王曉濤 陳棟梁 周曉劍

環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京 100082

核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)的建設(shè)與設(shè)想

王曉濤 陳棟梁 周曉劍

環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京 100082

對環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心規(guī)劃建設(shè)的“核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)”的建設(shè)背景、設(shè)計(jì)思路、功能、重點(diǎn)監(jiān)控內(nèi)容等進(jìn)行了介紹，論述核技術(shù)利用在線監(jiān)控是強(qiáng)化核技術(shù)利用安全監(jiān)管的必要手段。

核技術(shù)；放射源；在線監(jiān)控；安全監(jiān)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

核技術(shù)利用，是指密封放射源、非密封放射性物質(zhì)和射線裝置在醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)調(diào)查、科學(xué)研究和教學(xué)等領(lǐng)域中的使用[1]。核技術(shù)利用在造福于人類的同時(shí)，因管理、使用不當(dāng)或者失控，就可能污染環(huán)境，甚至危害公眾的健康和生命。同時(shí)由于放射源所發(fā)射出的射線是不可見的，照射在人體上沒有任何感覺，人們往往會(huì)對不可感知的危害產(chǎn)生恐懼心理，而且公眾對放射源缺乏科學(xué)的認(rèn)識(shí)，往往與核武器、核電站事故的巨大危害聯(lián)系在一起，有時(shí)一起低危險(xiǎn)放射源丟失事故就會(huì)引起公眾的恐慌，并導(dǎo)致局部社會(huì)的不穩(wěn)定。因此國際上普遍對放射源的安全管理極為重視。

1 我國核技術(shù)利用及輻射事故概況

我國核技術(shù)利用雖然起步較晚，但發(fā)展很快，目前已有5.5萬多家核技術(shù)利用單位，在用放射源9.7萬余枚，X射線機(jī)、加速器等射線裝置10.3萬余臺(tái)，國家及各省城市放射性廢物庫收貯有廢舊放射源10萬余枚。目前我國在用放射源和廢舊放射源的情況見表1。

表1 我國在用放射源和廢舊放射源統(tǒng)計(jì)

放射源的應(yīng)用在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和改善人們生活的同時(shí)，也會(huì)給社會(huì)安全帶來潛在危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國1988～1998年的11年間共發(fā)生332起輻射事故，平均每年30起；2003～2008年共發(fā)生185起輻射事故，平均每年31起；2009～2011年共發(fā)生50起輻射事故，平均每年16起。按照我國輻射事故致人員受照案例統(tǒng)計(jì)情況[2]，放射源的工業(yè)應(yīng)用和輻照裝置是輻射事故的多發(fā)行業(yè)。

2 核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)的必要性

許多發(fā)達(dá)國家在結(jié)合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)采用了各自的放射源在線監(jiān)控措施，如美國針對所有的核材料和危險(xiǎn)放射源建立了“核指紋庫”，以方便追蹤任何非法放射物質(zhì)轉(zhuǎn)移；德國采用GIS+數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對德國所有放射源的在線監(jiān)控；韓國專門針對γ射線探傷放射源開發(fā)了動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)管部門可以實(shí)時(shí)掌控所有γ射線探傷機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)與工作位置。

與發(fā)達(dá)國家相比，目前我國核技術(shù)利用監(jiān)管手段過于單一，只是依靠行政手段和監(jiān)管人員到現(xiàn)場的監(jiān)督檢查，而沒有采用必要的技術(shù)措施，同時(shí)各級監(jiān)管隊(duì)伍的人員力量與放射源的應(yīng)用規(guī)模相比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)實(shí)際工作的需要，非常迫切需要建立核技術(shù)利用在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)放射源全面監(jiān)控，使我國的輻射安全監(jiān)管與國際水平接軌。目前國內(nèi)幾個(gè)地方環(huán)保部門已開始了一些小范圍試驗(yàn)工作，國內(nèi)一些單位對在線監(jiān)控的技術(shù)方法上也開展了一些技術(shù)研究工作，為核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)的建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)，因此建設(shè)核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)是現(xiàn)實(shí)中需要、技術(shù)上可行的。

3 核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)的主要功能

3.1 建設(shè)目標(biāo)

核技術(shù)利用安全在線監(jiān)控平臺(tái)是集固定放射源、移動(dòng)放射源自動(dòng)監(jiān)控儀器及門禁系統(tǒng)為一體的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)及應(yīng)用的綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，通過輻射監(jiān)測技術(shù)與IT技術(shù)相融合，將監(jiān)控信息通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)，全面提高我國核技術(shù)利用監(jiān)管工作水平。

3.2 在線監(jiān)控平臺(tái)的構(gòu)成

與同班級或同年級的大學(xué)生相比，退役復(fù)學(xué)高職生有豐富的軍隊(duì)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)、較強(qiáng)的工作能力和堅(jiān)決完成任務(wù)的決心與毅力。讓他們協(xié)助高職院校學(xué)生管理者管理班級，或者參與其他學(xué)生教育管理工作，不僅能促使他們加強(qiáng)自我修煉、自我教育，而且能夠充實(shí)、壯大高職院校學(xué)生管理工作隊(duì)伍。

核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)由三大系統(tǒng)構(gòu)成：在線監(jiān)控中心系統(tǒng)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

在線監(jiān)控中心系統(tǒng)部署在國家核技術(shù)在線監(jiān)控中心（環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心），實(shí)現(xiàn)全國核技術(shù)在線監(jiān)控集中調(diào)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示；監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)在監(jiān)控對象工作場所內(nèi)，實(shí)時(shí)采集相關(guān)信息，包括輻射劑量率信息采集、視頻信息采集等；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)從監(jiān)控對象前端的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，經(jīng)分控中心隨后到達(dá)國家輻射源在線監(jiān)控中心的安全、快速、穩(wěn)定的傳輸。

3.3 在線監(jiān)控平臺(tái)的功能

在線監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能包括三個(gè)層面：第一層面是“前端硬件及信息采集”，即負(fù)責(zé)放射源使用、運(yùn)輸、貯存等過程的狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字化采集，這是信息化監(jiān)控與管理的基礎(chǔ)；第二層面是“數(shù)據(jù)傳輸”，利用先進(jìn)的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、定位儀技術(shù)、多媒體技術(shù)等多種傳輸手段，將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心；第三個(gè)層面是“實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理”，即在全面準(zhǔn)確了解相關(guān)固定、移動(dòng)放射源的狀態(tài)、位置等具體信息的基礎(chǔ)上，對放射源實(shí)現(xiàn)合理、有效管理，包括跟蹤顯示移動(dòng)放射源的具體位置、對是否位于密封罐內(nèi)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對異常情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警以及在緊急狀態(tài)下的應(yīng)急響應(yīng)與處理等。

4 核技術(shù)利用在線監(jiān)控的重點(diǎn)

正如前面所述，我國放射源的工業(yè)應(yīng)用和輻照裝置是輻射事故的多發(fā)行業(yè)，而發(fā)生重大人員傷亡事故主要是在γ輻照置上，在線監(jiān)控的重點(diǎn)將針對危險(xiǎn)性較大的γ輻照置、移動(dòng)使用的放射源和放射源貯存庫等。

4.1 I類工業(yè)用放射源和I類射線裝置

建立全國I類工業(yè)放射源和I類射線裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防止人員誤入誤照的監(jiān)控，對監(jiān)控裝置工作期間場外劑量率及裝置安全聯(lián)鎖的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，給出安全工作或其放射源退出工作場所處于安全狀態(tài)的指示。

我國運(yùn)行中的工業(yè)γ輻照裝置近200座，分布在全國28個(gè)省、直轄市和自治區(qū)，共使用Ⅰ類放射源約9000枚。由于歷史原因，我國γ輻照裝置普遍安全性能比較差，無論從規(guī)模、集約程度還是從自身安全設(shè)計(jì)方面，與國際先進(jìn)水平國家相差甚遠(yuǎn)。2004年山東濟(jì)寧重大輻射事故造成了2人受照死亡事故后，環(huán)境保護(hù)部為加強(qiáng)這一領(lǐng)域的安全監(jiān)管，及時(shí)出臺(tái)了《γ輻照裝置運(yùn)營安全要求》，對安全措施不能滿足要求的輻照裝置責(zé)令停止使用，限期整改。但是仍然有個(gè)別不滿足要求的單位雖然口頭上承諾停止使用，但監(jiān)管人員離開后便擅自啟用存在安全隱患的輻照裝置，最終導(dǎo)致人員受照事故，2008年4月11日發(fā)生的山西太原輻照裝置事故便是一個(gè)實(shí)際的例子。

通過安裝在線監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)管部門便可及時(shí)發(fā)現(xiàn)違法使用的情況，避免事故的發(fā)生。同時(shí)，輻照裝置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)在使用中會(huì)出現(xiàn)失靈，許多單位為了片面追求經(jīng)濟(jì)利益，在安全聯(lián)鎖系統(tǒng)失靈時(shí)仍然堅(jiān)持生產(chǎn)，最后導(dǎo)致事故的發(fā)生。如果采用在線監(jiān)控措施，實(shí)時(shí)掌握運(yùn)營中輻照裝置的安全狀況，可以及時(shí)制止違章操作行為，也可有效地防止事故發(fā)生。

4.2 Ⅲ類以上移動(dòng)放射源

建立Ⅲ類以上移動(dòng)放射源的在線監(jiān)控系統(tǒng)，配備定位、監(jiān)控、識(shí)別、通信傳輸?shù)仁侄?，對移?dòng)作業(yè)場所及放射源監(jiān)控出/入機(jī)的情況等進(jìn)行監(jiān)控。

我國目前有近千臺(tái)移動(dòng)使用的γ探傷機(jī)和石油測井用放射源，由于工作的特點(diǎn)，經(jīng)常需要移動(dòng)到異地和野外作業(yè)，導(dǎo)致運(yùn)輸途中、野外使用和暫存時(shí)發(fā)生放射源丟失事故，一旦丟失很難尋找。同時(shí)，按照規(guī)定，移動(dòng)到外地使用前需要到使用地環(huán)保部門進(jìn)行備案，許多使用單位為了節(jié)省時(shí)間，違章將放射源移動(dòng)到外地使用，給監(jiān)管工作帶來許多不必要的困難。

通過安全在線監(jiān)控設(shè)備，可以及時(shí)了解移動(dòng)使用放射源的位置、狀態(tài)，既可防止違章異地使用，又可在放射源丟失時(shí)及時(shí)尋找放射源，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。

4.3 放射性廢物貯存庫

建立廢源庫存貯地在線監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置庫存放射源顯示屏，實(shí)現(xiàn)高活度放射源定點(diǎn)監(jiān)控、放射源庫出入口監(jiān)控、入侵監(jiān)控等。

我國建有國家放射性廢物貯存庫1座，31個(gè)省市均建設(shè)有城市放射性廢物貯存庫，同時(shí)放射源生產(chǎn)廠家和許多使用放射源較多的單位也建有放射源貯存庫。由于放射源貯存庫是放射源集中的地方，一旦被非法侵入和被盜，會(huì)導(dǎo)致大量放射源丟失。

通過安裝在線監(jiān)控設(shè)備，可以提高放射源庫的安全級別，有效防止放射源丟失事故。

4.4 廢舊金屬回收冶煉過程

建立廢舊金屬回收冶煉過程的放射性在線監(jiān)控系統(tǒng)，配備監(jiān)控、識(shí)別、通信傳輸?shù)仁侄危趶U舊金屬原料入爐前、產(chǎn)品出廠前進(jìn)行輻射監(jiān)測，實(shí)時(shí)掌控產(chǎn)品的放射性指標(biāo)。

《放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)條例》[3]（國務(wù)院449號(hào)令）第三十九條明確指出,“金屬冶煉廠回收冶煉廢舊金屬時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取必要的監(jiān)測措施，防止放射性物質(zhì)熔入產(chǎn)品中。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)問題的，應(yīng)當(dāng)及時(shí)通知所在地設(shè)區(qū)的市級以上人民政府環(huán)境保護(hù)主管部門”。但是，由于金屬冶煉廠和廢舊金屬回收企業(yè)不是涉源單位，輻射安全意識(shí)淡薄、專業(yè)知識(shí)缺乏，回收金屬中夾帶的放射性物質(zhì)很容易被冶煉；此外，由于這些單位不需要申請輻射安全許可證，環(huán)保部門沒有去管理的著力點(diǎn)。因此開展對金屬冶煉廠和廢舊金屬回收企業(yè)開展在線的放射性監(jiān)測、監(jiān)控意義重大，同時(shí)也是政府管理職能的延伸。我國2010年發(fā)生了多起放射性物質(zhì)熔入金屬的事件，對社會(huì)形成恐慌，在國際上也形成不好的影響，并建成經(jīng)濟(jì)上的極大浪費(fèi)。

我國目前有廢舊金屬冶煉回收企業(yè)上千家，依據(jù)《放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)管理辦法》[4]（環(huán)境保護(hù)部令第18號(hào)）要求，該類企業(yè)在進(jìn)行廢舊金屬回收冶煉時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，在廢舊金屬原料入爐前、產(chǎn)品出廠前必須進(jìn)行輻射監(jiān)測，并將放射性指標(biāo)納入產(chǎn)品合格指標(biāo)體系中。

通過安裝在線監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)管部門就可實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)輻射監(jiān)測結(jié)果是否明顯異常，有異常時(shí)立即采取相應(yīng)控制措施，防止引起放射性污染。

5 小結(jié)

核技術(shù)利用在線監(jiān)控是強(qiáng)化核技術(shù)利用安全管理的必要手段，建立核技術(shù)利用在線監(jiān)控平臺(tái)能夠有效提高我國核技術(shù)利用安全監(jiān)管工作的信息化水平，同時(shí)提高對輻射事件、事故的快速響應(yīng)能力。

[1]中華人民共和國.放射性污染防治法，2003.

[2]潘自強(qiáng).輻射安全手冊.科學(xué)出版社，2011

[3]中華人民共和國國務(wù)院令第449號(hào),放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)條例,2005.

[4]環(huán)境保護(hù)部令第18號(hào).放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)管理辦法，2011.

Construction and Tentative Plan for On-line Monitoring Platform on Utilization of Nuclear Technology

Wang Xiaotao，Chen Dongliang, Zhou Xiaojian
Nuclear and Radiation Safety Center, Beijing 100082,china

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.15.004