探测到。因此,在口岸放射性检验工作中,放射性检测仪器的正确使用就成为放射性检验工作的基础。

2 口岸常用的放射性检测设备及其应用

2.1 个人防护产品

包括剂量计和防辐射产品,用于检验人员的防护。但在一般入境情况下,不需要使用。

2.2 α、β表面污染监测仪

目前,该仪器主要用于废物表面的α、β活度的测量以及物品是否沾染放射性物质的判断。

2.3 便携式辐射测量仪

该仪器主要应用于测量γ剂量率,也可以测量累积剂量。有些仪器具有测量γ谱的功能,可以通过现场测量γ谱来估计样品中放射性核素的种类,也可以通过加装探头来测量中子计数。

该类仪器适用范围广,使用率高,适合各种样品。在检验检疫工作中主要用于现场测量口岸样品的γ剂量率,通过对样品的γ剂量率的准确测量,判断样品是否合格或者是否通过筛选。该类仪器也可以作为口岸待检商品放射性危害程度和突发应对级别的评估。

2.4 通道式辐射检测仪

通道式辐射检测仪主要是用来检测运动中的物体或人员的γ放射性。出于反恐的需要,国外在通道式仪器上多配置中子检测器,可同时检测中子计数。通道式辐射检测仪可以应用在不同的检测场合,通常用于对车辆、火车、行人、货包和快件进行检测。

由于通道式放射性检测仪的探测元件面积很大,比便携式仪器更为灵敏,可以检测运动中物体中少量放射性物质,因此适合用于对入境放射性安全的监控和初步筛选。

3 放射性检测仪器的使用原则

根据口岸的放射性安全特性、放射性测量的特点和近年来的工作经验,本文提出了口岸放射性仪器设备的使用原则:“全面布置、正确设置、规范使用、有效维护”。

3.1 全面布置

由于放射性的危害以及口岸物流通道的复杂性,任何一个物流通道都有可能流入非法的放射性物质和放射性不合格商品;另外由于放射性仪器的测量要求,每一件进口货物和每一个入境人员及携带行李都必须经过放射性检测。因此,全面布置具体应满足以下条件:

(1)所有通道都安装通道式放射性检测仪,最好配有中子检测器;

(2)配有多台便携式剂量率仪,以满足具体剂量率的测量和确定可能的放射性危害程度;

(3)配有一台便携式能谱仪,以满足现场放射性核素定性的要求;

(4)配有一台α、β表面污染监测仪,用于废物和放射性物质污染的测量;

(5)有条件的话,配有个人防护设备,包括个人剂量仪和防护服、眼镜、口罩等。

如果在某口岸入境通道较多,则应考虑通道式仪器检测结果的统一处理。在适宜地点建立中央控制室,是一个高效率的解决方法。

3.2 正确设置

口岸放射性检测设备在检测前需要进行一些参数的设置,如积分时间、报警值等,这些设置对结果以及是否进行特殊处理起着至关重要的作用。所以仪器必须设置正确,并符合相关的法规、规章、标准的要求。仪器设置应由具备仪器使用资质的人完成,设置后经过管理人员确认,非经允许不得修改。

3.3 规范使用

“规范使用”强调的是在仪器设备日常使用中,应严格按照使用规范要求对仪器设备进行操作,以保证结果的准确性。

规范使用涉及内容较多,主要是两个方面:一是操作规程的编写,需要有资质人员编写放射性仪器的操作程序,并经批准使用;二是操作人员的培训,保证使用人员了解仪器基本性能和常规使用过程。

3.4 有效维护

(1)日常维护。应定期检查仪器状态,包括充电、清洁、使用记录、故障发现等,保证仪器设备的正常使用。

(2)按期计量检定。计量检定对仪器非常重要,是保证仪器结果法律溯源的途径,也是仪器使用的法定要求。仪器使用部门应按照计量要求在期限内让具备计量检定资质的单位来对仪器进行计量检定,并保证计量检定后的校正值用于实际测量。

(3)期间核查。期间核查是指为保持对设备校准状态的可信度,在两次计量检定之间进行的核查。放射性仪器设备在两次检定之间(通常是一年或更长),并不能保证仪器状态保持不变,通过定期的期间核查可以保证仪器设备一直处于稳定工作状态,保证检测数据的准确可靠。

4 常用放射性检测设备的使用规范

便携式剂量率仪能准确给出某空间位置上的剂量率值,通道式放射性仪器能灵敏地反映出移动物体和人员的放射性波动,根据目前口岸放射性检测的情况,这是两类最常用的设备,也是目前技术情况下,推荐在口岸配置的放射性检测设备。本文以这两类仪器为例,提出了具体的使用规范,供口岸检验人员参考。

4.1 便携式辐射测量仪在口岸的使用规范

便携式辐射剂量率和能谱仪是口岸最常用的仪器之一,其功能主要是通过手持移动,测量特定位置上的X和γ辐射剂量率。某些仪器还具备能谱功能,能对特定位置上X和γ射线的能谱进行测量,从而对产生该射线的放射源进行定性分析。

该类仪器的使用规范分仪器设置、使用前确认、日常使用、维护四个方面。

4.1.1 仪器设置

在仪器投入使用前,应有具备资质的人员对仪器进行仪器设置。该仪器一般需要设置的值有:

(1)积分时间:每一次测量结果是由设置的积分时间内测量得到的平均值,所以积分时间长检测结果较准确,但设置时间太长,仪器测量时需要读数稳定的时间也较长。一般设置在10～15s之间。

(2)报警值:通常需要设置剂量率的报警值。通常有两档,第一档可设置为商品的预警值,第二档设为最低的应急处置水平值。

4.1.2 使用前确认

检验人员在使用前,应做以下检查:

(1)检查机身是否完好。

(2)检查是否在计量检定有效期内,检定校正值是否明确标识。

4.1.3 日常使用

检验前应该先开机,观察仪器是否正常,开机检查内容有:

(1)开机是否正常。

(2)电池显示是否足够完成本次测量。

开机正常,可继续使用。使用时应注意防水防尘、轻拿轻放。测量时应保证检测点剂量不变,并在仪器读数稳定后再记录。

不同货物、人员的测量需要根据检验规程要求进行,包括本底的测量、货物或人员剂量率的测量,必要时进行能谱的测量。

4.1.4 维护

仪器的维护对于保证仪器状态、保证结果的准确非常重要,维护内容通常有:

(1)配备有专门的、有资质的仪器设置和维护人员。

(2)建立仪器档案册,并记录维修等相关信息。

(3)做好使用记录,并记录使用中发生的特殊情况。

(4)按期计量检定。辐射剂量率仪是列入国家强制检定的工作计量器具,需要送权威部门进行计量检定。建议在检定时告知计量部门,剂量率检定范围应和工作范围一致。日常工作的剂量率范围在本底到10μSv/h之间,而检定也应在这个范围,并给出这个范围的校正因子。

(5)推荐期间核查。期间核查需要自定核查程序,程序和计量规程类似,但核查程序要比规程简单。比如,将有一定天然放射性的物质装入容器中作为“标准源”,核查时,测量该“标准源”的剂量率,以此剂量率的稳定性作为核查依据。通常应半年或一个季度做一次期间核查。

4.2 通道式放射性检测仪在口岸的使用规范

通道式放射性检测仪能够检测运动的物体,可满足物流的要求,在口岸应用也越来越多。但由于担负着放射性初筛的工作,如果使用不正确,很有可能使得非法入境的放射性物质漏检,因此,通道式放射性检测仪的正确使用非常重要。

该类检测仪的使用规范也是分仪器设置、使用前确认、日常使用、维护4个方面。

4.2.1 仪器设置

该仪器设置参数比较多,一般需要用户设置的只有报警值(非常重要);其他设置,一经厂商工程师调试设置后,不得改动。

报警值通常有2种设置方法:一种是按本底值的标准偏差(Sigma)的倍数k来设置;另一种是按本底值的倍数来设置。因为放射性计数服从泊松分布,总体均数等于总体方差,所以本底值的标准差(方差开方)等于本底均值开方。一般k取3或以上,在这种情况下,如果计数超过本底均值加上3倍Sigma,即发生报警,约99.87%的概率是由于外来放射性物质引起的计数增加。另一种是按本底值的倍数来设置,根据上述原理,可换算成标准偏差的倍数:

式中k是Sigma的倍数,C是本底值的倍数设置值,N是本底均值。由于Sigma的值可以直接反应异常值的概率,一般使用该限值比较直观,也容易统一设置。

报警值应根据相关程序规定,由仪器管理人员负责设置,一经设置不得改动。

4.2.2 使用前确认

通道式放射性检测仪涉及部件较多,使用前应逐件检查,一般检查内容包括物流指示、摄像摄影以及仪器是否在校准有效期内等。

4.2.3 日常使用

开机时,应注意探测器当中有无车辆及其他物体。一般需要在测量前30m in打开电源,使仪器预热、稳定。开机后注意仪器是否通过自检,并观察本底值测试是否正常。

测量时,检验人员应告知被测货物的运输人员,将车辆以规定车速缓慢通过专用车道接受监测。注意:不能让被测物体在测量区域内停留;如车辆超速,应重新通过专用车道接受监测。

4.2.4 维护

由于通道式放射性检测仪通常比较昂贵,所以需要建立专门的仪器档案册,记录仪器的相关情况。使用部门应配备经过培训、有资质的专门人员,负责仪器的日常维护、维修、设置等工作。检验人员在现场使用仪器后,要做好使用记录。

该仪器不是强制性剂量器具,但也需要定期校准。校准可以请权威的计量部门完成,也可以自定检定校准规程,由本部门人员自行完成。

由于通道式放射性检测仪只是测定放射性计数,当放射性计数超过限值时报警,所以可以通过对本底计数的观察来调节仪器状态。建议记录每次测量的本底值,绘制质控图,以保证仪器的状态正常。

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

国家质检总局科研项目(2009 IK191)