辐射区域内空间
γ
辐射剂量及表面
β
放射性的测量方法
技术领域
1.本发明涉及核辐射空间剂量及表面放射性的探测方法，具体涉及辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法。
背景技术：2.通常在辐射剂量测量中，为获得受污染物体的表面辐射剂量，测量人员需手持表面沾污仪近距离开展相关的辐射剂量测量工作，但这样的人工测量作业通常只适用于辐射剂量水平较低、测量点位较少的开放空间测量。针对某些特殊环境，比如封闭区域或厂房，作为典型的密闭空间，当发生事故时，可能会有大量放射性物质弥散在其内部，甚至出现大量放射性气溶胶吸附在封闭区域或厂房内壁的情况，由于放射性物质聚集在密闭空间内，具有极高的空间浓度，导致密闭空间内产生较高的辐射剂量。对于待测区域情况尚不清楚时，人工测量效率较低，能够测量的点位分布位置也有较大局限性，因为人工难以到达位置较高的测量点位，且测量人员直接进入该空间测量会长期处于高剂量率辐射场中，从而产生辐照损伤，威胁到身体健康。
技术实现要素：3.为解决现有测量方法中存在的人工能够测量点位的位置分布具有较大局限性，测量效率低，以及长期处于辐射区域会对人体健康产生危害的不足之处，而提供一种辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法。
4.为实现上述目的，本发明提供的技术解决方案如下：
5.一种辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
6.步骤1，待测点预设及测量准备
7.1.1在辐射区域的表面布设多个为测量表面β放射性的β标记点；
8.1.2以β标记点为参考对辐射区域建立三维笛卡尔坐标系，以辐射区域的入口中心处作为坐标系原点；根据坐标系确定所有β标记点的三维坐标；
9.1.3在辐射区域内布设多个为测量空间γ辐射剂量的γ标记点，获得γ标记点的三维坐标；
10.1.4将一个辐射测量系统设置在辐射区域的入口处，且其探头前端位于坐标系原点；所述辐射测量系统可通过调整使其探头前端位置到达不同的β标记点或γ标记点位置进行测量，所述辐射测量系统连接有远程操控终端，通过远程操控终端实现对辐射测量系统的控制；
11.1.5将步骤1.2中建立的坐标系数据输入在远程操控终端中，并导入步骤1.2和步骤1.3中建立的多个β标记点的三维坐标以及γ标记点的三维坐标；
12.步骤2，空间γ辐射剂量和表面β放射性的测量
13.通过远程操控终端控制辐射测量系统使其探头前端依次运动至每个β标记点和γ
标记点进行测量，获得每个β标记点的表面β放射性数值和每个γ标记点的空间γ辐射剂量数值；
14.步骤3，空间辐射剂量分布重构
15.基于步骤2中测量的每个β标记点的表面β放射性数值和每个γ标记点的空间γ辐射剂量数值对辐射区域进行空间辐射分布重构，分别绘制辐射区域内的表面β放射性分布云图和不同剖面的空间γ辐射剂量分布云图。
16.进一步地，步骤1.1中，所述在辐射区域的表面布设多个β标记点，其布设规律如下：
17.a.在1.5m≤距地面高度h≤1.8m的区间内，相邻β标记点的垂直间距为辐射测量系统探头前端直径的3倍；
18.b.在距地面高度h＜1.5m和距地面高度h＞1.8m的区间内，β标记点的垂直间距为探头前端直径的6倍；
19.c.相邻β标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直径的3倍，且辐射区域表面的同一水平位置上至少设置3个β标记点。
20.进一步地，步骤1.3中，所述布设多个为测量空间γ辐射剂量的γ标记点，其布设规律如下：
21.a.γ标记点设置在对应β标记点的每个高度位置；
22.b.水平方向上，相邻γ标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直径的3倍，且水平间距≤β标记点的水平间距的一半，同一水平位置上至少设置3个γ标记点。
23.进一步地，所述步骤2中，测量β标记点的放射性数值时，控制辐射测量系统的探头前端与待测的β标记点所在平面间留有空隙，调整探头前端使其与待测的β标记点所在平面平行后，控制探头前端贴合在β标记点所在平面上。
24.进一步地，所述辐射测量系统包括所述探头、连接探头的调节支架，以及移动平台；所述调节支架连接在移动平台上，通过驱动单元驱动进行多角度的旋转、自转和伸缩。
25.所述调节支架可以是六轴机械臂、三轴机械臂，或者可以实现相应功能的其它机械臂。
26.进一步地，所述辐射测量系统的探头四周设置多个不同角度的距离传感器，用于测量距离传感器与β标记点所在平面的距离；所述距离传感器与远程操控终端连接，用于控制驱动单元工作。
27.进一步地，步骤2中，对每个β标记点和γ标记点进行测量时，均重复多次测量，并将数据传至远程操控终端，通过远程操控终端计算平均值，作为最终获得的每个β标记点的表面β放射性数值和每个γ标记点的空间γ辐射剂量数值。
28.进一步地，步骤1.2中以β标记点为参考通过摄影测量系统以及三维重构技术对辐射区域进行三维数值重构，建立三维笛卡尔坐标系。
29.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
30.1.本发明的测量方法可应用于密闭空间或非密闭空间的测量，适用范围较广；通过辐射测量系统和远程操控终端的自动化控制程序实现对大量测点的测量，无需人工进入辐射区域，与人工测量相比具有精准、高效的特点。
31.2.本发明在辐射区域及表面均匀布点，覆盖到整个辐射区域，通过远程操控辐射
测量系统进行测量，测量点位的分布不受人工局限，可以实现科学合理布点，并建立更准确的分布云图。
32.3.本发明通过绘制表面β放射性分布云图和空间γ辐射剂量分布云图，反映辐射区域内的辐射情况，有效指导应急人员进行事故后果处理。
33.4.本发明除了能建立密闭空间内的辐射分布云图以外，在空间内部整体情况尚不清楚时，还能够通过探明密闭空间内的分布情况从而确定三维边界分布，同时在辐射测量系统的探头周围设置其他气体探测器有助于技术人员持续开展其它领域的工作。
附图说明
34.图1是本发明实施例一的方法流程图。
具体实施方式
35.以下结合具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：
36.实施例一
37.本发明的一种辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，应用于密闭空间的测量中，流程图如图1所示，包括以下步骤：
38.步骤1，待测点预设及测量准备
39.1.1在密闭空间内表面布设多个为测量表面β放射性的β标记点；β标记点的布设规律如下：
40.a.在1.5m≤距地面高度h≤1.8m的区间内，相邻β标记点的垂直间距为辐射测量系统探头前端直径的3倍；
41.b.在距地面高度h＜1.5m和距地面高度h＞1.8m的区间内，β标记点的垂直间距为探头前端直径的6倍；
42.c.相邻β标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直径的3倍，且辐射区域表面的同一水平位置上至少设置3个β标记点。
43.1.2以β标记点为参考，通过摄影测量系统以及三维重构技术对辐射区域的密闭空间建立三维笛卡尔坐标系，以密闭空间的入口中心处作为坐标系原点；根据坐标系确定所有β标记点的三维坐标(x1,y1,z1)。
44.1.3在辐射区域内布设多个为测量空间γ辐射剂量的γ标记点，获得γ标记点的三维坐标(x2,y2,z2)，也可根据β标记点的坐标通过线性差值算法获得γ标记点的三维坐标(x2,y2,z2)；γ标记点的布设规律如下：
45.a.γ标记点设置在对应β标记点的每个高度位置；
46.b.水平方向上，相邻γ标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直径的3倍，且水平间距≤β标记点的水平间距一半，同一水平位置上至少设置3个γ标记点。
47.1.4将一个辐射测量系统设置在辐射区域的入口处，且其探头前端位于坐标系原点；所述辐射测量系统可通过调整使其探头前端位置到达不同的β标记点或γ标记点位置进行测量，所述辐射测量系统连接有远程操控终端，通过远程操控终端实现对辐射测量系统的控制；
48.1.5将步骤1.2中建立的坐标系数据输入在远程操控终端中，并导入步骤1.2和步
骤1.3中建立的多个β标记点的三维坐标以及γ标记点的三维坐标；
49.步骤2，空间γ辐射剂量和表面β放射性的测量
50.2.1空间γ辐射剂量的测量
51.2.1.1远程操控终端控制辐射测量系统使其探头前端运动至其中一个γ标记点，至少重复测量二十次以上，将测量数据回传至远程操控终端，求得平均值，作为该点位空间γ辐射剂量数值；
52.2.1.2重复2.1.1的步骤，依次运动至不同γ标记点，直至完成所有γ标记点的测量，获得每个γ标记点的空间γ辐射剂量数值。
53.2.2表面β放射性测量
54.2.2.1控制辐射测量系统的探头前端移动至距离其中一个β标记点10-15cm的位置；
55.2.2.2探头四周设置多个距离传感器，用于测量距离传感器到β标记点所在平面的距离，控制辐射测量系统调整探头角度，使探头周围的多个距离传感器测量结果的小数点后两位保持一致，即认为探头前端与β标记点所在平面保持平行；
56.2.2.3保持2.2.2中所述平行位置关系不变，控制探头前端靠近β标记点，直至与β标记点所在平面贴合；
57.2.2.4重复测量至少二十次该点位的表面β放射性数值，回传至远程操控终端，求得平均值，作为表面β放射性数值；
58.2.2.5重复步骤2.2.1至2.2.4依次测量各β标记点，直至完成所有β标记点的测量，获得每个β标记点的表面β放射性数值。
59.步骤3，空间辐射剂量分布重构
60.3.1基于步骤1中的β标记点的位置坐标(x1,y1,z1)和γ标记点的位置坐标(x2,y2,z2)，以及步骤2中测量的所有表面β放射性数值和空间γ辐射剂量数值(用a表示)，分别得到每个β标记点的四维变量(x1,y1,z1,a)和γ标记点的四维变量(x2,y2,z2,a)。
61.3.2基于3.1中得到的所有β标记点的四维变量(x1,y1,z1,a)和γ标记点对应的四维变量(x2,y2,z2,a)，分别绘制表面β放射性分布云图和不同剖面的空间γ辐射剂量分布云图。
62.步骤3.2所述β放射性分布云图和不同剖面的空间γ辐射剂量分布云图可有效指导应急人员进行事故后果处理。
63.其中，所述辐射测量系统包括所述探头、连接探头的调节支架，以及移动平台；所述调节支架连接在移动平台上，通过驱动单元驱动进行多角度的旋转、自转和伸缩。
64.所述调节支架可以是六轴机械臂、三轴机械臂，或者可以实现相应功能的其它机械臂。
65.实施例二
66.在该实施例中，该测量方法应用于非密闭空间中空间γ辐射剂量和表面β放射性的测量，非密闭空间无四周遮挡，辐射区域表面仅包括地面，在辐射区域边界确定一个入口，在实施例一的基础上，仅需修改的步骤1.1和步骤1.3：
67.步骤1.1，在辐射区域的地面布设多个为测量表面β放射性的β标记点；
68.β标记点的布设规律如下：相邻β标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直
径的3倍，且同一水平位置至少有3个β标记点。
69.步骤1.3，在辐射区域内布设多个为测量空间γ辐射剂量的γ标记点，获得γ标记点的三维坐标(x2,y2,z2)；γ标记点的布设规律如下：
70.a.在1.5m≤距地面高度h≤1.8m的区间内，γ标记点的垂直间距为辐射测量系统探头前端直径的3倍；
71.b.在距地面高度h＜1.5m和距地面高度h＞1.8m的区间内，γ标记点的垂直间距为探头前端直径的6倍；
72.c.相邻γ标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直径的3倍，且水平间距≤β标记点的水平间距的一半，同一水平位置至少设置3个γ标记点。
73.其余步骤与实施例一相同，最终得到相应非密闭区域的表面β放射性分布云图和不同剖面的空间γ辐射剂量分布云图。
74.实施例三
75.在本发明的其它实施例中，步骤2也可以先执行步骤2.2，再执行步骤2.1，其余步骤与实施例一或实施例二相同，对结果没有影响。
76.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，待测点预设及测量准备1.1在辐射区域的表面布设多个为测量表面β放射性的β标记点；1.2以β标记点为参考对辐射区域建立三维笛卡尔坐标系，以辐射区域的入口中心处作为坐标系原点；根据坐标系确定所有β标记点的三维坐标；1.3在辐射区域内布设多个为测量空间γ辐射剂量的γ标记点，获得γ标记点的三维坐标；1.4将一个辐射测量系统设置在辐射区域的入口处，且其探头前端位于坐标系原点；所述辐射测量系统可通过调整使其探头前端位置到达不同的β标记点或γ标记点位置进行测量，所述辐射测量系统连接有远程操控终端，通过远程操控终端实现对辐射测量系统的控制；1.5将步骤1.2中建立的坐标系数据输入在远程操控终端中，并导入步骤1.2和步骤1.3中建立的多个β标记点的三维坐标以及γ标记点的三维坐标；步骤2，空间γ辐射剂量和表面β放射性的测量通过远程操控终端控制辐射测量系统使其探头前端依次运动至每个β标记点和γ标记点进行测量，获得每个β标记点的表面β放射性数值和每个γ标记点的空间γ辐射剂量数值；步骤3，空间辐射剂量分布重构基于步骤2中测量的每个β标记点的表面β放射性数值和每个γ标记点的空间γ辐射剂量数值对辐射区域进行空间辐射分布重构，分别绘制辐射区域内的表面β放射性分布云图和不同剖面的空间γ辐射剂量分布云图。2.根据权利要求1所述的辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于：步骤1.1中，所述在辐射区域的表面布设多个β标记点，其布设规律如下：a.在1.5m≤距地面高度h≤1.8m的区间内，相邻β标记点的垂直间距为辐射测量系统探头前端直径的3倍；b.在距地面高度h＜1.5m和距地面高度h＞1.8m的区间内，β标记点的垂直间距为探头前端直径的6倍；c.相邻β标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直径的3倍，且辐射区域表面的同一水平位置上至少设置3个β标记点。3.根据权利要求2所述的辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于：步骤1.3中，所述布设多个为测量空间γ辐射剂量的γ标记点，其布设规律如下：a.γ标记点设置在对应β标记点的每个高度位置；b.相邻γ标记点的水平间距大于辐射测量系统探头前端直径的3倍，且水平间距≤β标记点的水平间距的一半，同一水平位置上至少设置3个γ标记点。4.根据权利要求1-3任一所述的辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于：
所述步骤2中，测量β标记点的放射性数值时，控制辐射测量系统的探头前端与待测的β标记点所在平面间留有空隙，调整探头前端使其与待测的β标记点所在平面平行后，控制探头前端贴合在β标记点所在平面上。5.根据权利要求4所述的辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于：所述辐射测量系统包括所述探头、连接探头的调节支架，以及移动平台；所述调节支架连接在移动平台上，通过驱动单元驱动进行多角度的旋转、自转和伸缩。6.根据权利要求5所述的辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于：所述辐射测量系统的探头四周设置多个不同角度的距离传感器，用于测量距离传感器与β标记点所在平面的距离；所述距离传感器与远程操控终端连接，用于控制驱动单元工作。7.根据权利要求6所述的辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于：步骤2中，对每个β标记点和γ标记点进行测量时，均重复多次测量，并将数据传至远程操控终端，通过远程操控终端计算平均值，作为最终获得的每个β标记点的表面β放射性数值和每个γ标记点的空间γ辐射剂量数值。8.根据权利要求7所述的辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，其特征在于：步骤1.2中以β标记点为参考通过摄影测量系统以及三维重构技术对辐射区域进行三维数值重构，建立三维笛卡尔坐标系。
技术总结本发明涉及核辐射空间剂量及表面放射性的探测方法，具体涉及辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，为解决现有测量方法中存在的人工能够测量点位的位置分布具有较大局限性，测量效率低，以及长期处于辐射区域会对人体健康产生危害的不足之处。本发明的一种辐射区域内空间γ辐射剂量及表面β放射性的测量方法，包括待测点预设及测量准备、空间γ辐射剂量和表面β放射性的测量以及空间辐射剂量分布重构；最终得到不同剖面的空间γ辐射剂量分布云图和表面β放射性分布云图，本方法通过远程操控终端控制辐射测量系统自动运动及测量，并将信息传回远程操控终端，无需人工进入辐射区域。需人工进入辐射区域。需人工进入辐射区域。
技术研发人员：马振辉 王立鹏 马腾跃 刘龙波 王宝生 代义华 余小任 苏春磊 唐秀欢 胡攀 李达
受保护的技术使用者：西北核技术研究所
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
