核技术利用在线监控平台的建设与设想

2012-10-14王晓涛陈栋梁周晓剑

中国科技信息 2012年15期

关键词：核技术放射源放射性

王晓涛陈栋梁周晓剑

环境保护部核与辐射安全中心，北京 100082

核技术利用在线监控平台的建设与设想

王晓涛陈栋梁周晓剑

环境保护部核与辐射安全中心，北京 100082

对环境保护部核与辐射安全中心规划建设的“核技术利用在线监控平台”的建设背景、设计思路、功能、重点监控内容等进行了介绍，论述核技术利用在线监控是强化核技术利用安全监管的必要手段。

核技术；放射源；在线监控；安全监管

Abstract

The background, design ideas, function and the main monitoring object about on-line monitoring platform on utilization of nuclear technology were introduced. The supervision ability on utilization of nuclear technology will be strengthened by the construction of on-line monitoring platform.

Keywords

nuclear technology; radioactive source; on-line monitoring; safety supervision

前言

核技术利用，是指密封放射源、非密封放射性物质和射线装置在医疗、工业、农业、地质调查、科学研究和教学等领域中的使用[1]。核技术利用在造福于人类的同时，因管理、使用不当或者失控，就可能污染环境，甚至危害公众的健康和生命。同时由于放射源所发射出的射线是不可见的，照射在人体上没有任何感觉，人们往往会对不可感知的危害产生恐惧心理，而且公众对放射源缺乏科学的认识，往往与核武器、核电站事故的巨大危害联系在一起，有时一起低危险放射源丢失事故就会引起公众的恐慌，并导致局部社会的不稳定。因此国际上普遍对放射源的安全管理极为重视。

1 我国核技术利用及辐射事故概况

我国核技术利用虽然起步较晚，但发展很快，目前已有5.5万多家核技术利用单位，在用放射源9.7万余枚，X射线机、加速器等射线装置10.3万余台，国家及各省城市放射性废物库收贮有废旧放射源10万余枚。目前我国在用放射源和废旧放射源的情况见表1。

表1 我国在用放射源和废旧放射源统计

放射源的应用在促进经济发展、社会进步和改善人们生活的同时，也会给社会安全带来潜在危害。据统计，我国1988～1998年的11年间共发生332起辐射事故，平均每年30起；2003～2008年共发生185起辐射事故，平均每年31起；2009～2011年共发生50起辐射事故，平均每年16起。按照我国辐射事故致人员受照案例统计情况[2]，放射源的工业应用和辐照装置是辐射事故的多发行业。

2 核技术利用在线监控平台建设的必要性

许多发达国家在结合数据库管理系统的基础上，已经采用了各自的放射源在线监控措施，如美国针对所有的核材料和危险放射源建立了“核指纹库”，以方便追踪任何非法放射物质转移；德国采用GIS+数据库平台，实现对德国所有放射源的在线监控；韩国专门针对γ射线探伤放射源开发了动态监控系统，监管部门可以实时掌控所有γ射线探伤机的运行状态与工作位置。

与发达国家相比，目前我国核技术利用监管手段过于单一，只是依靠行政手段和监管人员到现场的监督检查，而没有采用必要的技术措施，同时各级监管队伍的人员力量与放射源的应用规模相比，远远不能适应实际工作的需要，非常迫切需要建立核技术利用在线监控系统，实现放射源全面监控，使我国的辐射安全监管与国际水平接轨。目前国内几个地方环保部门已开始了一些小范围试验工作，国内一些单位对在线监控的技术方法上也开展了一些技术研究工作，为核技术利用在线监控平台的建设奠定了一定的基础，因此建设核技术利用在线监控平台是现实中需要、技术上可行的。

3 核技术利用在线监控平台的主要功能

3.1 建设目标

核技术利用安全在线监控平台是集固定放射源、移动放射源自动监控仪器及门禁系统为一体的数据采集、传输、存储、统计及应用的综合业务平台，通过辐射监测技术与IT技术相融合，将监控信息通过互联网远程实时传输至监控平台，全面提高我国核技术利用监管工作水平。

3.2 在线监控平台的构成

与同班级或同年级的大学生相比，退役复学高职生有丰富的军队训练经验、较强的工作能力和坚决完成任务的决心与毅力。让他们协助高职院校学生管理者管理班级，或者参与其他学生教育管理工作，不仅能促使他们加强自我修炼、自我教育，而且能够充实、壮大高职院校学生管理工作队伍。

核技术利用在线监控平台由三大系统构成：在线监控中心系统、监控数据采集系统和监控数据传输系统。

在线监控中心系统部署在国家核技术在线监控中心（环境保护部核与辐射安全中心），实现全国核技术在线监控集中调控、数据存储和显示；监控数据采集系统设在监控对象工作场所内，实时采集相关信息，包括辐射剂量率信息采集、视频信息采集等；数据传输系统完成监控数据从监控对象前端的监控数据采集系统，经分控中心随后到达国家辐射源在线监控中心的安全、快速、稳定的传输。

3.3 在线监控平台的功能

在线监控平台实现的功能包括三个层面：第一层面是“前端硬件及信息采集”，即负责放射源使用、运输、贮存等过程的状态信息进行数字化采集，这是信息化监控与管理的基础；第二层面是“数据传输”，利用先进的电子技术、计算机网络技术、传感器技术、定位仪技术、多媒体技术等多种传输手段，将实时采集的数据传输至监控中心；第三个层面是“实时监控与管理”，即在全面准确了解相关固定、移动放射源的状态、位置等具体信息的基础上，对放射源实现合理、有效管理，包括跟踪显示移动放射源的具体位置、对是否位于密封罐内等信息进行实时监测，对异常情况实现自动报警以及在紧急状态下的应急响应与处理等。

4 核技术利用在线监控的重点

正如前面所述，我国放射源的工业应用和辐照装置是辐射事故的多发行业，而发生重大人员伤亡事故主要是在γ辐照置上，在线监控的重点将针对危险性较大的γ辐照置、移动使用的放射源和放射源贮存库等。

4.1 I类工业用放射源和I类射线装置

建立全国I类工业放射源和I类射线装置的实时监控系统，实现防止人员误入误照的监控，对监控装置工作期间场外剂量率及装置安全联锁的有效性进行验证，给出安全工作或其放射源退出工作场所处于安全状态的指示。

我国运行中的工业γ辐照装置近200座，分布在全国28个省、直辖市和自治区，共使用Ⅰ类放射源约9000枚。由于历史原因，我国γ辐照装置普遍安全性能比较差，无论从规模、集约程度还是从自身安全设计方面，与国际先进水平国家相差甚远。2004年山东济宁重大辐射事故造成了2人受照死亡事故后，环境保护部为加强这一领域的安全监管，及时出台了《γ辐照装置运营安全要求》，对安全措施不能满足要求的辐照装置责令停止使用，限期整改。但是仍然有个别不满足要求的单位虽然口头上承诺停止使用，但监管人员离开后便擅自启用存在安全隐患的辐照装置，最终导致人员受照事故，2008年4月11日发生的山西太原辐照装置事故便是一个实际的例子。

通过安装在线监控系统，监管部门便可及时发现违法使用的情况，避免事故的发生。同时，辐照装置的安全联锁系统在使用中会出现失灵，许多单位为了片面追求经济利益，在安全联锁系统失灵时仍然坚持生产，最后导致事故的发生。如果采用在线监控措施，实时掌握运营中辐照装置的安全状况，可以及时制止违章操作行为，也可有效地防止事故发生。

4.2 Ⅲ类以上移动放射源

建立Ⅲ类以上移动放射源的在线监控系统，配备定位、监控、识别、通信传输等手段，对移动作业场所及放射源监控出/入机的情况等进行监控。

我国目前有近千台移动使用的γ探伤机和石油测井用放射源，由于工作的特点，经常需要移动到异地和野外作业，导致运输途中、野外使用和暂存时发生放射源丢失事故，一旦丢失很难寻找。同时，按照规定，移动到外地使用前需要到使用地环保部门进行备案，许多使用单位为了节省时间，违章将放射源移动到外地使用，给监管工作带来许多不必要的困难。

通过安全在线监控设备，可以及时了解移动使用放射源的位置、状态，既可防止违章异地使用，又可在放射源丢失时及时寻找放射源，避免严重事故的发生。

4.3 放射性废物贮存库

建立废源库存贮地在线监控系统，设置库存放射源显示屏，实现高活度放射源定点监控、放射源库出入口监控、入侵监控等。

我国建有国家放射性废物贮存库1座，31个省市均建设有城市放射性废物贮存库，同时放射源生产厂家和许多使用放射源较多的单位也建有放射源贮存库。由于放射源贮存库是放射源集中的地方，一旦被非法侵入和被盗，会导致大量放射源丢失。

通过安装在线监控设备，可以提高放射源库的安全级别，有效防止放射源丢失事故。

4.4 废旧金属回收冶炼过程

建立废旧金属回收冶炼过程的放射性在线监控系统，配备监控、识别、通信传输等手段，在废旧金属原料入炉前、产品出厂前进行辐射监测，实时掌控产品的放射性指标。

《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》[3]（国务院449号令）第三十九条明确指出,“金属冶炼厂回收冶炼废旧金属时，应当采取必要的监测措施，防止放射性物质熔入产品中。监测发现问题的，应当及时通知所在地设区的市级以上人民政府环境保护主管部门”。但是，由于金属冶炼厂和废旧金属回收企业不是涉源单位，辐射安全意识淡薄、专业知识缺乏，回收金属中夹带的放射性物质很容易被冶炼；此外，由于这些单位不需要申请辐射安全许可证，环保部门没有去管理的着力点。因此开展对金属冶炼厂和废旧金属回收企业开展在线的放射性监测、监控意义重大，同时也是政府管理职能的延伸。我国2010年发生了多起放射性物质熔入金属的事件，对社会形成恐慌，在国际上也形成不好的影响，并建成经济上的极大浪费。

我国目前有废旧金属冶炼回收企业上千家，依据《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》[4]（环境保护部令第18号）要求，该类企业在进行废旧金属回收冶炼时应加强监测，在废旧金属原料入炉前、产品出厂前必须进行辐射监测，并将放射性指标纳入产品合格指标体系中。

通过安装在线监控设备，监管部门就可实时发现并确认辐射监测结果是否明显异常，有异常时立即采取相应控制措施，防止引起放射性污染。