在废旧钢铁检验中通道式辐射仪的作用

   摘要：随着核工业的发展以及放射性同位素的广泛应用，放射性物质进入废钢铁的机会也越来越大，如何对废钢进行测量和防范，本文从介绍放射性和放射性安全标准入手，阐述了通道式辐射仪的运行原理及操作方法，投入该设备后带来的好处。

一、引言

　　废钢铁是炼钢的重要原料，特别是电炉炼钢。近年来，每年全国炼钢合计需消耗废钢铁约3500～3800万吨。我国废钢铁来源的主要途径是生产返回、社会收购和进口废钢铁。生产返回废钢铁一般不涉及放射性问题，而社会收购和进口的废钢铁可能会含有放射性物质。社会收购废钢铁涉及范围非常广泛，它包含全国各行各业。随着核工业的发展以及放射性同位素的广泛应用，放射性物质进入废钢铁的机会也越来越大。废钢铁中的放射性污染问题必须引起我们的严密注意和高度重视。

二、放射性简介

      放射性是放射性物质的一种固有属性。放射性物质按其来源分为天然放射性物质和人工放射性物质。放射性物质可发射α、β／γ和中子射线。这四种射线对人体有一定的危害，但只有受射线照射达到一定量时，对人体的危害才能显现出来，放射性的多少用活度来量度。放射性活度单位贝可勒尔，符号Bq。人体或器官接受射线的大小用剂量表示，剂量有吸收剂量，单位戈端，符号Gy，以及剂量当量和有效剂量当量，单位希沃特，符合Sv。目前国家有关标准对职业辐射工作人员和公众分别规定了年有效剂量当量基本限值为50mSv和1mSv,同时规定了一系列次级限值，包括导出空气浓度DHC和导出食入浓度DIC。辐射安全部门和环境保护部门的职责就是制定审管制度，要求营运单位采取完善的防护措施对放射源和实践予以管理，防止放射性物质意外向环境释放，从而防止工作人员和公众接受剂量超过限值并使其保持合理可达到的低水平。

三、废钢铁的放射性安全标准

　　为了保证公众和环境的安全，国家制定了一系列放射防护标准。有关废钢铁回收再利用的放射安全标准有GB13367《放射源和实践豁免管理原则》和关于核设施退役放射性材料回收再利用标准《反应堆退役辐射防护规定》。这两个标准与国际标准接轨。GB13367规定，钢材的β放射性表面污染≤0.4Bq/cm2，α放射性表面污染≤0.04Bq/cm2在300cm 2上的平均值，经过地方环保部门测量的批准，可以回收再利用。活化产物铁、钴、锰，β放射性比活度≤1Bq/g在1000kg中的平均值，可以回炉再利用或直接使用，在1～10Bq /g范围应进行模型评价。任何利用方案都应保证公众个人接受剂量小于10μSv/a。GB11850对核设施退役的设备材料回收再利用作了规定。对β／γ辐射体的设备材料，在100 0kg中的平均比活度小于1.5Bq/g或其表面固定性污染水平300cm2上的平均值小于0 .8Bq/cm2，经辐射防护部门测量许可，可送往普通冶炼厂与其它非放射材料一起熔炼，熔炼后的金属可不受限制再利用。

四、对废钢铁的辐射测量和辐射防范

       回收后的废钢铁是否带有放射性，如果有放射性，其污染水平或比活度是否符合国家标准要求，应该进行测量。在我国，一般情况下回收废钢铁中不会带有放射性，但回收核设施退役设备或材料时，应经地方环保部门或防护部门测量批准。为了防止意外事件，对从社会或其它行业回收的废钢铁也应进行测量。目前济钢采用通道式和便携式仪器进行测量。

五、通道式辐射安全检测系统工作原理及操作

1、系统组成：大型户外探测器4台，数据中控主机一台，工业计算机一台，软件一套组成；其中每一台大型户外探测器都由：大体积塑料闪烁体，光电倍增管，前置放大器，接线端子（带继电器）组成。如下图：

2、工作原理：每一台户外探测器都以并联的形式，户外探测器将射线通过塑料闪烁体转换为光信号，再由光电倍增管转换为电信号，通过前置放大器放大后，通过电缆，传至数据中控主机。数据中控主机通过串口线与计算机相连接，计算机安装有专用软件，该软件可以采集探测器传递来的数据信号，量化后显示在软件界面中。还可以扫描总线上连接的探测器，为每一个探测器设置工作电压，通讯速率等。探测器工作时，会自动为塑料闪烁体加上高压，该高压为24V升压产生。随着电压的增大，探测器的灵敏度会大幅度的增加。数据中控主机后端预留两个联动接口，均提供220V AC电信号，已经与红绿灯联动报警。

3、技术参数及规格

  3.1 γ探测能量范围：40keV～2000KeV；满足IAEA2006 年发布的《Technical and Functional Specifications for Border Monitoring Equipment》对门式车辆监测系统有关γ射线探测效率的要求；系统误报警率：＜0.01%；源移动速度不大于8km/h

  3.2 NORM 拒绝功能：应具备判别货物中天然放射性核素的功能；系统灵敏度一致性：监测区域高度方向的γ 灵敏度的变化：≤40%。

  3.3 工作温度：﹣40℃～50℃；工作湿度范围：0～95%不结露

  3.4可连续录像； gamma探头报警上限：无车辆时1000cps，有车辆时1500cps；对应NBR算法报警：无车辆时30%，有车辆时20%；报警自动打印。

4操作程序

4.1 SGSII程序运行时界面如下图：

软件启动后，系统会进入自动获取本底状态，持续10s

获取本底后，系统自动进入测量模式，开始进行测量

4.2 实时状态图标含义：

   背景辐射监测中无其他物体           背景辐射值超过设置的警报值

    物体辐射监测              物体的辐射值超出警报值            背景监测过程中有物体进入

4.3如果在背景辐射测量过程中，红外探测器检测到有车辆进入，那么背景辐射测量将会停止。因为车辆的存在很有可能会改变背景辐射值，所以只有等车辆离开后才能继续进行背景辐射的测量。

    车辆通过仪器通道时,红外传感器会测量移动速度,仪器自动会进入快速辐射监测扫描状态.

    A 扫描结果,无报警时,车辆放行通过.

    B 扫描结果有报警时,

4.5 出现报警画面

让该车辆重新进行一次辐射扫描.如果第二扫描无报警, 应认为第一次报警系车辆通过时对探头空间本底干扰所致. 如果第二次仍有报警, 该车辆极其可疑放射性超标. 应当进一步进行核查确定究竟是何原因引起辐射监测超标.

如果是人工放射性核素引起放射性超标,则要用便携式辐射检测仪确认放射源的位置和强度, 并且通知有关部门进行后期的分离安置处理.

如果是仅仅是本底较高天然性辐射造成的辐射超标影响,可以考虑放行,但应记录备案.

六、使用通道式辐射仪的好处

       该设备投入使用后，一是能够探测进厂废钢中有无混装放射源和受过大剂量射线辐射而污染过的废钢溶入产品中；二是能够预防因过量的放射性物质进入人体而引发的急性和慢性的放射病。三是能够满足济钢产品使用单位在核查评估济钢作为供应商的资格时提出的对进厂原料、废钢和出厂产品进行辐射物检测的要求。