葉 榕 王慶斌 吳青彪 王懷寶 王宇飛

( 1.中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所東莞分部， 廣東 東莞， 523808；2.東莞中子科學(xué)中心， 廣東 東莞， 523808)

0 引言

中國(guó)散裂中子源(CSNS)于2012年3月在廣東東莞開(kāi)工建設(shè)，采取邊安裝、邊調(diào)束、邊施工的方式來(lái)進(jìn)行工程建設(shè)。2014年10月CSNS加速器首臺(tái)設(shè)備負(fù)氫離子源進(jìn)入隧道安裝；2015年4月加速器前端的射頻4級(jí)加速器(RFQ)成功出束；2017年7月，快循環(huán)同步加速器(RCS)成功將質(zhì)子束流加速到設(shè)計(jì)能量1.6 GeV；2017年8月，首次打靶成功，獲得中子束流。CSNS將于2018年3月建設(shè)完成，并對(duì)用戶(hù)開(kāi)放[1]。

CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從2014年5月起對(duì)參加散裂工程的工作人員配備OSL個(gè)人劑量計(jì)，2015年3月加速器進(jìn)入全面調(diào)試階段，技術(shù)安全辦公室為加速器技術(shù)部集中配備OSL個(gè)人劑量計(jì)，隨后的幾個(gè)月，加速器的其他系統(tǒng)逐步參與調(diào)試安裝，相應(yīng)的也為其工作人員配備OSL個(gè)人劑量計(jì)，用來(lái)進(jìn)入控制區(qū)進(jìn)行調(diào)試安裝。同時(shí)，還為技術(shù)支持部安裝維修人員配備OSL個(gè)人劑量計(jì)，以進(jìn)入控制區(qū)協(xié)助安裝維修工作。2016年12月底，加速器全面進(jìn)入RCS環(huán)和RTBT調(diào)試階段，靶站譜儀大廳作為控制區(qū)毗鄰區(qū)，技術(shù)安全辦公室又為靶站譜儀大廳的安裝人員配備OSL個(gè)人劑量計(jì)。從2017年第3季度開(kāi)始，CSNS逐步進(jìn)入打靶調(diào)試階段，在2017年第3季度加入了CR39中子個(gè)人劑量計(jì)。

CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)采用OSL與CR-39組合的胸章式個(gè)人劑量計(jì)，同時(shí)配備筆式個(gè)人劑量報(bào)警儀和手持式個(gè)人劑量報(bào)警儀作為補(bǔ)充手段，對(duì)工作人員進(jìn)行外照射劑量監(jiān)測(cè)。

1 CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)對(duì)象和管理目標(biāo)值

根據(jù)《放射性同位素與射線(xiàn)裝置放射防護(hù)條例》[3]和《放射工作人員健康管理規(guī)定》[4]中的規(guī)定，對(duì)進(jìn)入CSNS實(shí)驗(yàn)區(qū)，如進(jìn)入中控室、隧道、靶站大廳、譜儀大廳等放射工作場(chǎng)所各部門(mén)工作人員(包括職工、學(xué)生、臨時(shí)、外聘、返聘等工作人員)都進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。

CSNS各部分隧道結(jié)構(gòu)水平剖面圖見(jiàn)圖1[2]。

在CSNS的輻射防護(hù)設(shè)計(jì)中，依據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，借鑒其他國(guó)家散裂中子源關(guān)于屏蔽設(shè)計(jì)目標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬訂了CSNS職業(yè)照射工作人員防護(hù)設(shè)計(jì)的個(gè)人劑量管理目標(biāo)值為10 mSv/a[5]。

2 CSNS的輻射場(chǎng)特性、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的方法與質(zhì)量保證

2.1 輻射場(chǎng)特性

CSNS是一臺(tái)高能強(qiáng)流質(zhì)子加速器驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)中子源裝置，運(yùn)行時(shí)，高能質(zhì)子轟擊鎢靶，發(fā)生強(qiáng)子級(jí)聯(lián)，產(chǎn)生蒸發(fā)中子及級(jí)聯(lián)中子；并使原子核激發(fā)，產(chǎn)生瞬發(fā)γ射線(xiàn)；同時(shí)產(chǎn)生感生放射性。因此，CSNS產(chǎn)生的輻射場(chǎng)是中子、γ混合的輻射場(chǎng)，并且能量大于20 MeV的高能中子占比較大，中子、γ劑量水平變化大。CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)，劑量計(jì)的選擇需適合中子、γ混合輻射場(chǎng)。γ個(gè)人劑量計(jì)可進(jìn)行β、X、γ輻射劑量監(jiān)測(cè)，且對(duì)中子無(wú)響應(yīng)；中子個(gè)人劑量計(jì)需對(duì)β、X、γ輻射不敏感，且能量響應(yīng)范圍足夠?qū)抂5]。

2.2 CSNS的個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用光致發(fā)光技術(shù)(OSL)進(jìn)行β、X、γ輻射劑量監(jiān)測(cè)。OSL個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括XA型劑量計(jì)，MicroStar便攜手動(dòng)讀數(shù)儀一臺(tái)，系統(tǒng)操控筆記本電腦一臺(tái)和手動(dòng)退火器一臺(tái)。

XA型劑量計(jì)，是專(zhuān)門(mén)為光子(X、γ、β)輻射而設(shè)計(jì)的OSL 4元件能量鑒別式個(gè)人劑量計(jì)，內(nèi)嵌CR39中子個(gè)人劑量計(jì)，可用于中子、γ混合輻射場(chǎng)的常規(guī)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。劑量計(jì)同時(shí)給出深部Hp(10)、淺表Hp(0.07)及眼晶體Hp(3) 3個(gè)劑量值；環(huán)境穩(wěn)定性好；可完全重復(fù)讀?。徊捎霉饧ぐl(fā)方式實(shí)現(xiàn)快速退火；劑量計(jì)靈敏度因子恒定不變，每個(gè)劑量計(jì)的靈敏度以二維碼形式刻在劑量計(jì)上，讀數(shù)儀在處理時(shí)自動(dòng)讀??；可以在任何一臺(tái)讀數(shù)儀上讀出準(zhǔn)確數(shù)值。

OSL個(gè)人劑量計(jì)測(cè)量范圍0.01 mSv～10 Sv，能量范圍5.0 keV～20 MeV；CR39中子個(gè)人劑量計(jì)的能量范圍0.25 eV～40 MeV，探測(cè)下限0.20 mSv。

2.3 個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)方法

2.3.1劑量計(jì)退火和配裝

加速器技術(shù)部輻射防護(hù)組給每位放射性工作人員配備2套個(gè)人劑量計(jì)交替使用。每個(gè)季度末，統(tǒng)計(jì)下季度參測(cè)人員名單，給OSL劑量計(jì)退火，手動(dòng)退火儀一次可退180片，退火完成后按名單給各組放射性工作人員配裝個(gè)人劑量計(jì)。

2.3.2劑量計(jì)收發(fā)

由技術(shù)安全辦公室通知各部門(mén)個(gè)人劑量管理員1周內(nèi)領(lǐng)取下季度的個(gè)人劑量計(jì)，并在2周內(nèi)收齊上季度測(cè)量的個(gè)人劑量計(jì)交給技術(shù)安全辦公室。超過(guò)本次收取時(shí)效的(收取時(shí)效指接到收取通知后2周以?xún)?nèi)交回個(gè)人劑量計(jì)的時(shí)間)，無(wú)故拖延不上交個(gè)人劑量計(jì)的部門(mén)或個(gè)人超過(guò)本季度測(cè)量時(shí)效的(測(cè)量時(shí)效指劑量計(jì)使用期3個(gè)月加上收取測(cè)量期1月以?xún)?nèi)的時(shí)間)，以及沒(méi)有正當(dāng)原因未參加季度個(gè)人劑量測(cè)量的分別制定相應(yīng)的處罰措施，以保障個(gè)人劑量測(cè)量的有序進(jìn)行。

2.3.3劑量計(jì)測(cè)量

劑量計(jì)收取完成后由技術(shù)安全辦公室統(tǒng)一送到個(gè)人劑量實(shí)驗(yàn)室，CSNS光子個(gè)人劑量計(jì)使用MicroStar便攜手動(dòng)讀數(shù)儀進(jìn)行測(cè)量。啟動(dòng)讀數(shù)儀和計(jì)算機(jī)，預(yù)熱30 min，進(jìn)行儀器自檢后，手動(dòng)裝填測(cè)量，每小時(shí)60枚劑量計(jì)。全部劑量計(jì)測(cè)量完成后，導(dǎo)出測(cè)量數(shù)據(jù)文檔。

2.4 數(shù)據(jù)處理

測(cè)量后得到的劑量值扣除天然本底，一次同時(shí)得到Hp(10)、Hp(0.03)及Hp(7) 3個(gè)劑量值，通過(guò)發(fā)放名單、劑量計(jì)編號(hào)、劑量計(jì)條碼等信息整理得到本季度個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.5 質(zhì)量保證

每年隨機(jī)選取一定數(shù)量的個(gè)人劑量計(jì)送到中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院進(jìn)行不同量級(jí)的輻照，然后用CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析進(jìn)而達(dá)到用個(gè)人劑量計(jì)來(lái)校正個(gè)人劑量讀出儀的目的。

CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)人需經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)來(lái)進(jìn)行操作。個(gè)人劑量計(jì)要保存在不受人工輻射干擾的地方，并在每個(gè)季度裝配時(shí)留存多余劑量計(jì)作為本底。

測(cè)量過(guò)程中加入質(zhì)量控制片(質(zhì)量控制片為輻照一定標(biāo)準(zhǔn)劑量的劑量片，用途為校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器的正常數(shù)據(jù)讀取，最好保存在干燥皿及鉛罐中)，個(gè)人劑量計(jì)可暫時(shí)保留劑量計(jì)不退火，發(fā)現(xiàn)異常后可重復(fù)測(cè)量。

2.6 系統(tǒng)維護(hù)

保持個(gè)人劑量實(shí)驗(yàn)室的整潔，并對(duì)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)各儀器進(jìn)行定期除塵，在不使用時(shí)進(jìn)行遮擋和覆蓋。廣東氣候潮濕，會(huì)影響儀器的正常使用，應(yīng)保持個(gè)人劑量實(shí)驗(yàn)室空調(diào)或除濕設(shè)備常開(kāi)來(lái)除濕。

2.7 個(gè)人劑量計(jì)佩戴和使用

放射工作人員進(jìn)入散裂中子源裝置實(shí)驗(yàn)區(qū)，如進(jìn)入中控室、隧道、靶站大廳、譜儀大廳等放射性工作場(chǎng)所，應(yīng)正確佩戴個(gè)人劑量計(jì)在前胸，切勿拆解、污染、暴曬及置于高輻射場(chǎng)所，損壞丟失需賠償，丟失或拾取聯(lián)系本部門(mén)個(gè)人劑量管理員，按時(shí)收繳更換劑量計(jì)。進(jìn)入強(qiáng)輻射工作場(chǎng)所時(shí)，除佩戴個(gè)人劑量計(jì)外，還應(yīng)當(dāng)攜帶個(gè)人劑量報(bào)警儀。

2.8 個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)檔案

個(gè)人劑量計(jì)的監(jiān)測(cè)周期為3個(gè)月，個(gè)人劑量的監(jiān)測(cè)報(bào)告在每個(gè)監(jiān)測(cè)周期結(jié)束后的一個(gè)月內(nèi)送技術(shù)辦公室歸檔。技術(shù)安全辦公室負(fù)責(zé)為每個(gè)放射工作人員建立并保存?zhèn)€人劑量監(jiān)測(cè)檔案，個(gè)人劑量檔案保存至工作人員年滿(mǎn)七十五周歲，或停止放射性工作30 a。放射性工作人員可以向技術(shù)安全辦公室申請(qǐng)查閱、復(fù)印本人的個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)檔案。個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)檔案包括如下內(nèi)容：

(1) 常規(guī)監(jiān)測(cè)的方法和結(jié)果等相關(guān)資料；

(2) 應(yīng)急或者事故中受到照射的劑量和調(diào)查報(bào)告等相關(guān)資料；

(3) 個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)結(jié)果。

3 CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與分析

2014—2017年CSNS建設(shè)調(diào)試期間放射性工作人員個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)結(jié)果列于表1。

由表1可見(jiàn)，2014、2015、2016、2017年CSNS輻射工作人員年人均有效劑量分別為0.11、0.11、0.15、0.15 mSv，個(gè)人年最大有效劑量分別為0.29、0.27、0.62、0.65 mSv，遠(yuǎn)小于CSNS管理目標(biāo)值(10 mSv/a)。

原因分析：

(1) CSNS工程于2012年3月開(kāi)工，2015年4月出束，因而2014年和2015年CSNS輻射工作人員年有效劑量屬于天然本底水平；

(2) 2016年和2017年輻射工作人員年人均有效劑量和個(gè)人年最大有效劑量處同一水平，是因?yàn)镃SNS工程仍處于調(diào)試運(yùn)行狀態(tài)，年人均有效劑量比上兩年略高。

4 結(jié)語(yǔ)

CSNS個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)工作通過(guò)技術(shù)安全辦公室、輻射防護(hù)組，各部門(mén)個(gè)人劑量管理員等多方人員的協(xié)同下，嚴(yán)格執(zhí)行放射防護(hù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，制定個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)規(guī)章制度并及時(shí)修訂，加強(qiáng)放射性工作人員法律法規(guī)和輻射防護(hù)知識(shí)的培訓(xùn)，強(qiáng)化人員進(jìn)入CSNS放射性工作場(chǎng)所(如中控室、隧道、靶站大廳、譜儀大廳等)時(shí)安全意識(shí)，保障工程建設(shè)、調(diào)試與運(yùn)行的有序進(jìn)行。

表1 2014—2017年CSNS建設(shè)調(diào)試期間放射性工作人員個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)結(jié)果