輻射監測類型科普知識
輻射監測是指為了評估和控制輻射或放射性物質的照射,對劑量或污染所進行的測量及對測量結果所作的分析和解釋。習慣上,將輻射監測按其對象進行分類,分為環境監測、工作場所監測、流出物監測、個人劑量監測。一、環境監測1.監測目的環境監測的目的是為了檢驗監測對象是否和國家、地方、行業或審管部門的有關規定相符合;監視設施運行狀態;及時發現環境中放射性水平的變化趨勢和異常情況。在事故工況下,為事故應急工作提供決策依據。監測結果既是環境影響評價的基礎,也可以用于驗證評價模式。2.監測類別根據設施不同階段,環境監測可分為運行前的本底調查,運行中的常規監測,壽期終結時的退役監測,事故工況下的應急監測。應根據不同的監測類別和相關規范要求,制定有針對性的監測方案。3.監測對象環境監測的對象是陸地γ
輻射及環境介質和生物體中放射性核素的濃度或含量。應監測的環境介質包括空氣、水、各類水體底泥、土壤;應監測的生物體包括陸生生物和水生生物,重點應考慮本土食用性生物、牧草和放射性核素指示體生物的監測。在核技術利用領域,源的釋放規模小,環境風險相對較低,可根據源和環境具體情況及相關監測技術規范要求適當選擇監測對象和監測項目。4.監測方法環境監測方法按其采樣方式可分為:就地測量和實驗室監測。就地測量時不改變測量樣品在環境中的狀態,這種監測方法常用于測定輻射場的特性、鑒別放射性核素并確定其大致濃度。其優點是能快速獲得結果;缺點是在某些情況下,這類監測不能滿足相關要求,需要與實驗室監測方法配合使用。實驗室監測是取樣到實驗室進行分析和測量,它是環境監測的主要方法。它能更精確地分析和測定放射性核素的濃度,描述其空間分布;也能提供放射性核素的化學和物理形態。其缺點是取樣和分析工作量大,測量結果的解釋較為困難。環境樣品特別是生物樣品放射性濃度很低,成分復雜,監測技術要求高。因此,監測工作應嚴格執行《環境核輻射監測規定》(GB12379-90)、《電離輻射監測質量保證一般規定》(GB8999-88)、《輻射環境監測技術規范》(HJ/T61-2001)等技術規范以及相關核素的分析測量方法、標準。二、工作場所監測1.監測目的工作場所輻射監測的主要目的是:(1)了解工作場所及鄰近地區的輻射水平與輻射分布情況,評價工作場所是否符合輻射防護標準,保證工作人員工作環境安全;(2)及時發現異?;蚴鹿是闆r,防止工作人員受到不必要或超劑量照射,工作場所受到污染;(3)為優化工藝過程,完善防護措施提供資料;(4)在某些情況下,監測結果可以用來評價工作人員的受照劑量。2.監測分類投運前本底調查的內容主要是工作場所輻射水平的監測。在項目竣工調試或試運行階段,需要開展項目竣工驗收監測,以驗證項目安全防護是否達到設計標準、環境影響評價要求和審管部門提出的要求。竣工驗收監測合格后,設施方可正式投入運行。工作場所的常規監測包括日常工作中的例行監測、不定期監測和定期監測。某些裝置在源強發生變化或維修后,輻射場可能發生變化,需要對工作場所進行監測。如γ
輻照裝置加裝源后,射線裝置維修后,均應對工作場所進行監測。相關監測資料在輻射安全許可證申領、續證和輻射安防護狀況年度評估工作中,均有需要。核技術利用中,使用Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類放射源的場所,生產放射性同位素的場所,按照《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》確定的甲級、乙級非密封放射性物質使用場所,以及終結運行后產生放射性污染的射線裝置等退役項目,在完成退役后,均應進行場所終態監測。工作場所放射源失控或開放型工作場所通風系統故障或放射性物質包容失效造成工作場污染的事故工況下,需開展場所應急監測。在應急監測過程中,應注意人員防護和避免監測儀器被污染。廢舊金屬回收熔煉企業,為了防止放射源被誤熔煉,也要求建立輻射監測系統,對來料、廢舊金屬原料入爐前、產品出廠前進行輻射監測。3.監測內容工作場所外照射監測(1)X、γ 外照射監測工作場所X、γ 外照射的監測,是核技術利用中最常見的監測項目。監測場所主要包括源容器屏蔽性能測量,工作場所屏蔽體防護性能的測量,關注點(人員活動地方)的測量。測量方法依據相關規范、標準。監測儀器比較好選用便攜式周圍劑量當量率儀,也可選用空氣比釋動能率儀、空氣吸收劑量率儀。常用的便攜式劑量率儀有電離室、閃爍體、G-M 管、正比計數管、半導體等不同類型儀器,它們具有不同的特點、性能和應用范圍。防護用便攜式劑量率儀的性能應符合相關規范要求,如相對固有誤差、重復性、量程、能量響應、角響應等指標應符合相關要求。用于脈沖場測量的儀器,對時間響應還有要求。(2)β 外照射監測對β 輻射,防護上所關心的是皮膚和眼晶體。β 外照射監測比較好的儀器是閃爍計數型巡測儀,這種儀器量程寬,既可滿足常規和某些操作監測的要求,也可滿足強β 輻射場(檢修、處理強β
放射性等)的監測要求。此外,這種儀表可避免β、γ 甄別問題,特別適合β、γ 混合場的監測。必須注意測量儀器的探測下限,低于能量閾值的β
粒子是測不到的。(3)中子輻射監測工作場所中子輻射監測可用中子劑量當量(率)儀。需要注意的是,γ 輻射往往伴隨著中子輻射而存在,在選擇儀器時,要考慮γ 輻射的影響。(4)在線監測系統工作場所放射源或輻射源處在失控狀態時,會使工作人員受到意外的超劑量的事故照射。為了監控源的工作狀態和工作場所的輻射水平、滿足監管上的需要,可以在工作場所合適位置安裝在線監測系統。要求監測系統可靠性好,操作方便,響應時間快;具有超閾值報警(聲光報警)、與防護門聯鎖、測量數據存儲等功能。為了管理上的方便,可選用具有一定通信距離的工業無線網絡通信方式,或采用GPRS無線網絡傳輸,實現遠程聯網。工作場所表面污染監測(1)監測目的在放射性操作中,有時會發生放射性物質的泄漏、逸出,引起人體、工作服、地面或設備等表面污染。這些放射性物質可能經口或通過皮膚滲透轉移到體內,也可能再懸浮到空氣中,經呼吸道進入體內,形成內照射危害。某些核素的污染還可能對人體造成外照射危害。此外,在放射性區域被污染的設備或其它物品,若轉移到非放射性區域,還有可能造成環境污染。工作場所放射性表面污染監測的主要目的是:①了解工作場所及人體等放射性表面污染是否符合《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871—2002)規定的限值標準;②查明污染范圍,方便清污工作,防止污染蔓延;③及時發現防護措施、工藝過程存在的問題,避免重大事故的發生;④為制定個人監測計劃和空氣監測計劃及完善工藝操作規程提供資料。(2)監測方法表面污染監測方法有直接測量法和間接測量法。直接測量:把儀器探頭置于待測表面之上,根據儀器的讀數直接確定表面污染水平。用于測量可去除的和固定的表面污染。間接測量:采用擦試法進行,用于測量可去除的表面污染。當表面有非放射性液體或固態的沉淀物或有干擾輻射場存在時,直接測量可能是特別困難的或不可能的。特別是由于場所或相對位置的局限,使直接測量不容易接近污染表面,或者是干擾輻射場嚴重地影響污染監測儀的工作時,間接方法一般更為合適。但是,間接方法不能測量固定污染,又由于去除因子通常有較大的不確定性,故間接方法一般更多地用于可去除污染的測量。由于直接方法和間接方法對測量表面污染均存在固有的缺陷,所以在很多情況下,兩種方法都采用,以保證測出結果比較好地滿足測量的目的。工作場所表面污染測量方法詳見《表面污染測定第1部分β發射體(Eβmax>0.15MeV)和α
發射體》(GB/T14056.1—2008)。需要注意的是,該標準只適用于以單位面積放射性活度表示的設備、設施、放射性物質的容器以及密封源的表面污染測定。不適用于皮膚和工作服的污染測定。氚表面污染的測量方法見《表面污染測定第2部分氚表面污染》(GB/T14056.1—2011)。皮膚和工作服的污染測量方法見《職業性皮膚放射性污染個人監測規范》(GBZ166-2005)。在開放型工作場所出口處設置全身表面或手腳污染儀,可防止工作人員帶出放射性物質,污染非放射性區域或環境。下圖為幾款表面污染監測儀。工作場所空氣污染監測(1)監測目的在開放型工作場所,如果空氣受到放射性物質的污染,不僅會造成外照射,更重要的是在空氣中形成放射性氣溶膠。當工作人員吸入放射性氣溶膠時,其中部分放射性核素將滯留于體內,形成內照射危害。所以工作場所空氣污染的監測,對保障工作人員的安全具有重要意義。工作場所空氣污染監測的目的是:①確定工作人員可能吸入放射性物質的上限(攝入量上限),以估計安全程度;②及時發現異常或事故情況下的污染,以便及早報警,并對異常或事故進行分析,采取相應的對策;③為制定內照射個人監測計劃提供必要的參考資料,提出特殊的個人內照射監測要求;④考核工藝設計、工藝設備的性能或操作程序是否達到防護設計的要求。(2)監測方法監測方法是通過空氣抽吸過濾的方法和粘著法。樣品送實驗室進行分析測量。工作場所的空氣污染監測,根據不同的監測要求與監測目的,可以采取不同的監測手段與方法。對于常規監測,應在場所內若干能合理象征工作人員呼吸帶的位置上,使用固定取樣器或可移動的取樣器,在不同的運行階段以不同的頻次進行區域取樣,獲取短期樣品。對于操作監測,為了反映操作程序對污染的影響,應在若干呼吸帶的位置上,在不同的操作階段獲取相應的樣品;如果需要得到更具有代表性的呼吸帶空氣樣品,應使用個人空氣取樣器。對于在空氣污染水平有可能發生急驟變化的場所,必須進行連續監測,并設置空氣污染濃度的異常變化報警閾。在很多情況下,這種監測針對污染源附近的空氣要比呼吸帶更為有效。在對空氣污染進行核素活度濃度定量監測的同時,必須對污染物的物理化學性質及其可轉移性、污染物的粒度分布進行調查或測量。三、流出物監測1.監測的目的和環境監測的目的一樣,流出物監測的目的也是為了檢驗監測對象是否符合國家、地方、行業相關標準或審管部門有關規定的要求。流出物監測的對象是實踐單元通過預定途徑排入環境的流出物。流出物監測的結果,既是采用模式估算公眾劑量時所需的源項,也是環境評價的基礎。2.氣載流出物監測操作非密封源的乙、丙級工作場所一般可以用定期取樣測量的方法對氣態流出物進行監測;對于甲級工作場所,其氣態流出物年排放量可能達到允許排放限值或排放量的明顯份額的,需進行在線連續監測。監測點:排放口;監測項目:氣溶膠、應用核素濃度;監測頻次:每年不少于 1 次。3.液態流出物監測核技術利用領域涉及的液態流出物監測要求:4.監測方法流出物監測方法主要是采樣送實驗室測量。關于樣品采集、制備和測量的方法、要求,按相關的規范、標準、方法執行。四、個人劑量監測輻射防護的目的在于保障工作人員的安全和健康。工作人員受到的輻射照射分為外照射和內照射兩種,相應的劑量監測分為外照射個人劑量監測和內照射個人劑量監測。外照射個人劑量監測在核技術利用單位中,普遍開展。對開放性工作場所,有些情況下需要開展內照射個人劑量監測。1.外照射個人劑量監測(1)監測目的外照射個人劑量監測是指利用工作人員佩帶劑量計對個人劑量當量進行的監測,以及對測量結果的解釋。這種監測的主要目的是對明顯受到照射的身體或組織所接受的平均當量劑量或有效劑量作出估算,進而限制工作人員個人所接受的劑量水平,并且證明工作人員所接受的劑量是符合有關標準的。此外,可以提供工作人員所受劑量的趨勢和工作場所條件,以及在事故照射情況下的有關資料。(2)監測類型監測可分為常規監測、任務相關監測和特殊監測。①常規監測用于連續性作業。要求定期發放和回收個人劑量計。②任務相關監測是指執行某項特定的操作開始時進行的監測。在劑量率較高的區域內進行操作時,除了佩帶常規的個人劑量計外,通常還要求佩帶直讀式劑量計和個人劑量報警儀。③特殊監測是在異常情況發生或懷疑其發生時進行的監測。如在事故應急和處置現場,有可能受到大劑量的照射,需要佩帶個人劑量報警儀,有助于防止工作人員受到嚴重的照射或降低所受的劑量。報警劑量計不需要很高的準確度,但要求高度可靠。(3)監測周期常規監測的周期應綜合考慮放射工作人員的工作性質、所受劑量的大小、劑量變化程度及劑量計的性能等諸多因素。常規監測周期一般為1個月,較長不得超過3個月。較普遍的做法是按季度為周期。任務相關監測和特殊監測應根據輻射監測實踐的需要進行。(4)個人劑量計的選擇用于外照射個人劑量監測較常用的劑量計是熱釋光個人劑量計,它適用于工作場所存在β、γ 和X 輻射場的工作人員個人劑量監測。對中子劑量測量可使用固體核徑跡探測器、TLD反照率劑量計等。(5)個人劑量計的佩帶在使用個人劑量計時,應當佩帶在軀干表面受照較強的部位,一般佩帶在左胸前。當輻射主要來自人體背面時,劑量計應佩帶在背部中間。四肢特別是手部所受劑量較大時,應佩帶附加的劑量計。帶有防護圍裙工作的情況,需要使用兩個劑量計,一個佩帶在圍裙內側用來估算有效劑量,另一個佩帶在圍裙外側用來估算皮膚和眼睛的當量劑量。(6)個人劑量監測管理①個人劑量監測應有專人管理。管理人員應定期發放和回收個人劑量計,監督日常保管和使用,防止丟失和誤用。②個人劑量計未使用期間,應妥善保管,防止受到誤照射。操作開放射型放射性物質的工作人員,應注意避免劑量計受到污染。③有監測能力的單位可以自行監測;不具備自行監測能力的單位,可以委托有相應資質的機構監測。④發現個人劑量監測結果異常的,應當立即核實和調查,并將有關情況及時報告輻射安全許可證發證機關。⑤職業照射個人劑量檔案終生保存。⑥監測的質量保證按相關規范標準執行。2.內照射個人劑量監測(1)監測目的通過工作場所的監測可以知道哪些工作人員有吸入放射性物質的可能。為了測出每個人真正吸入的量,還要進行專門的監測。應根據工作性質、現場條件,定期進行這種監測。在某些情況下(如場所監測表示到達了調查水平,或工作人員自己懷疑工作中出了差錯而發生放射性物質的吸入事故時),還要及時進行針對性的監測,如內照射個人劑量監測。(2)監測方法內照射監測方法包括直接測量(也叫*體測量)和間接測量(也叫生物樣品分析)兩類。內照射個人劑量的監測,不像外照射監測相對簡單,它除了大量的測量工作外,還涉及模式計算等復雜評價過程。因此,內照射監測需要制定周詳的監測計劃,在專業人員的指導下開展工作。參考文獻:[1]電離輻射安全與防護基礎應知應會.生態環境部輻射源安全監管司.