乌鲁木齐市某物流园车辆检查系统辐射环境影响
1.引言
乌鲁木齐市某物流园入口处拟新建一套PDS1000LC车辆检查系统(含一枚60Co放射源)，用于集装箱、货运车辆的安全检查。本项目PDS1000LC 车辆检查系统是由北京华力兴科技发展有限责任公司研制生产，其中60Co 放射源的出厂活度为2.22 × 1012Bq。按照《关于发布放射源分类办法的公告》(国家环境保护总局公告2005年第62 号)的分类办法，该检查系统中所含的60Co 放射源属于II 类放射源。该PDS1000LC车辆检查系统最大扫描车辆限宽3.5 m，限高5 m，扫描速度小于15 km/h。
根据《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61-2001)对辐射监测技术的要求，结合本项目环境影响因素的特征和项目周围环境的特点，确定本项目的辐射评价范围是以PDS1000LC 车辆检查系统为中心、半径50 m 以内的区域。环境保护目标是辐射工作场所周围(50 m 范围内)活动的职业人员和周围公众人员。车辆检查系统工作过程中将产生γ 射线，对周围环境产生辐射影响，防护不当可能会造成辐射损伤[1]。本文以乌鲁木齐某物流园拟新建的货车辆检查系统为例，预测、分析其运行期产生的辐射环境影响。
2.理论预测及分析
通过理论计算的方式，预测物流园新建PDS1000LC 车辆检查系统在正常运行状态下，其周围工作场所的辐射水平。放射源的体积相对于工作容器及整个工作场所非常小，因此可将放射源作为点源进行考虑。
辐射源为60Co 同位素源，放射源的物理参数如表1 所示。
Table parameters of60Co radioactive source表1.60Co 放射源的物理参数核素 射线能量(MeV) 半衰期(年) 最大活度(T Bq/Ci) 照射率常数Г(Gy·m2·Bq?1·s?1) 一米处剂量率D0(Gy/h) 60Co 1.33/1.17 5.27 2.22/60 8.67 × 10?17 0.69
该项目的60Co 放射源出厂活度为1.22 × 1012Bq，未经任何屏蔽时，点源1 m 处的γ 空气吸收剂量率D0约为0.69 Gy/h。
根据各预测点与点源的距离，以及射线通过相应的屏蔽厚度，引用方杰主编的《辐射防护导论》[2]由式(1)可计算经相关屏蔽以及距离衰减后，预测点的γ 空气吸收剂量率D1。
式中：
D1：各预测点的γ 空气吸收剂量率，μGy/h；
D0：无屏蔽点源1 m 处的γ 空气吸收剂量率，μGy/h；
d：屏蔽层的厚度，cm；
TYL：屏蔽材料对60Co 产生的γ 射线的1/10 值层的厚度；
R：预测点到点源中心的距离，m。
2.1.源箱外的辐射水平
本项目源工作容器的屏蔽材料是厚度为140 mm 的钨合金，根据国防基础科研计划基金资助项目论文《钨和铅作为γ 射线屏蔽材料的性能对比研究》[3]，引用论文对钨合金与铅的衰减特性的研究数据如下表2 所示，根据表中数据可以计算得到钨合金对60Co 产生的γ 射线的TVL 为2.15 cm。
Table properties of tungsten and lead表2.钨和铅的衰减特性*合金：90%的钨，6%的镍，4%的碳。能量/MeV 衰减系数 衰减10 倍所需厚度 钨* 铅 钨* 铅 0.1 64.8 60.4 0.036 0.038 0.2 11.5 10.6 0.20 0.22 0.5 2.14 1.70 1.08 1.35 1.0 1.08 0.77 2.14 2.98 1.25 0.929 0.598 2.48 4.62
根据式1 可以计算出源工作容器表面5 cm 处的γ 空气吸收剂量率约等于84.97 μGy/h，源工作容器表面100cm 处的γ 空气吸收剂量率约等于0.21 μGy/h。
以上估算结果是60Co 只经源容器屏蔽后在工作容器表面5 cm 和100 cm 处的γ 空气吸收剂量率，由于源工作容器安装在源箱中，还有进一步的距离衰减，源箱表面5 cm 和100 cm 处的实际γ 空气吸收剂量率将低于以上估算值。
结论：根据以上理论预测与分析，源箱表面的辐射水平满足《货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求》(GBZ143-2015) [4]中γ 辐射源箱外的漏射线周围剂量当量率控制值：距固定式辐射源箱体外表面5 cm不超过1000 μSv/h，距辐射源箱体外表面100 cm 不超过100 μSv/h 的要求。
2.2.检查场所的辐射水平
1) 关注点位
本项目PDS1000LC 车辆检查系统运行过程中辐射剂量预测计算的关注点位如图1 所示。图中A 点为主防护墙外30 cm 处，B 点为次防护墙外30cm 处，C 点为控制室，D 点为司机所在位置，E 点为检查亭与挡车器，F 点为商铺，G 点为行人(包括小车上的人)的最近位置。
2) 主射辐射剂量率
探测器位于放射源箱体的北侧，主射束朝向北侧，距离放射源约5.3 m，捕集器的防护厚度为140 mm的铅，主屏蔽墙为300 mm 的混凝土。查表得到铅和混凝土对60Co 产生的γ 射线的TVL 分别为4 cm 和20.3 cm。根据式1 可以计算出主屏蔽墙外30 cm 处的γ 空气吸收剂量率约为0.23 μGy/h。
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