大型60Co—γ辐照装置的辐射防护监测

李雪泓+王茜+罗茂丹+刘佩+王艳

摘要：于2011～2016年对四川省内某大型60Co-γ辐照装置进行了辐射环境水平监测，监测项目包括γ辐射空气吸收剂量率；贮源井水中60Co放射性活度浓度、总β放射性活度浓度、电导率、氯离子浓度和pH值；土壤中60Co放射性活度浓度；个人热释光辐射剂量。监测结果表明：所有样品的监测结果均符合相关国家标准要求；大型60Co-γ辐照装置正常运行期间，不会对环境、工作人员和公众造成放射性影响。

关键词：60Co-γ辐照装置；辐射环境；监测

中图分类号：X591

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）14-0099-04

1 引言

辐射加工是电离辐射（射线）作用于物质，使其品质或性能得以改善的一种工艺过程[1]，广泛应用于辐照化工、食品保鲜、灭菌、净化环境污染物等方面[2]。用于辐射加工的辐照装置分为两类，一类是用60Co或137Cs放射源的γ辐照装置，另一类是加速器辐照装置。γ辐照装置是利用γ辐射（射线）通过安全可靠的辐射加工工艺对物品和材料进行加工的装置[1]。由于γ辐照装置使用的放射源强度较大，源在工作位置时，辐照室内的辐射水平非常高，因此辐照装置是核技术利用项目中应用放射源活度大、潜在辐射安全危害系数高的项目，被列为辐射环境监管中重要的监管对象。

四川省农业科学院生物技术核技术研究所拥有两座大型60Co-γ辐照装置，1#辐照装置设计装源活度5.55×1015Bq，2#辐照装置设计装源活度1.48×1016Bq，主要用于辐照灭菌、辐照杀虫、辐照育种和辐射化工等。两座60Co-γ辐照装置均为水池贮源型，由密封源、控制系统、通风系统、贮水池和辐照室等组成，60Co密封源不使用时被贮于水池水中并被完全屏蔽，使用时暴露于辐照室内[3]。为了掌握该辐照装置的辐射防护情况，确保环境、放射工作人员和周围公众的健康与安全，依据国家相关标准和文件，2011～2016每年定期对两座大型60Co-γ辐照装置进行辐射环境水平监测。

2 监测内容

根据《辐射环境监测技术规范》（HJ/T 61-2001）[4]、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871-2002）[5]、《γ辐照装置设计建造和使用规范》（GB 17568-2008）[1]和《γ辐照装置的辐射防护与安全规范》（GB 10252-2009）[6]中的规定，监测内容包括：源在工作位置时辐照装置周围γ辐射空气吸收剂量率；贮源井水的60Co放射性活度浓度、总β放射性活度浓度、电导率、氯离子浓度和pH；辐照装置外围土壤的60Co放射性活度浓度；从事放射工作人员的个人热释光辐射剂量。

3 监测方法

四川省辐射环境管理监测中心站对60Co-γ辐照装置周边辐射环境的监测方法主要有：《辐射环境监测技术规范》（HJ/T 61-2001）[4]、《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB/T 14583-93）[7]、《生活饮用水标准检验方法 放射性指标》（GB/T 5750.13-2006）[8]、《水和废水监测分析方法》（第四版）[9]、《水质pH值的测定 玻璃电极法》（GB 6920-86）[10]、《高纯锗γ能谱分析通用方法》（GB/T 11713-2015）[11]、《水中放射性核素的γ能谱分析方法》（GB/T 16140-1995）[12]、《土壤中放射性核素的γ能譜分析方法》（GB/T 11743-2013）[13]、《个人和环境监测用热释光剂量测量系统》（GB/T 10264-2014）[14]。

4 监测仪器

60Co-γ辐照装置的辐射环境监测，使用的仪器有多功能辐射测量仪（仪器型号6150AD、FH40G）、电导率仪（仪器型号310C）、离子计（仪器型号410P）、pH计（仪器型号310P）、低本底α/β计数器（仪器型号MPC9604）、高纯锗γ谱仪（仪器型号GX8021）、热释光剂量读出器（仪器型号RGD-6）。

5 质量保证

60Co-γ辐照装置的辐射环境监测在四川省辐射环境管理监测中心站的质量管理体系下开展。样品采集、现场监测和实验室分析使用相应最新的标准，监测人员均持证上岗，所用仪器由法定计量技术机构检定/校准，在有效期内使用，确保监测结果准确可靠。

6 监测结果分析

6.1 监测工况

2011～2016年，四川省农业科学院生物技术核技术研究所两座60Co-γ辐照装置共计倒源4次，其余时间维持自然衰减态势，每年监测时1#和2#辐照装置的钴源活度列于表1。

6.2 γ辐射空气吸收剂量率的监测

根据《辐射环境监测技术规范》（HJ/T 61-2001）[4]、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871-2002）[5]和60Co-γ辐照装置的结构设置γ辐射空气吸收剂量率的监测点位。监测点位：控制室操作台、进/出货口、风机口、辐照室东墙、辐照室南墙、辐照室西墙、辐照室北墙和辐照室楼顶等。2011～2016年，每年2次分别对1#辐照装置和2#辐照装置外围γ辐射空气吸收剂量率进行监测，监测结果见表2和表3。

源在工作位置时1#辐照装置控制室操作台的γ辐射空气吸收剂量率为77.9～121nSv/h，辐照室东西南北四面墙的γ辐射空气吸收剂量率为66.2～131nSv/h，进/出货口的γ辐射空气吸收剂量率为72.8～90.9nSv/h，风机口的γ辐射空气吸收剂量率为100～119nSv/h。

源在工作位置时2#辐照装置控制室操作台的γ辐射空气吸收剂量率为102～132nSv/h，辐照室东西南北四面墙和楼顶的γ辐射空气吸收剂量率为101～140nSv/h，进/出货口的γ辐射空气吸收剂量率为89.4～141nSv/h，风机口的γ辐射空气吸收剂量率为113～135nSv/h。

2#辐照装置外围的γ辐射空气吸收剂量率监测结果整体略高于1#辐照装置，这与2#辐照装置的源强大于1#辐照装置有关。1#和2#辐照装置源强最大时，辐照装置屏蔽体外部辐射环境水平并无明显增加。辐照装置周围个别点位的γ辐射水平略高于本地区天然γ辐射水平，但远低于《γ辐照装置设计建造和使用规范》（GB 17568-2008）中规定的屏蔽体外剂量率不

应超过2.5μSv/h的限值[1]。监测期间未发现明显的泄露和散射辐射。

6.3 贮源井水的监测

在辐照装置正常运行下，每年2次在辐照装置贮源井的水面下10 cm处采集贮源井水样品，监测贮源井水60Co放射性活度浓度和总β放射性活度浓度，以确定贮源井水是否被污染。为减少井水中杂质对辐射源的侵袭，确保源的安全，定期监测贮源井水的电导率、氯离子浓度和pH值。2011～2016年度1#辐照装置和2#辐照装置贮源井水的监测结果列于表4和表5中。

2011～2016年间，1#和2#辐照装置的贮源井水中均未检测出辐照装置使用的放射性核素60Co，说明两座辐照装置的放射源密封性好，没有放射性物质泄漏出来。1#辐照装置贮源井水的总β放射性活度浓度的最大值为2.55×10-2 Bq/L，2#辐照装置贮源井水的总β放射性活度浓度的最大值为2.52×10-2 Bq/L，均远小于《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）中规定的总β放射性水平限值1.0 Bq/L[15]。贮源井水的总β放射性活度浓度6年间数值稳定，无异常波动。

1#辐照装置贮源井水的电导率为1.76～6.56 μS/cm，氯离子浓度为0.35～0.84 mg/L，pH值为7.14～7.58；2#辐照装置贮源井水的电导率为1.55～7.45 μS/cm，氯离子浓度为0.28～0.82 mg/L，pH值为7.09～7.56。满足《γ辐照装置设计建造和使用规范》（GB 17568-2008）中的规定，湿法贮源γ辐照装置的贮源井水的电导率1～10μS/cm，总氯离子含量不大于1mg/L，pH值5.5～8.5[1]。两座辐照装置贮源井水监测时的水质良好，均达到标准要求。

6.4 γ辐照装置外围土壤的监测

为确定60Co-γ辐照装置所使用核素是否对周围环境土壤介质产生影响，一般在辐照装置建筑物外围10～30 cm的范围内选取相对固定的位置进行土壤取样分析。根据该辐照装置的实际情况，在其建筑物外东南方绿化带采集辐照场外围土壤。2011～2016年外围土壤中60Co活度浓度的监测结果见表6，均未监测出该辐照装置所用放射性核素60Co。

6.5 个人剂量监测

根据国家对个人职业照射剂量监测的要求，该辐照装置从投产开始，给每位放射性工作人员配备了热释光剂量计进行个人剂量监测。个人剂量监测周期为3个月，用热释光剂量读出器检测。纳入监测的工作人员的数量每年略有不同，表7中列出2013年到2016年个人剂量监测结果。

2013～2016年辐射工作人员个人年有效剂量最大值为0.26mSv，个人年平均有效剂量最大值为0.15mSv，远远小于《γ辐照装置设计建造和使用规范》（GB 17568-2008）中规定的职业照射个人剂量年平均有效剂量20mSv[1]。

7 结语

2011～2016年γ辐射空气吸收剂量率的监测结果表明，该辐照装置的屏蔽体和屏蔽门的屏蔽效果较好，能够满足辐射防护的相關要求。贮源井水的电导率、氯离子浓度和pH的监测结果表明井水水质良好，避免了井水对放射源的腐蚀，确保了放射源的安全。贮源井水和外围土壤中均未检出放射性核素60Co，表明放射源未对井水和土壤造成污染。放射工作人员的年平均有效剂量处于较低的安全剂量范围内。

在四川省农业科学院生物技术核技术研究所两座大型60Co-γ辐照装置安全平稳运行期间，不会对环境、工作人员和公众产生辐射影响。

参考文献：

[1]GB 17568-2008，γ辐照装置设计建造和使用规范[S].北京：国家标准出版社，2008.

[2]刘海生，许献洪，顾国兴，等.60Co辐照装置的辐射防护监测[J].同位素，2006，19（1）：57～62.

[3]GB 17279-1998，水池贮源型γ辐照装置设计安全准则[S].北京：国家标准出版社，1998.

[4]HJ/T 61-2001，辐射环境监测技术规范[S].北京：国家标准出版社，2001.

[5]GB 18871-2002，电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].北京：国家标准出版社，2002.

[6]GB 10252-2009，γ辐照装置的辐射防护与安全规范[S].北京：国家标准出版社，2009.

[7]GB/T 14583-93，环境地表γ辐射剂量率测定规范[S].北京：国家标准出版社，1993.

[8]GB/T 5750.13-2006，生活饮用水标准检验方法 放射性指标[S].北京：国家标准出版社，2006.

[9]国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2007：640～645.

[10]GB 6920-86，水质 pH值的测定 玻璃电极法[S].北京：国家标准出版社，1986.

[11]GB/T 11713-2015，高纯锗γ能谱分析通用方法[S].北京：国家标准出版社，2015.

[12]GB/T 16140-1995，水中放射性核素的γ能谱分析方法[S].北京：国家标准出版社，1995.

[13]GB/T 11743-2013，土壤中放射性核素的γ能谱分析方法[S].北京：国家标准出版社，2013.

[14]GB/T 10264-2014，个人和环境监测用热释光剂量测量系统[S].北京：国家标准出版社，2014.

[15]GB 5749-2006，生活饮用水卫生标准[S].北京：国家标准出版社，2006.