测井用中子发生器放射性水平调查及辐射安全管理初探

王建国

（新疆维吾尔自治区辐射环境监督站，新疆乌鲁木齐，830000）

1 仪器与方法

使用Identifinder-N型高灵敏度X、γ剂量率仪(测量范围(10～108)nSv/h),测量工作场所不同地点的γ射线外照射空气吸收剂量率，按照《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB/T14583-93）的规定测量。使用FH-40型中子仪（0-0.4Sv/h;中子等剂量率），测量工作场所的中子当量剂量率，按照的《辐射防护仪器中子周围剂量当量（率）仪》（GB/T 14318-2008）规定测量。

2 测量结果

2.1 测井车（装载有未通电的中子发生器）的贯穿辐射剂量率

对装载有未通电的中子发生器的测井运输车辆γ辐射剂量率进行测量，测量结果见表1。

表1 测井运输专用车辆（装载有未通电的中子发生器）的γ贯穿辐射剂量率

2.2 测井前中子发生器（未通电时）的贯穿辐射剂量率

测井开始前，对中子发生器未通电时的贯穿剂量率进行测量，测量结果见表2。

表2 中子发生器未通电时的贯穿辐射剂量率

2.3 中子发生器测井时的贯穿辐射剂量率

对中子发生器测井时，对井口周围环境的贯穿辐射剂量率进行测量，测量结果见表3。

表3 测井时工作场所周围环境的贯穿辐射剂量率

2.4 中子发生器停机后的贯穿辐射剂量率

中子发生器测井结束30分钟后，对中子发生器表面5cm处的的贯穿辐射剂量率进行测量，测量结果见表4。

表4 停机30min后的贯穿辐射剂量率

2.5 中子发生器暂存于暂存库中的贯穿辐射剂量率

为中子发生器配套服务的放射源暂存库为已建成并投入运行，对其暂存现状进行了测量。在放射源暂存库区内外辐射状况的γ辐射监测结果见表5。

表5 放射性暂存库（中子发生器暂存）周围环境的γ贯穿辐射剂量率

2.6 测量结果分析

从表1可以看出，中子发生器在专用测井运输车辆运输过程中的测量结果均符合《放射性物品安全运输规程》（GB11806-2019）中的“在运输工具外表面上任一点的辐射水平应不超2mSv/h”要求。

从表2可以看出，中子发生器在测井前未通电时的测量结果均符合《放性测井辐射安全与防护技术规范》的要求。由此可知，中子发生器在未加电使用时，其与电子系统分开的，没有与测井仪器相连接，不会发生中子，氚靶密封在玻璃管中，外层还有钢管屏蔽，不会对周围环境造成放射性污染。

从表3、4测量结果可以可出，中子发生器在现场监测过程中、中子发生器测井完毕后（30min后），其γ辐射剂量率为0.08～0.10µSv/h，保持在本底水平范围；中子剂量当量率为0.01～0.02µSv/h，处于本底范围；γ辐射剂量率、中子剂量当量率的测量结果均符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中的要求。中子发生器测井过程中未对环境造成显著辐射影响。

由表5可知，暂存库废物暂存坑表面γ吸收剂量率小于25 µSv/h，库体外表面0.3m处γ吸收剂量率小于2.5 µSv/h；达到了《油（气）田测井用密封型放射源放射卫生防护标准》（GBZ142-2002）中的要求。

3 讨论

3.1 工作人员年均有效剂量

年附加有效剂量当量计算公式如下：

E=ΣWr·HT=ΣWT·ΣWr·D=ΣWT·ΣWr·D·T

其中：E——有效剂量(Sv/a)；

HT——组织或器官T所接受的当量剂量(Sv/a)；

WT——组织或器官T所接受组织权重因子，对全身取1；

Wr——辐射权重因子，对X、γ射线取1；能量>2Mev～20MeV的中子射线取10；

D——X、γ致空气吸收剂量率(Gy/h)；

T——年受照时间(h/a)。

参数选择：D为实际测量值减去该地区的环境本底值后的数值，T为工作人员一年内所接受的照射时间。

根据某第三方石油服务单位提供的中子发生器测井数量，每年不大于100次，主要由一个测井小队操作。每次测井过程中，拆卸设备、测井、装卸车累计受照剂量时间按照1.0h计算，本着偏安全考虑时间翻倍。操作过程中操作人员距中子发生器的最近距离在0.05m左右。环境γ本底值为0.07～0.10μGy/h，此处取最小值0.07μGy/h；环境中子本底值为0.0μGy/h。

职业人员所受的年附加有效剂量当量估算：

(0.10−0.07)×1×2μSv×100次年+(0.02−0.00)×10×2μSv×100次年=0.046 mSv/a

工作人员年均有效剂量0.046mSv，符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871－2002中的年有效剂量管理限值要求（5mSv/a）。

3.2 工作场所分区

中子发生器现场测井作业时，必须划分控制区、监督区。控制区包括装载或拆卸测井放射源的区域，用来校准测井仪的区域，测井源贮存场所等；监督区主要指未被划入控制区的辅助设施区和其他需要经常对职业照射条件进行监督和评价的区域。中子发生器测试、刻度等发射中子的操作，应在水井等屏蔽体内进行；中子发生器在地面检查、刻度期间，划出安全防护区域（半径不小于30米），设置明显的放射性标识，必要时设专人警戒，严禁任何人员进入工作区域。

现场作业时，明确作业现场边界空气比释动能率超过2.5μGy/h处，设置警告标志，划定为控制区，控制区内严禁非操作人员进入，在控制区悬挂清晰可见的“禁止进入放射性工作场所”警示标志；测井口周围100m（空气比释动能率小于2.5μGy/h）划分为监督区，在监督区边界悬挂清晰可见的“禁止无关人员进入放射性工作场所”的警示标志，并派专人值守。

3.3 加强辐射安全管理

（1）根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》的规定，结合测井单位的实际情况，建立有专门的安全和防护管理机构或者专职、兼职安全和防护管理人员，制定有健全的安全和防护管理规章制度。按照中子发生器操作要求，严禁中子发生器仪未到测井地层前接通电源，严禁测量结束将测井仪直接提升至井口（应在测井层停留30分钟后开始上提），以降低感生放射性影响。中子发生器测井结束后，对测井现场周围环境应进行监测，确定无辐射污染。

（2）中子发生器在运输过程中，注意避免发生碰撞，确保中子管的安全，防止密封管的破损而造成氚的泄露。其运输过程必须满足《放射性物品安全运输规程》（GB11806-2019）要求。石油专用测井运输车辆应配备防盗报警安全装置，当运输过程中发生货仓门意外打开或其它异常情况时应能及时发出警报，防止货包意外丢失、破坏或擅自移走。

（3）中子发生器测井发生落井时，应结合油气井的实际，研究制定科学、合理的打捞方案，采取可行的安全打捞措施，避免中子发生器破损，导致氚泄露。NRC对于1.11×1012Bq氚靶，在工作状态下，氚管破损后带入泥浆中含有放射性核素对环境和人员的影响进行分析，结果显示：未测到氚核素所致皮肤污染剂量；氚吸收剂量总体评价为当测井深度在120.00～4500.00m时所致吸收剂量为5.83～13.70µSv。因此，NFC认为如果这类放射源落入井中而无法打捞时，不要花费昂贵成本打捞，可就地密封，不会对公众健康、安全和环境造成重大影响。

（4）中子发生器测井单位（第三方服务单位）需做好各类辐射安全管理工作，特别是辐射事故预防及应急处置工作。一旦发生辐射安全事故，应立即采取辐射安全应急措施，并按规定及时上报环境保护行政主管部门。第三方服务单位需定期进行应急演练，时刻保持辐射应急响应能力。

（5）中子发生器最好应存放在石油测井用放射源暂存库的源坑内，同时注意对中子发生器密封罐的保护，避免氚泄露。测井放射源暂存库应配置安全防范设施，实现24小时监控。每次中子发生器出入库应有严格的台账、登记交接等管理记录。

（6）中子发生器中的中子管均有一定时限的工作寿命。当中子管发生变形、损坏、报废后，应及时返回原厂处理，不能自行拆卸。对于报废后，确实存在无法返回原厂处理的中子管，应送至城市放射性废物库暂存处置。

3.4 加强放射工作人员管理

放射性测井现场操作人员，必须穿戴符合要求的辐射防护服，佩戴个人剂量计。重视中子发生器测井工作场所的科学管理，通过辐射防护知识培训及现场教学培训，提高工作人员辐射防护意识。通过反复练习，不断提高操作人员的熟练程度。利用时间和距离防护，主要靠工作人员自行掌握；因此，必须对他们进行辐射防护基本知识的训练，提高个人防护能力和自觉性。工作人员接受个人剂量监测和健康检查，做到统一保管、处理、更换，建立个人剂量档案。

3.5 加强测井工作场所监测

中子发生器测井过程中，未按操作规章制度提前给中子发生器通电，会对工作人员及工作场所周围环境产生一定的辐射影响；因此核技术应用单位必须及时进行监测并掌握工作场所的辐射水平，为工作场所及个人的辐射防护提供数据支撑。放射性测量仪器应做好日常检定工作，确保测量仪器的质量保证。辐射工作场所的监测人员必须经过培训、考核，持证上岗，定期接受辐射安全知识继续教育培训。中子发生器测井前，测井单位应做好工作场所的监测计划及监测布点方案，检查辐射测量仪器的性能，并按监测计划及监测布点方案自行监测，也可委托第三方监测机构开展日常监测及事故状态下的应急监测。