地铁货物安检系统辐射环境影响分析

2016-11-18杜月华

中国科技纵横 2016年18期

关键词：吸收剂量X射线货物

杜月华

（辽宁省核与辐射监测中心，辽宁沈阳　110031）

地铁货物安检系统辐射环境影响分析

杜月华

（辽宁省核与辐射监测中心，辽宁沈阳110031）

如今安检系统已非常普遍，其对辐射环境的影响也引起人们关注。本文根据地铁货物安检系统的工作原理和X射线安检仪辐射防护，通过对地铁货物安检系统周围辐射环境的监测结果和相关工作人员剂量估算，预测可能对相关工作人员及对周围环境的辐射影响；通过对系统防护安全、事故应急预防和管理要求的分析，评价地铁货物安检系统运行安全的可靠性。

地铁货物安检系统辐射影响安全

如今地铁、高铁和飞机为日常出行提供了极大的便利，我们在乘坐各种交通工具时都会有这样的经历：每次进站时，都被要求将随身携带的包、箱等通过安检仪检测。虽然安检的过程相对还是比较简单、快速，而且可以有效防止各种危险物品进入交通工具中，从而有效减少因为这些危险物造成的危害，但同时也在我们心中提出一个疑问：安检仪毕竟是借助了有辐射风险的X射线的透视原理，那么我们每次进站都要经过X光安检仪，它发出的射线在检测各种行李的同时会不会存在过量或者泄露的射线辐射影响我们的健康吗？本文通过对沈阳地铁货物安检系统大量的监测数据和理论计算，对地铁货物安检系统的辐射影响给出分析结果。

伴随城市发展的需求，为了方便人民的安全，现在在越来越多的城市均采取X射线安检仪对过完往行李实现不拆封的快速检查。X射线安检仪即为本文论述的地铁货物安检系统的主要设备。为实现货物不开箱、不卸货、不分解的安全检查，提高检测速度和效率，实现货物安全检查的快速、准确、便捷、安全、可靠和无干扰。采用X射线辐射成像技术，得到箱体内不同密度的物质的分布图像，以此区分货物中是否搀杂有错报、违禁或危险品等，达到货物安全检查的目的［1］。

1　地铁货物安检系统简介

地铁货物安检系统主要采用X射线安检仪，又称安检机、行李安检仪，是借助于输送带将被检查行李送入X射线检查通道而完成检查的电子设备，主要设置在地铁、机场、博物馆、政府机关等需要安检的场所。

1.1组成结构

X射线安检仪由X射线源、X射线探测箱、图像处理系统（计算机）组成。

通道式货物安检系统见图1。

1.2工作原理

行李进入X射线检查通道，将阻挡包裹检测传感器，检测信号被送往系统控制部分，产生X射线触发信号，触发X射线射线源发射X射线束。一束经过准直器的扇形X射线束穿过输送带上的被检物品，X射线被被检物品吸收，最后轰击安装在通道内的双能量半导体探测器。探测器把X射线转变为信号，这些很弱的信号被放大，并送到信号处理机箱做进一步处理。随着物体向前运动，被检物体的每一个横截面被连续扫描，这样就能连续得到整个被检物体完整的二维透射图像。这样得到的图像是由于包裹内部不同物品对X射线的吸收能力不同而产生的黑白图像。

X射线安检仪成像原理见图2。

1.3X射线安检仪技术参数

本文采用的X射线安检仪的主要技术参数见表1-1。

1.4污染因子

该X射线安检仪正常运行情况下发出X射线，以此对查验箱体进行透视成像，实现快速扫描，该X射线随机器的开关而产生或消失。项目主要污染因子是在X射线安检仪开机期间产生的X射线。

2　X射线安检仪监测结果

2.1监测方法和仪器

本文通过对省内地铁车站的46台X射线安检仪周围进行了辐射环境监测，监测方法及监测仪器见表2-1。

2.2监测结果

X射线安检仪周围环境X-γ辐射空气吸收剂量率监测结果见表2-2。

监测布点示意图见图3。

由监测结果可以看出，X射线安检仪开机工作时屏蔽体周围的X-γ辐射空气吸收剂量率的范围值为（71.1～4490）nGy/h，未超过

《X射线行李包检查系统卫生防护标准》（GBZ127-2002）规定的“系统产生辐射时，距其外表面5cm任意一点的空气比释动能率不得超过5μGy/h［2］”（即5000nGy/h）标准。

实际上对46台X射线安检仪进行监测时，发现X射线安检仪屏蔽体外的X-γ辐射空气吸收剂量率开关机基本一致，在沈阳市本底范围值内（通过监测点位5、10、11可以看出）；X射线安检仪出入口处的X-γ辐射空气吸收剂量率高于本底（通过监测点位1、3、6、7可以看出，范围69.6nGy/h～4490nGy/h），高于本底是由于旅客行包通过时将档帘顶起使X射线“漏出”，造成周围近距离的X-γ辐射空气吸收剂量率高；在1米之外已基本达环境本底值（通过监测点位2、4、8可以看出）。

3　辐射环境影响分析

通过对X射线安检仪周围的主要人群进行辐射所致的剂量估算，从而可以对照标准给出剂量估算影响。

3.1剂量估算公式

表1-1　X射线安检仪技术参数

表2-1　监测方法及仪器

图1　通道式货物安检系统

图2　X射线安全检查仪成像原理

Hγ=0.7·γ·t

式中：Hγ—年有效剂量（Sv）；

0.7—剂量转换系数；

γ—辐射工作场所γ外照射空气吸收剂量率（Gy/h）；

t—工作场所停留时间（h）。

3.2主要人群的剂量估算结果

X射线安检仪周围的主要人群包括工作室的操作人员、安检仪旁边的安检人员、过往旅客。选择这三种人作为受照射的主要人员，按他们在安检仪周围停留的最长时间进行统计，其中：

工作室的操作人员每天工作8小时，每月20天，每年12月，计2880小时；

安检人员每天在安检仪旁最近处停留不超过2小时，每月20天，每年12月，计240小时；

过往旅客在安检仪旁最近处停留不超过2分钟，即0.033小时；

剂量估算结果见表3-1。

由表3-1中剂量估算结果可知，X射线安检仪对工作人员的职业照射年有效剂量为（0.03～0.04）m Sv/a，远低于《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）［3］规定的职业照射年平均有效剂量20m Sv限值的要求；对公众年有效剂量为0.0001m Sv/a，为公众照射剂量限值0.1m Sv/a的千分之一，几乎为零，可视为没产生附加剂量。

以上的剂量估算均按照最不利的工作位置、最长的工作时间、最大的受照剂量来完成年均有效剂量估算的，实际上周围人群的工作位置和受照时间均优于剂量估算的情况，也即年均有效剂量远小于表中估算结果。

表2-2　X射线安检仪周围环境X-γ辐射剂量率监测结果［6］

表3-1　X射线安检仪所致剂量估算结果

图3　X射线安检仪监测布点示意图

3.3辐射防护制度

为了做好X射线安检仪的辐射防护工作，项目单位按照审管部门的要求，制定了一系列的管理制度，包括领导牵头的辐射环境安全管理机构，正确的操作规程，定期的监测制度，人员持证上岗制度，辐射事故的应急预案，管理部门有资质单位的监督性监测等，一系列的措施有效的保证了X射线安检仪的辐射安全运行；同时在X射线安检仪的醒目位置设立了醒目的“当心电离辐射”标识，在X射线安检仪上设立了急停开关和报警灯、监控设备，均可保证设备的正常运行和警示人们减少近距离接触；为工作人员配置了个人剂量报警仪和个人剂量计，定期的送检检测，保证了工作人员的个人剂量监督。