射線無損檢測的物理基礎(chǔ)：關(guān)于工業(yè)檢測用放射源的特性_檢測資訊_

前段時間，天津宏迪工程檢測發(fā)展有限公司在進行探傷作業(yè)期間，丟失放射源銥192。

新聞背景：還原銥-192丟失找回全過程 一工人受到輻射損害

在工業(yè)無損檢測領(lǐng)域，有一種門類稱為：射線檢測（Radiographic Testing），簡稱RT，常用于檢測各種熔化焊接方法（電弧焊、氣體保護焊、電渣焊、氣焊等）的對接接頭。詳情請看：五大常規(guī)無損檢測技術(shù)之一：射線檢測（RT）的原理和特點 而應用放射源銥192（Ir192）對鋼管的焊接口的探傷作業(yè) ，屬于γ射線檢測。

一、放射源到底是什么？

世界上的所有物質(zhì)都是由元素組成的，到目前為止，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多種元素，其中人工制造的有10多種，天然界存在的有90多種。

每一種元素可以包含在多種核素，其中有一些核素是不穩(wěn)定的，會發(fā)生放射性衰變。

什么是核素？

同一種元素的原子的質(zhì)子數(shù)相同，但是核內(nèi)的中子數(shù)卻可以不同。例如：鈷60（Co60）和鈷59（Co59）屬于鈷（Co）元素的核素，Co60和Co59同樣具有27個質(zhì)子，但是前者有33個中子，而后者有32個中子。鈷60（Co60）就是一種工業(yè)射線檢測中常見的核素，具有放射性，是一種放射源。

放射源的本質(zhì)就是：不穩(wěn)定的放射性核素，它們會自發(fā)放出某種射線，α、β或γ射線，而變成另一種元素。以銥192（Ir192）為例子，它從不穩(wěn)定狀態(tài)過渡到穩(wěn)定狀態(tài)會釋放多種不同能量的γ射線，最終變成鉑192（Pt192）和鋨192（Os192）。詳情請看：射線無損檢測的物理基礎(chǔ)：工業(yè)用X射線和γ射線的細節(jié)

二、放射源來自何方？

一般情況下，原子序數(shù)Z≥83的許多元素及其化合物都具有放射性，它們一般在自然界中的礦物中存在。而有些放射性核素是人工合成，例如：銥192（Ir192）。人工合成的放射性核素，一般是用高能粒子轟擊穩(wěn)定核素的原子核，使其變成放射性核素。

目前為止，人類發(fā)現(xiàn)了約2000多種核素，其中人工合成的核素有1600多種，其中絕大多數(shù)都具有放射性；天然存在的核素有300多種，其中有30多種具有放射性，這些天然的放射性核素構(gòu)成了“天然本底輻射”。

三、工業(yè)檢測常用的放射源有哪些？

工業(yè)射線檢測所用的放射源基本上為人工合成的放射性核素，下面我逐一介紹下5類常見放射源：

（1）鈷60（Co60），是由穩(wěn)定核素鈷59（Co59）被中子照射后形成的，其半衰期為5.27年，平均能量1.25MeV，比活度中，適合透照鋼板厚度40~200mm，具有鐵磁性。

什么是半衰期？

放射性核素衰變掉原來核數(shù)一半所需的時間。例如：鈷60（Co60），其半衰期為5.27年，這意味著鈷60（Co60）每經(jīng)過5.27年，其放射強度變成初始強度的一半。

什么是比活度？

單位質(zhì)量放射源的放射性活度，單位：貝可/克（Bq/g），表示放射源的放射性活度，及其放射源的純度，代表放射源的品質(zhì)。

（2）銫137（Cs137），是鈾235（U253）分裂時的一種產(chǎn)物，其半衰期為33年，平均能量0.661MeV ，比活度小，適合透照鋼板厚度15~100mm。

實際使用的放射源是Cs137（Cs137）的鹽類—CsCl，其液化溫度約28°C，因此一般采用雙層不銹鋼殼體保存，以防止液體泄漏造成污染。

（3）銥192 （Ir192），這次放射源丟失事件的主角。它是銥191（Ir191）俘獲熱中子而得，其半衰期為74.4天，平均能量0.355MeV，比活度大，適合透照鋼板厚度10~100mm。

實際上，此次丟失的鐵鏈狀放射源是：Ir192 γ射線探傷機的源組件，銥192 （Ir192）物質(zhì)裝入源包殼內(nèi)，包殼采用內(nèi)外兩層，內(nèi)層是鋁包殼，外層是不銹鋼包殼，可防止放射性污染擴散。因此，一般情況下，人們是看不到銥192（Ir192）的。

由于銥192（Ir192）的比活度較大，該放射源尺寸可以做得更小些，銥192（Ir192）實體只有一顆黃豆粒大小，而且一般情況下都是伴有其他雜質(zhì)元素的，并不是銥192（Ir192）單質(zhì)。

鐵鏈狀放射源，圖片來自相關(guān)截圖：

（4）銩170（Tm170），由熱中子轟擊銩169（Tm169）后生成，其半衰期是128天，平均能量0.072MeV，比活度大，適合透照鋼板厚度3~20mm，可用作薄金屬及輕金屬的檢測。

（5）硒75（Se75），將硒74（Se74）放入反應堆中受中子照射，通過俘獲中子后生成，其半衰期120.4天，平均能量0.206MeV ，比活度中，適合透照鋼板厚度5~40mm。

四、我們該如何識別放射源？

2005年1月1日以后，我國規(guī)定人工合成的每一個工業(yè)放射源都有一個唯一而且不會重復使用的編碼，由12位數(shù)字和字母組成，分別表示生產(chǎn)單位（或生產(chǎn)國）、出廠年份、核素代碼、產(chǎn)品序列號、放射源類別等內(nèi)容。

放射源編碼由12位數(shù)字和字母組成，其中：

第1－2位：國內(nèi)生產(chǎn)的放射源，為生產(chǎn)單位代碼，用兩位數(shù)字表示；國外生產(chǎn)的，為生產(chǎn)國家代碼，用兩位字母表示，例如：美國代碼為US。

第3－4位：為出廠年份，用年份后2位數(shù)字表示。如2004年出廠的放射源，則填寫04。放射源于2005年1月1日前出廠且年份不清楚的，填寫NN。

第5－6位：為核素代碼。2005年1月1日前出廠的放射源且本項不清楚的，填寫NN。

第7－11位：為產(chǎn)品序列號。

第12位：出廠時放射源類別。分為1、2、3、4、5類源，分別填寫1、2、3、4、5，不清楚的填寫N。

什么是放射源類別？

（1）、1類放射源屬極危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾分鐘到1小時就可致人死亡。（2）、2類放射源屬高危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾小時至幾天可以致人死亡。（3）、3類放射源屬中危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾小時就可對人造成永久性損傷，接觸幾天至幾周也可致人死亡。 （4）、4類放射源屬低危險源�；�本不會對人造成永久性損傷，但對長時間、近距離接觸這些放射源的人可能造成可恢復的臨時性損傷。 （5）、 5類放射源屬極低危險源。不會對人造成永久性損傷。

舉個例子，中國原子能科學研究院2005年生產(chǎn)的Cs137放射源，則其編碼為： 0405CS000013。

04代表中國原子能科學研究院，05代表2005年生產(chǎn)，CS是銫的元素符號，00001是產(chǎn)品序列號，3代表屬于3類放射源，即中危險源。

因此，我們遇見工業(yè)檢測用的放射源，從編碼我們可以識別放射源的核素種類、生產(chǎn)時間、屬于哪一類放射源。

參考資料：

【1】射線檢測，第一章射線檢測的物理基礎(chǔ)：工業(yè)檢測常用放射性同位素的特性

【2】關(guān)于發(fā)布放射源編碼規(guī)則的通知