工件表面鈾-235 輻射(α/ｒ)污染檢測系統(tǒng)
1、概述
1.1、簡介
根據(jù)輻射防護(hù)三原則與國家有毒有害污染物標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，考慮核輻射與有害污染可能引發(fā)的重大危害，根據(jù)要求建設(shè)一套表面輻射污染檢測裝置，與此同時(shí)必須選配一系列輻射防護(hù)應(yīng)急監(jiān)測儀器與實(shí)驗(yàn)分析設(shè)備。
一、鈾-235 α輻射表面污染檢測與ｒ輻射檢測系統(tǒng)
由于U-235污染主要是產(chǎn)生α衰變，同時(shí)產(chǎn)生ｒ輻射，擬通過工件α輻射污染計(jì)數(shù)檢測裝置監(jiān)視和視頻位置監(jiān)控，完成對工件的放射性實(shí)時(shí)傳動監(jiān)控及表面輻射污染計(jì)數(shù)和伽瑪輻射劑量率檢測功能。
本系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，通過由雙絞線連接的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，來實(shí)時(shí)采集安裝在現(xiàn)場的4臺RAM-I 在線輻射監(jiān)測裝置和8個(gè)輻射探頭（含2個(gè)伽碼探頭，6個(gè)α計(jì)數(shù)探測器），通過對采集數(shù)據(jù)的加工處理，以數(shù)字和圖形曲線的方式向管理人員呈現(xiàn)輻射現(xiàn)場的輻射**信息。
1.2、設(shè)計(jì)的依據(jù)
1．中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法（1989）
2．建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理辦法（1986）
3．中華人民共和國放射性污染防治法（2003）
4．中華人民共和國職業(yè)病防治法（2001）
5．GB8999-88《電離輻射監(jiān)測質(zhì)量評價(jià)保證一般規(guī)定》
6．HJ/T61-2001《輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》
7．GB12379-90《環(huán)境核輻射監(jiān)測規(guī)定》
8．GB/T14583-93《環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范》
9．GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源**基本標(biāo)準(zhǔn)》（替代GB8703-88輻射防護(hù)規(guī)定與GB4792-1984
2、系統(tǒng)特點(diǎn)
2.1、監(jiān)測過程實(shí)現(xiàn)全自動遠(yuǎn)程控制
該監(jiān)測過程由工業(yè)計(jì)算機(jī)，智能化儀表和光電執(zhí)行部件構(gòu)成，全過程以工業(yè)計(jì)算機(jī)作為控制大腦，只需預(yù)先設(shè)置好合適的參數(shù)就能自動完成監(jiān)測過程的數(shù)據(jù)采集、聲光報(bào)警、高低雙閾值報(bào)警和視頻監(jiān)視聯(lián)動等功能。該系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)及自動化程度都接近或超過國內(nèi)外同類產(chǎn)品水平。
2.2、采用集中式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
與分布控制模式相比具有極高的可靠性與并行處理能力，同時(shí)具有微機(jī)全自動、人工手動二種操作工況，各種工況可以任意切換，并且可以在各工況間傳遞數(shù)據(jù)，為用戶提供了極大的靈活性。
2.3、**可靠
系統(tǒng)采用4臺監(jiān)控主機(jī)8個(gè)探頭（2組）完成對不同位置進(jìn)行監(jiān)測，該種設(shè)計(jì)完全實(shí)現(xiàn)了輻射監(jiān)控的冗余設(shè)計(jì)，相對單主機(jī)多探頭的設(shè)計(jì)明顯的提供了輻射測量的準(zhǔn)確，也大大提供了系統(tǒng)的可靠性。
2.4、操作簡便、實(shí)用性強(qiáng)
如果采用系統(tǒng)控制軟件，人機(jī)界面十分友好，所有的操作只需在一個(gè)控制面板上就可全部完成，簡單易用，實(shí)用性強(qiáng)。
2.5、技術(shù)先上的進(jìn)性
輻射監(jiān)測量除全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字遠(yuǎn)程監(jiān)測外，在技術(shù)手段的選擇上，使用 "Microsoft.net解決方案"、"C#"、"三層結(jié)構(gòu)"和"面向?qū)ο? 等比較成熟而又有發(fā)展前途的先進(jìn)技術(shù)，保證整套系統(tǒng)在一定時(shí)期內(nèi)的技術(shù)**。
3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的控制核心主要可由兩臺工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成。**臺計(jì)算機(jī)作為主要控制計(jì)算機(jī)，它通過帶高壓隔離的轉(zhuǎn)換器將，四臺RAM-I 在線輻射**報(bào)警儀主機(jī)進(jìn)行RS485組網(wǎng)，該計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，以通用的485通訊協(xié)議，向四臺RAM-I儀主機(jī)輪詢采集數(shù)據(jù),并對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。
系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控軟件，除具有數(shù)據(jù)采集功能外，還具有實(shí)時(shí)圖譜、聲、光報(bào)警，歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析等功能。
**臺計(jì)算機(jī)用于視頻監(jiān)視，實(shí)時(shí)監(jiān)視每個(gè)房間的具體情況。
4、功能模塊
4.1、輻射監(jiān)測
4.1.1、輻射**監(jiān)控
該模塊是本軟件*核心的模塊，其功能主要實(shí)現(xiàn)對四臺RAM-I主機(jī)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，將采集到的數(shù)據(jù)以文本框和圖譜的形式顯示出來，軟件的界面上有對應(yīng)探頭的監(jiān)測數(shù)據(jù)，報(bào)警燈的狀態(tài)，報(bào)警喇叭的狀態(tài)，并用顏色的深淺表示輻射劑量率水平，如果想查看某探頭一段時(shí)間的測量數(shù)據(jù)，可雙擊對應(yīng)探頭的文本框，軟件中將出現(xiàn)該探頭一段時(shí)間的實(shí)時(shí)采集圖譜。同時(shí)該模塊環(huán)境閾值與核臨界閾值的切換功能。
4.1.2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集圖譜
該功能模塊主要用圖譜的形式將采集到的數(shù)據(jù)顯示為一條連續(xù)的曲線。該中表達(dá)方式具有直觀、易懂、表達(dá)信息豐富的特點(diǎn)。
該模塊在一個(gè)圖譜中提供一條動態(tài)的曲線圖，并可顯示曲線上的每一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)的大小、日期等信息。同時(shí)提供對應(yīng)探頭的報(bào)警狀態(tài)和報(bào)警閾值狀態(tài)等功能。
4.1.3、與視頻聯(lián)動通訊
當(dāng)某一探頭發(fā)生報(bào)警時(shí)，需要在視頻監(jiān)視中跳出對應(yīng)的房間視頻圖像。該功能模塊主要通過RS232接口向視頻監(jiān)視發(fā)出通訊信號，將相應(yīng)的房間和探頭好發(fā)給視頻監(jiān)視主機(jī)。
當(dāng)某一時(shí)刻有多個(gè)探頭同時(shí)報(bào)警時(shí)，本軟件只發(fā)送一個(gè)探頭信息，以免，視頻信息出現(xiàn)頻繁亂跳的現(xiàn)象。
4.2、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
4.2.1、檢測設(shè)備管理
本模塊用來設(shè)置與上位機(jī)程序通訊的RAM-I在線輻射**報(bào)警儀的主機(jī)信息和探頭信息。
主機(jī)信息包括：主機(jī)號，主機(jī)型號，主機(jī)名稱等重要信息。
探頭信息包括：探頭號（污染點(diǎn)）、探頭的類型，每個(gè)探頭的**閾值和高閾值，采用周期等信息。
通過對以上信息的添加、修改和保存到數(shù)據(jù)庫。以提供給數(shù)據(jù)采集中使用。
4.2.2、用戶管理
本軟件需要有用戶名和密碼后才能啟動。
4.2.3、數(shù)據(jù)庫備份
本系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫為SQL Server2005 一般情況用戶是不知道怎么操作數(shù)據(jù)庫，為了保證系統(tǒng)在發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)（如系統(tǒng)中病毒等），檢測數(shù)據(jù)不丟失，因此需要經(jīng)常備份數(shù)據(jù)庫。
該模塊只有一個(gè)操作按鈕，操作簡單，使得備份數(shù)據(jù)庫等復(fù)雜的技術(shù)工作可由任何人來操作完成。
4.2.4、數(shù)據(jù)庫還原
當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難性事故后，需要重新恢復(fù)原來的檢測數(shù)據(jù)，本功能就是用來還原以前備份好的數(shù)據(jù)庫，同樣該模塊只有一個(gè)操作按鈕，操作簡單。
4.2.5、壓縮和修復(fù)數(shù)據(jù)庫
SQL Server2005數(shù)據(jù)庫當(dāng)使用的時(shí)間比較長后，將是數(shù)據(jù)庫文件變得特別巨大，有時(shí)會使硬盤的容量都不夠，另外超大的數(shù)據(jù)庫也不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，這種情況下必須對數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)行壓縮或修復(fù)。同樣該模塊只有一個(gè)操作按鈕，操作簡單。
4.2.6、程序日志
當(dāng)軟件運(yùn)行過程中，軟件可能會出現(xiàn)一定的錯(cuò)誤（行話稱之為Bug），另外RAM-I在線輻射報(bào)警儀也會出現(xiàn)探頭掉線的特殊情況。因此對于系統(tǒng)中不該出現(xiàn)的異常是有必要進(jìn)行記錄的。
本功能模塊主要用來記錄以上程序異常，為程序的完善和出錯(cuò)后及時(shí)的修正提供重要信息。
4.3、數(shù)據(jù)查詢與分析
4.3.1、當(dāng)日檢測數(shù)據(jù)查詢
本模塊用來查詢當(dāng)日監(jiān)測系統(tǒng)所采集到的全部數(shù)據(jù)。
4.3.2、歷史檢測查詢
查看存儲在數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，該模塊可按天并以曲線圖譜的方式查看歷史記錄。
開發(fā)該模塊的目的主要是當(dāng)輻射現(xiàn)場在某天出現(xiàn)了輻射**事故，監(jiān)控系統(tǒng)能提供事故時(shí)刻的每個(gè)探頭的檢測數(shù)據(jù)，為事故原因的處理提供必要的信息。
4.4、系統(tǒng)設(shè)置
4.4.1、系統(tǒng)設(shè)置
對系統(tǒng)中需要的通訊端口進(jìn)行設(shè)置。
主要設(shè)置 檢測數(shù)據(jù)采集用端口號和視頻監(jiān)視聯(lián)動用通訊端口號。
4.5、窗口與幫助
4.5.1、窗口排列控制
本軟件的主窗口為多窗口類型，即在一個(gè)窗口中可同時(shí)存在多個(gè)文檔窗口。因此在多文檔情況下就需要對每個(gè)文檔進(jìn)行排列。
本軟件提供文檔的層疊排列、水平平鋪排列和垂直平鋪排列三種排列功能。
4.5.2、幫助
本功能用來提供軟件的在線電子使用手冊。
5、RAM-I 在線輻射檢測系統(tǒng)介紹
5.1、在線輻射**報(bào)警儀主機(jī)
RAM-I在線輻射檢測儀是一種新型輻射連續(xù)監(jiān)測裝置，由中國輻射防護(hù)研究院開發(fā)，它采用特殊設(shè)計(jì)的前置放大電路，具有靈敏度高、操作方便、自動顯示、數(shù)據(jù)存儲和超閾報(bào)警等特點(diǎn)，能實(shí)時(shí)給出xγ輻射劑量率，也可作為在線輻射監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與超閾**報(bào)警，考慮到現(xiàn)場操作、應(yīng)急快速響應(yīng)與維護(hù)方便的需要，主機(jī)安裝在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，可通過RS485通訊實(shí)現(xiàn)總控制室自動監(jiān)控。
1．輻射α檢測裝置技術(shù)指標(biāo)：
檢測下限≤0.1Bq/cpm(參考計(jì)算比值與5μg/m2)置信概率75%。
檢測面積：1300mm×80mm。
檢測時(shí)間：30min以內(nèi)可設(shè)置。
含235U20%的鈾源（活性區(qū)Φ70mm）2π探測效率≥35%
固有本底計(jì)數(shù)率≤3cpm（24小時(shí)）。
儀器穩(wěn)定性≤10%（24小時(shí)）。
5.2伽碼輻射檢測技術(shù)指標(biāo)：
RAM-I型配套半導(dǎo)體或閃爍體探頭
探測器：Φ30×25mm（半導(dǎo)體）。
測量范圍： 0. 01μGy/h～1000μGy/h ；
*大過載劑量率 5000μGy/h
響應(yīng)時(shí)間： 1-10S
測量誤差：≤±15%
能量響應(yīng)： 40Kev～3Mev
使用環(huán)境：溫度-10℃～+50℃、
相對濕度(在40℃溫度下) ≤98％
中國輻射防護(hù)研究院
聯(lián)系人：張文濤
電話（辦公室）：