移动搜源系统中放射源检测方案(辐射仪)

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应急救援 应急救援·372职业卫生与应急救援2015年10月习第33卷第5期 Occup Health & Emerg Rescue， Oct. 2015 Vol.33 No.5 杜翔，曹兴江，杨春勇，周媛媛，王进“ 江苏省疾病预防控制中心放射防护所，江苏南京210009 摘要：近年来，辐射源保管不当或丢失引起的各类辐射源丢失事故层出不穷。针对需要，国际上对各种状况下的辐射源搜索和定位已有多个追踪和检测系统。以国家核和辐射事故卫生应急队配备的移动搜源系统(MDS) 为研究对象，介绍 MDS 的构成特点，并结合应急队的任务特点，说明其在应急救援与辐射源定位追踪中使用的必要性和发展方向。 关键词：移动搜源系统；MDS；德国热电；全球定位系统；应急救援；Maptrack 中图分类号：X928.04 文献标志码：B 文章编号：1007-1326 (2015) 05-0371-03 随着各类辐射源在医学和工业应用中的日益增多，由辐射源保管不当或丢失引起的各类辐射源丢失事故层出不穷-2。辐射事故不但会造成事故涉及人员受照，也会造成公众恐慌心理，同时严重影响辐射源的应用。如何在辐射源丢失事故发生后迅速反应，寻找丢失的放射源，成为困扰国内外应急救援部门的重大问题。针对各种状况下的辐射源搜索和定位需要，国际上已有多个追踪和检测系统B-5，德国热电(Thermo) 公司的移动搜源系统(mobile detection systems，MDS) 即为其中一套已经成熟的商品化的探测系 ( 基金项目：江苏省“十 二 五”科教兴卫工程(编 号：ZX201109) ) ( 作者简介：杜翔(1980一)，男，硕士，主管医师 ) ( *通信作者：王进，Email：jin.wang@163.com ) 统。笔者以该移动搜源系统为例，介绍MDS 在辐射源丢失事故后的应用。 1 MDS 概述 MDS是一套基于地图和全球定位系统(global positioning system，GPS) 的X、y辐射探测和追踪系统。这套系统不但可以在地面上通过车辆移动使用，还可以通过飞行搜寻模式而在飞行的直升机上使用。通过一个高灵敏度、大体积塑料闪烁体探测器和热电公司的自然本底辐射(naturalbackground rejection，NBR)技术，MDS可以将来源于背景的天然本底辐射和来源于人工辐射源的电离辐射所致的剂量率分离开来。 MDS 由以下几个部分构成：1)探测器部分由一个大体积塑料闪烁体探 测器(型型：FHT672-5) 和一个正比计数管探测器(型号：FH-40G)构成。2)GPS装置和移动映射系统。3)笔记本电脑和安装的 Maptrack 系列软件。 探测器测量出的剂量率和测量时的 GPS 位置坐标一起经过本地电脑处理之后，通过 USB 接口输出到笔记本电脑的 Maptrack 软件界面上。在软件端，剂量率检测结果和检测时间整合成一条时间-剂量率曲线，同时在地图上相应的点形成一个以颜色指示剂量率的点。通过检测位置的不断变化，地图上的点在累积之后即可形成不同颜色的区域，用于标识剂量率不同的部分。需要特别指出的是，上述的“剂量率”，指的是经过MDS 的NBR技术处理后的人工放射源造成的剂量率。 高灵敏度闪烁体探测器的量程最高可达20 pSv/h。为了能够让该系统 应用于更高剂量率的情境中，MDS系统内还安装了一台 FH-40G 探测器， 使得该系统总的量程达到1Sv/h。系统内置探测器的具体技术指标见表1。 1.1 扩展性 尽管 MDS 是一个针对y辐射的辐射探测系统，但是却提供了一个扩展接口，使得MDS 系统可以根据实际使用情况配备不同的探测器来达到不同的检测目的。例如可以通过一个外置接口连接一个中子探测器而变成一个中子源探测系统。图1示MDS系统接口区域，A：开关；B：电脑连接端口；C：外置探测器连接端口；D：GPS天线连接端口；E：外置电源连接端口(可通过变压器使用220V交流电)；F：外置车载电源连接端口。 1.2供电 为配合各种使用环境，MDS 通过各种配套变压器和电缆可以使用220V交流电，12V车载直流电供电，在无法外部供电的情境下还可以使用内部电池供电。 1.3 软件界面介绍 MDS 追踪软件 Maptrack 的图形用户界面见图2。其中，A：软件控制菜单；B：开始/停止定位开关；C： GPS信号质量和通过 GPS 测量的经纬度信息；D：警告标示；E：各通道测量结果；F：各通道开关和图示；G：地图区域；H：检测结果动态图形(剂量率-时间曲线)。 2 MDS 使用步骤 2.1 准备工作 )将 MDS 探测系统的箱子布置稳妥；2)将GPS天线布置于一个合适的位置；3)连接 GPS 天线与主机；4布置好移动电脑并和 USB 线和主机相连接；5)打开 MDS 和移动电脑；6)在电脑中打开 Maptrack 软件。 2.2 软件的准备工作 图1 MDS系统接口区域 图22MDS 追踪软件 Maptrack 的图形用户界面 如果需要更改串口，在“setting"菜单下“interface"选择相应端口。 如果需要改变警告阈值，在“setting"菜单下的“device overview"下的“alarm threshold”下设定警报的阈值2 开始搜索任务 在“tracking"菜单下“start”或者直接点击屏幕右上方的“start"，选择保存检测结果的文件和文件所在的目录和路径。 系统随后开始检测工作。检测结果、GPS的位置信息和时间结果均以秒为周期存储在之前设定的文件中。此时可通过移动载具来改变MDS 的地理位置，检测路径会在地图窗口中显示出，同时检测结果也显示在下部的剂量率-时间曲线上。 搜索过程中，应密切注意人工辐射剂量率(DR artificial)通道检测结果，观察检测结果动态图形(剂量率-时间曲线)可迅速找到该通道剂量率 ·373· 升高的时间点。结合该时间在地图上的位置以及地图上移动轨迹上的颜色(轨迹颜色与剂量率相关，可在设置选项中设置)可迅速勾勒出人工辐射剂量率较高的区域，供搜源队伍参考。 2.4 结束搜索 1)点击"tracking”菜单下“stop”或者直接点击“stop”按钮；检测结果会自动保存在设定目录下；2) 关闭Maptracking软件。 2.5 MDS使用举例 为了检测 MDS 系统运行状态，在某应急演练过程中，根据应急演练要求，将 MDS 系统安装于一台未防护的越野车辆上，驾驶车辆沿某高速公路行驶并进入附近某县城内，对该县区域内进行局部区域扫描。检测时，将剂量率时间图左上角的“display positionin map"开关打开，即可指示感兴趣的时间点时检测点在地图的位置，当发现软件界面下方的动态图形(剂量率-时间曲线)上剂量率升高，用鼠标点击剂量率升高点，此时地图上就会指示该时间点对应的位置，此功能对于定位搜索源具有非常大的指示意义。本次检测结果显示，沿途区域检测结果皆为正常水平。使用时软件图形界面见图3. 3 MDS 在辐射源丢失事故中的应用和展望 MDS是一套优秀的移动辐射追踪系统。它不但可以安装在车辆中在地面使用，也可以安装在直升机在空中使用。其优秀的敏感性使得它可以探测到极低的由人工辐射源所致的剂量率(最小可达6nSv/h)。这些特性使得它可以用于定位远距离的或者有屏蔽的y源，并保持不错的可靠性。 对于距离100m 的未屏蔽y，其探测范围可以达到1GBq (Cs) 或0.2 GBq (0Co)。优秀的敏感性、可靠性和便携性以及配备的续航能力使得MDS可以在应急监测、辐射源追踪、应急救援等多场景发挥其应有的作用。 传统的丢失放射源的追踪与搜索主要依靠辐射监测人员人工徒步进行，实践表明，单纯依靠监测人员进行 图3某次 MDS 检测图形界面展示结果 放射源的搜索具有非常大的局限性。人工作业效率低下，徒步移动速度慢，受空间限制大，需要大量通讯和后勤保障，给放射源的定位和搜索造成巨大的困难。此外，人工搜索过程中如果防护不到位，还可能引起监测人员超剂量照射，造成人员伤害。 未来的辐射源应急搜索工作必然要加强新技术的应用，特别是各种高科技现代化设备运用。移动搜源系统MDS 和人工检测相比，具有无可比拟的优势，在应急救援工作中将发挥越来越大的作用。 ( 参考文献 ) ( [1]周启甫，陈栋梁，周晓剑，等.南京Ir放射源辐射事故应急调查及分析[J].中华放 ) ( 射医学与防护杂志，2014，34(8)：561-562. ) ( [ 2]孙军，吴富荣，赵扬， 等 .一起12Ir密寸源导致的放射污染事故分析[J].中华放射医 学与防护杂志，2007，27 (4)：396-397. ) ( [ 3] Vilim R， K lann R . R adTrac ： A system for dete c ting， l oc a lizing ， a nd t racking r adioac t ive sourc e s in r eal t ime [J ] . Nucl Technol， 2009， 1 68( 1 )： 6 1-73. ) ( [4] Baidoo - William s H E ， Dasgupta S M udumbai R， et a l. On th e gr a dient descent l ocalization of radioactive source s [ J ] . IEEESignal Proc Let， 201 3 ， 2 0 (1 1 ) ： 1046-1049. ) ( [ 5 ] Kump P， B ai E， Chan K， et a l . D etection of shielded r adionucl i des from weak and po o rly resolved spectra using group positive RIV A LJ]. Radia t Meas，2013，48(702)：18-28. ) ( 收稿日期：2015-03-23 ) ( 修回日期：2015-08-12 ) ?China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net     随着各类辐射源在医学和工业应用中的日益增多，由辐射源保管不当或丢失引起的各类辐射源丢失事故层出不穷。辐射事故不但会造成事故涉及人员受照，也会造成公众恐慌心理，同时严重影响辐射源的应用。如何在辐射源丢失事故发生后迅速反应，寻找丢失的放射源，成为困扰国内外应急救援部门的重大问题。针对各种状况下的辐射源搜索和定位需要，国际上已有多个追踪和检测系统，德国热电（Thermo）公司的移动搜源系统（mobile detection systems，MDS）即为其中一套已经成熟的商品化的探测系统。笔者以该移动搜源系统为例，介绍MDS 在辐射源丢失事故后的应用。