科研实验放射源在线检测系统的应用

摘要：为进一步强化科研实验放射源全程动态管理,提升核与辐射科学监管水平,放射源在线检测系统被作为一种有效手段得以广泛应用。事实验证放射源在线检测监控管理系统的应用必须结合科研实验室实际情况和监管实际要求不断改进,才能提升核与辐射环境监管工作的信息化水平,加强辐射污染事件的快速反应能力,有效降低放射源丢失、盗窃事故的发生率。

关键词：放射源；在线检测；应用；探讨

近年来,核技术在工业、农业、国防、医疗和科研实验等多个领域得到了广泛应用,并有发展势头日益强劲的趋势。以四川的科研院所为例,目前科研实验涉源单位35家,一个单位科研实验用源数量达369枚,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类放射源共106枚。环保部门作为核技术应用安全监督管理部门面对如此量大面广的放射源,如果仅仅是依靠行政手段和工作人员进行现场监督检查,很难实现全时段、全方位的监管覆盖。一旦发生放射源被盗、丢失或放射性污染事故,后果不堪设想。

1放射源在线检测系统的必要性

使用放射源可能造成核辐射事故、核恐怖事件等,从放射性污染的特点来看,放射性污染无色、无味难以察觉,既以物质形态又以能量形式危害工作健康和破坏生态平衡于无形；而且环境一旦被污染将难以治理和恢复；同时,它具有社会敏感性,公众对放射性具有异常恐惧感,放射性污染一旦发现泄漏,后果非常严重,极易引起社会不安,影响社会安定。因此使用放射源在线检测系统,加强对放射源的严格监控和管理显得十分必要,它直接关系到人民的安危和社会的稳定。

2放射源在线检测系统的特点

本系统在分析放射源对各个领域的具体用途和使用特点的基础上结合实际应用提出系统需求,将地理信息系统GIS技术应用到放射源在线检测系统中。实现对分散于各处的放射源的信息管理、远程定位、在线监控、自动报警灯,从而对放射源实施全面有效的在线自动检测。放射源检测系统主要还实现对放射源应用仪表或放射源贮存库周围辐射剂量率的实时监测,当所监测区域的辐射剂量率超过预设的报警阈值,或者出现放射源非正常移动路线、丢失等情况下,在现场和监控室及时发出报警信号,监控工作人员以最快的时间做出反应,以保证放射源应用仪表的安全。同时实时地将数据及状态上传给安全管理部门和相关负责人。

3放射源在线检测系统功能介绍及测试流程

放射源在线检测系统分为四个模块,分别是：放射源在线检测仪(始端)、信号传输系统、企业管理平台、环保监测平台(终端),四个模块实现不同的功能,相互配合。

3.1放射源在线检测仪(始端)

采集放射源基础信息：采集放射源基础信息是本系统最基础的部分,需要保证放射源基础信息采集部分是完善的,在此需测试放射源的信息采集功能是否正确精准,包括是否能够采集到放射源信息、采集的信息会不会出现错误等。采集放射源地理信息：放射源地理信息的收集是本系统的第二个主要功能,需要保证放射源地理位置信息尽量不会出现错误。在此需在线检测系统能否采集到放射源位置信息,位置信息是否准确,若不准确,误差范围测试。用电方式管理：本系统设置两种用电方式,第一种为外接电源供电,第二种为电池供电,在外接电源不能正常工作的情况下才启动备用电池。故在此模块中需检测外接电源的使用情况,发生硬件故障的概率,检测在外接电源没有正常工作时备用电池是否能正常启动、备用电池的使用时间、备用电池发生故障的概率等。

3.2信号传输系统

获得放射源基础信息：在始端设备采集了放射源基础数据信息后,本模块需要获取这些信息,在此可测试该模块是否能完整地获得放射源基础数据信息,若不完整,那不完整的概率是多少,若在获得信息过程中出现信息丢失,那是否有办法再次获得信息。发送放射源基础数据信息：在获得了放射源基础信息后,传输系统需要将信息发送出去,这里可测试该模块是否能完整地将自己获得的信息发送出去,若不能完整地发送,那发生失败的概率是多少,在能够发送的前提下,会不会有发送错误,若出现发送错误,那发送错误的类别是什么,发送信息时错误的概率是多少。获得地理信息数据及发送地理信息数据：操作同3.2第一步。

3.3企业管理平台

本企业放射源信息管理：在企业平台上需要登记本单位放射源的基本信息,此处属于简单的数据库操作,故不需做太复杂的测试,仅需测试模块的容错性、界面美观性、安全保密性等。本企业放射源类别管理：企业需要对所拥有的放射源的类别进行管理,操作同上。报警信息处理：在接收不到放射源基础数据信息时或是检测到放射源用电方式改变时需要发出警报,这里需要测试警报是否足够清晰明了,能否使工作人员及时知晓问题所在。同时需要测试系统会不会出现错误报警,若是出现误报,则误报的概率是多少。处理日志管理：此模块的主要作用是记录每次处理事故的过程,并提交环保监测平台,操作同3.3第一步。

3.4环保检测平台(终端)

单位放射源列表管理：此模块以单位分组,详细记录每一个放射源的信息。此处属于简单的数据库操作,操作同3.3。放射源级别管理及放射源种类管理：为放射源划分详细种类并记录信息,操作同第一步。放射源移动申请管理：此模块接收企业提交的放射源移动申请,可对于申请做出批示。此处需测试环保监测平台能否成功接收到企业提交的移动申请,若不能正确接收,那接收不到的概率是多少。在对申请做出批示之后要把批示结果返回企业,这里需测试批示是否能发送到企业,若不能将批示结果返回企业,那遗失返回结果的概率是多少。另外,因批示结果为布尔型(同意或拒绝),那在返回的结果中会不会出现错误的返回结果,若会出现错误的返回结果那错误结果发生的概率是多少。报警类别管理：报警分为放射源异常放射、检测仪器掉电等不同类型,此处将详细记录各报警类别的信息。此处属于简单的数据库操作,操作同第一步。报警信息处理：在接收不到放射源基础数据信息时或检测到放射源用电方式改变时需要发出警报,同样,在放射源地理位置信息改变时也要发出警报。这里需测试警报是否足够清晰明了,能否使工作人员及时知晓问题所在。同时需要测试系统会不会出现错误报警,若是出现误报,则误报的概率是多少。

4结语

为弥补当前环保部门对核技术利用监管手段的单一,实现放射源安全监管的全覆盖,国内个别城市环保部门已对相关科研实验单位开展了放射源在线检测系统的尝试。2015年12月,北京原子能院启动了放射源远程实施监控,目前正处于试运行阶段。尽管该系统从技术层面上能够实现对日常管理的需要,但在建设与应用过程中还是会遇到许多必须解决的现实问题,而关于这些问题的解决思路和方案,对该系统平台的优化和推广具有一定参考和借鉴。

参考文献

[1]放射性同位素与射线装置安全和防护条例,国务院令第449号[Z].

[2]放射性同位素与射线装置安全许可管理办法,环保部令第3号[Z].

[3]放射源的安全管理[M].北京：原子能出版社,2003.

[4]放射源的安全使用[M].北京：原子能出版社,2005.

[5]核技术利用与环境管理[M].北京：中国环境科学出版社,2006.

作者：张敏 刘国强 单位：中国核动力研究设计院第一研究所