固體稿源在野外環(huán)境下的安全性分析

固體稿源在野外環(huán)境下的安全性分析

固體輻射源（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“railov”）在中國(guó)使用了60年。主要用于鈾礦的勘探、中輻射源的穩(wěn)定檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)校正，在控制相關(guān)儀器（如開(kāi)采儀、邊灘記錄儀等）的測(cè)量質(zhì)量方面發(fā)揮著非常重要的作用。然而,在近年的使用中發(fā)現(xiàn),部分鐳源因長(zhǎng)時(shí)間在野外環(huán)境使用和運(yùn)輸,其中心點(diǎn)位置發(fā)生了不同程度的偏移或損壞,使鐳源定值產(chǎn)生偏差,直接影響到對(duì)被檢儀器的校準(zhǔn)結(jié)果,以及用源人員的安全。但老版的《JJG(核工)019-1991固體鐳點(diǎn)源檢定規(guī)程》沒(méi)有鐳源中心位置的檢定項(xiàng)目,因?yàn)樵缙诘蔫D源檢定裝置沒(méi)有此項(xiàng)功能。2012年12月發(fā)布了新的鐳源檢定規(guī)程(即《JJG(軍工)28-2012固體鐳源檢定規(guī)程》),新規(guī)程將鐳源中心點(diǎn)位置正式列為校準(zhǔn)(檢定)項(xiàng)目。該文是該項(xiàng)目的研究成果之一,介紹了鐳源中心點(diǎn)位置的校準(zhǔn)裝置和方法。1英源、英源和中源鐳源一般由鐳鹽、內(nèi)殼(源管)、外殼(保護(hù)殼)和固定元件四部分組成。按來(lái)源可以分為三類(lèi),一是20世紀(jì)50年代從前蘇聯(lián)引進(jìn)的鐳源(簡(jiǎn)稱(chēng)蘇源),型號(hào)有P1字頭、C41字頭、1、5、6和10字頭等共6種,一般分為0.1mg、0.5mg和1.0mg三個(gè)量級(jí);二是70年代末從英國(guó)引進(jìn)鐳源(簡(jiǎn)稱(chēng)英源),型號(hào)有5字頭和6字頭兩種,分為0.5mg和1.0mg二個(gè)量級(jí);三是我國(guó)自行研制生產(chǎn)的鐳源(簡(jiǎn)稱(chēng)中源),型號(hào)是750B字頭,為1.0mg量級(jí)。不同國(guó)家的固體鐳源結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。2校正設(shè)備和方法2.1儀器和屏蔽器固體鐳源中心位置校準(zhǔn)裝置主要由γ總量測(cè)量?jī)x,鎢銅合金屏蔽器和鐳源移動(dòng)控制器組成。γ總量測(cè)量?jī)x由CsI晶體探頭和操作臺(tái)構(gòu)成,測(cè)得的計(jì)數(shù)率信號(hào)可輸出至電腦。屏蔽器由鎢銅合金材料制作,用來(lái)屏蔽γ射線,屏蔽器中間部分有一細(xì)孔,細(xì)孔處于探測(cè)器的正上方。鐳源移動(dòng)控制器是一螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)控制鐳源托架移動(dòng)裝置。裝置結(jié)構(gòu)如圖2。2.2初始道德基本粒子檢測(cè)固體鐳源中心位置校準(zhǔn)裝置是利用鎢銅合金屏蔽鐳源γ射線,測(cè)量通過(guò)屏蔽器中細(xì)孔的窄束γ射線的方法來(lái)確定固體鐳源中心位置。被檢鐳源放在源托架上,它的底部與標(biāo)尺刻度的零值對(duì)齊,零值與屏蔽器中的細(xì)孔相對(duì)應(yīng),細(xì)孔的底部是γ總量測(cè)量?jī)x探頭,鐳源移動(dòng)控制器的自動(dòng)移動(dòng)間隔可調(diào),移動(dòng)間距1~5mm。校準(zhǔn)裝置開(kāi)啟測(cè)量,鐳源等間隔地經(jīng)過(guò)屏蔽器細(xì)孔的窗口,與之平行的射線被γ總量測(cè)量?jī)x測(cè)量記錄下來(lái)。2.3測(cè)量放射源環(huán)境1)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)環(huán)境溫度10~35℃;2)校準(zhǔn)環(huán)境濕度小于80%RH;3)校準(zhǔn)場(chǎng)所通風(fēng)良好,周?chē)鸁o(wú)影響測(cè)量結(jié)果的放射源;4)校準(zhǔn)前,校準(zhǔn)裝置連續(xù)通電預(yù)熱時(shí)間不少于20min。2.4中心點(diǎn)位置的確定將固體鐳源放在鐳源中心點(diǎn)校準(zhǔn)裝置的鐳源托架上,從鐳源底部開(kāi)始,選擇1~5mm范圍內(nèi)的任一值作移動(dòng)間隔,測(cè)量不同位置處的響應(yīng),測(cè)試點(diǎn)與鐳源底端的距離為橫坐標(biāo),該點(diǎn)測(cè)得的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)作測(cè)試校準(zhǔn)曲線。中心點(diǎn)位置按公式(1)計(jì)算。式中:A以鐳源底端位置為零點(diǎn)計(jì)起的中心點(diǎn)位置,mm;A1測(cè)試曲線峰的起始點(diǎn)的位置,mm;A2測(cè)試曲線峰的終點(diǎn)位置,mm。2.5中心校準(zhǔn)裝置測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證從鐳源結(jié)構(gòu)特征和校準(zhǔn)結(jié)果分析,中國(guó)源和英國(guó)源的中心點(diǎn)發(fā)生偏移的可能性較小,而前蘇聯(lián)源則在使用中極易發(fā)生中心點(diǎn)的偏移。對(duì)于使用鐳源中心點(diǎn)位置校準(zhǔn)裝置和采用方法測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,我們選擇蘇源C41-48做中心點(diǎn)校準(zhǔn)結(jié)果驗(yàn)證。測(cè)量時(shí),由鐳源底部開(kāi)始,在中心點(diǎn)附近需加密測(cè)量點(diǎn),蘇源C41-48的校準(zhǔn)結(jié)果如表2,表2中距離為從鐳源底部算起的距離。根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果,以距鐳源底部距離為橫坐標(biāo),裝置測(cè)量響應(yīng)值為縱坐標(biāo)作中心點(diǎn)校準(zhǔn)曲線,如圖3所示。根據(jù)表2數(shù)據(jù),由公式(1)計(jì)算可知鐳源中心點(diǎn)位置為20mm。同時(shí),圖3中可看出C41-48鐳源在20.0mm處響應(yīng)最大,則其中心點(diǎn)為距源底部20.0mm處。為驗(yàn)證中心點(diǎn)校準(zhǔn)裝置測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,選擇TW33007-3型井型密封高壓電離室進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,測(cè)試結(jié)果如表3?？煽闯鲨D源C41-48在TW33007-3型井型密封高壓電離室中測(cè)試響應(yīng)最大值與校準(zhǔn)中心點(diǎn)位置相吻合,由此驗(yàn)證中心點(diǎn)位置校準(zhǔn)結(jié)果準(zhǔn)確。3一些輻射源中心的銘文示例3.1道德部分根據(jù)源體內(nèi)部特征下面是鐳源檢定工作中,部分具有一定特點(diǎn)的鐳源校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)剖面坐標(biāo)圖中,橫坐標(biāo)零點(diǎn)與鐳源底部相對(duì)應(yīng)。(1)圖4蘇源6-11、蘇源10-446與蘇源6-7校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)曲線反映鐳源的鐳鹽峰值已經(jīng)移到源體的底部,校準(zhǔn)曲線左側(cè)緩、右側(cè)陡,源的峰形也不一致,樣式多變。反映鐳源內(nèi)部固定鐳鹽的金屬絲松脫或折斷,玻璃安瓿已經(jīng)坐落于鐳源底部。(2)圖5蘇源P1-779校準(zhǔn)曲線,呈現(xiàn)不規(guī)則雙峰形狀,本底值抬高,活性寬度超過(guò)25mm。推斷安瓿可能斷裂。(3)圖6蘇源P1-295和P1-803校準(zhǔn)曲線,峰形平緩,活性寬度超過(guò)35mm,失去點(diǎn)源特征。推斷鐳鹽玻璃安瓿破碎,鐳粉末散落在金屬外殼內(nèi)。(4)圖7英源6-913、6-984和6-919校準(zhǔn)曲線,同為6號(hào)源,峰值位置在30.0mm,活度比較接近,峰形兩側(cè)形狀對(duì)稱(chēng),寬度一致,形狀相似。峰值位置與鐳源外殼標(biāo)識(shí)中心位置一致。3.2中源和中源源從近五年的檢定(校準(zhǔn))數(shù)量統(tǒng)計(jì),目前在用鐳源約101~110枚,其中蘇源約占55.2%,英源約占38.6%,中源只占6.2%。從固體鐳源結(jié)構(gòu)特征分析和鐳源中心位置校準(zhǔn)結(jié)果看,對(duì)于英源和中源,內(nèi)部鉑銥合金管和附加外殼之間采用膠墊固定,無(wú)移動(dòng)空間,中心點(diǎn)位置一般不會(huì)發(fā)生變化。而蘇源則不同,外殼與內(nèi)部安瓿采用金屬絲固定和棉花防震,發(fā)生位移的空間較大,這就可能引起中心點(diǎn)位置的較大變化,中源和英源的中心點(diǎn)一般偏移0~2mm,蘇源中心點(diǎn)偏移范圍在0~20mm。4量結(jié)果質(zhì)量(1)通過(guò)對(duì)鐳源中心點(diǎn)位置校準(zhǔn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)、比對(duì)驗(yàn)證結(jié)果,表明鐳源中心點(diǎn)位置校準(zhǔn)裝置測(cè)量結(jié)