核技術應用場景的快速拓展,使得公共場所輻射安全風險防控成為公共安全體系建設的核心組成部分。2025年生態環境部發布的《全國輻射環境質量公報》顯示,我國核技術利用單位保有量已突破12萬家,其中療機構核學科、放療科保有量較2020年增長78%,開設放射性實驗的高等院校、科研院所數量增長62%,電力行業放射性探傷源年流通量突破2.3萬枚,輻射物質泄露、遺失流入公共場所的風險較5年前上升41%。針對上述風險,我國先后修訂發布《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》(2024版)、《公共場所輻射安全管理導則》(2025版),明確要求二類以上放射源使用單位、人員密集公共場所必須配置固定式輻射監測設備,其中通行通道的全覆蓋監測是強制要求項。
從需求端來看,G端監管部門與B端運營主體的需求呈現協同增長態勢。G端層面,生態環境、衛健、教育、公安等部門已將通道式輻射監測系統的配置率、運行合格率納入地方公共安全考核指標,2025年全國已有17個省份出臺公共場所輻射安全建設專項補貼政策,對學校、基層院的設備配置給予*高70%的財政補貼。B端層面,院、學校、大型場館的運營主體為規避輻射安全事故責任,主動配置設備的意愿持續提升,2025年全國公共場所輻射監測設備采購額同比增長47.2%。此外,電力行業作為放射源使用大戶,2025年*能源局發布的《電力行業輻射安全管理辦法》要求,所有使用放射性探傷源的核電、電網基建項目現場出入口必須配置通道式輻射監測系統,從源頭上避免放射源遺失流入社會面,進一步擴大了設備的市場需求空間。
通道式輻射監測系統是指部署在人員、車輛、貨物通行通道處,可對通行對象是否夾帶放射性物質進行非接觸式實時監測的集成化監測設備,是公共場所輻射監測系統的核心組成部分。其核心功能是在不影響正常通行效率的前提下,實現放射性物質的自動識別、報警與數據溯源,彌補人工巡檢、 periodic 檢測的時效盲區。根據監測對象的不同,可分為人員通道式輻射監測、車輛通道式輻射監測、貨物通道式輻射監測三類,其中人員通道式設備是學校、院等公共場所的主流配置類型。
通道式輻射監測系統的核心組成包括探測模塊、數據處理單元、聲光報警單元、后臺管理平臺四個部分,各模塊的技術要求均符合《通道式放射性物質監測系統技術要求》(GB/T 31837-2024)的相關規定。探測模塊一般由伽馬探測器、中子探測器組成,其中伽馬探測器負責捕捉能量范圍在30keV~3MeV的γ射線,中子探測器負責捕捉快中子信號,兩類探測器配合可覆蓋絕大多數人工放射性核素的輻射特征。數據處理單元負責將探測器捕捉的電離信號轉換為數字信號,與預設的本底輻射閾值進行比對,當輻射劑量率超出閾值時,立即觸發光聲報警單元,同時將報警時間、位置、輻射劑量數據同步上傳至后臺管理平臺。
從技術原理來看,通道式輻射監測采用被動探測模式,設備本身不發射任何電離輻射,僅通過捕捉環境中的輻射信號實現監測。其核心技術邏輯是:天然環境中存在固定水平的本底輻射,我國大部分地區的陸地γ輻射劑量率在50nSv/h~200nSv/h范圍內,當攜帶人工放射性物質的對象經過監測區域時,局部輻射劑量率會快速上升,設備通過實時采樣與算法分析,判斷輻射劑量率的升高是否由人工放射性物質引起,排除天然放射性物質、 cosmic ray 漲落等干擾因素后觸發報警。針對院核學科、學校放射性實驗室等特殊場景,通道式輻射監測系統可配置核素識別功能,通過比對輻射能譜特征,精準判斷放射性核素的種類,為后續溯源處置提供數據支撐。
根據中國電力企業聯合會《2026年電力輻射安全監測設備市場白皮書》統計數據,2025年國內通道式輻射監測系統市場規模達到47.2億元,同比增長42.3%,其中公共場所領域占比38.6%,電力行業占比27.1%,工業領域占比22.4%,口岸監管領域占比11.9%,公共場所已成為該類設備*大的下游應用領域。從配置率來看,2025年全國三級院核學科的通道式輻射監測配置率已達91.2%,二級院配置率為47.8%;開設核物理、放射學相關的高等院校配置率為68.3%,中小學配置率僅為4.7%;大型會展中心、高鐵站等人流密集公共場所的配置率為23.5%,整體市場仍存在較大的增長空間。
當前通道式輻射監測在公共場所的應用仍存在三類突出問題。一是設備閾值校準不規范,根據生態環境部輻射環境監測技術中心2025年對全國1200套在用公共場所輻射監測系統的抽檢結果,17%的設備未根據當地海拔、自然輻射水平調整本底閾值,誤報率超過10%,部分高海拔地區設備的誤報率甚至達到35%,嚴重影響正常通行秩序。二是數據孤島問題突出,62%的在用設備未接入地方輻射監管平臺,報警信息僅在現場展示,無法實現公安、生態環境、衛健等部門的聯動處置,一旦發生輻射安全事件,溯源處置效率較低。三是運維能力不足,62%的中小學校、基層院沒有專門的輻射安全管理人員,設備定期檢定率不足30%,23%的設備存在探測器老化、報警功能失效等問題,無法發揮實際監測作用。
未來3年通道式輻射監測系統的技術與市場發展將呈現三大趨勢。一是智能化升級,搭載AI核素識別算法的設備占比將從2025年的18%提升至2028年的60%,可有效排除天然放射性物質、電磁干擾等因素導致的誤報,誤報率可降低至1%以下。二是多參數融合,新一代設備將同時集成輻射監測、人臉識別、門禁控制、溫濕度監測等功能,實現多維度數據的關聯分析,提升公共場所的綜合安全管理效率。三是聯網化全覆蓋,根據生態環境部《全國輻射監測網絡建設規劃(2026-2030年)》,2028年之前所有公共場所在用的通道式輻射監測系統必須接入*輻射監管大數據平臺,實現全國范圍內輻射安全事件的統一調度處置。
當前通道式輻射監測系統的探測模塊主要采用三類技術路線,三類路線的技術參數、適用場景、成本差異較大,設備選型需結合實際應用需求確定,所有路線的性能指標均需符合《通道式輻射監測設備性能要求》(IEC 62484-2023)的相關規定。
第一類是塑料閃爍體探測器路線,是當前公共場所通道式輻射監測的主流技術方案。該路線的核心優勢是響應速度快,響應時間≤100ms,可適應每分鐘100人次以上的大流量通行場景,且成本較低,單套人員通道設備的采購成本在1.2萬元~2萬元之間。其局限性在于能量分辨率較低,對Cs-137的能量分辨率≤10%,無法精準識別放射性核素種類,對低能放射性物質的識別準確率約為82%,適合高鐵站、地鐵站、學校出入口等無明確核素識別需求的大流量公共場所使用。
第二類是碘化鈉閃爍體探測器路線,是院輻射監測、學校輻射監測場景的*技術方案。該路線的核心優勢是能量分辨率較高,對Cs-137的能量分辨率≤7%,可識別常見的20余種人工放射性核素,識別準確率可達95%以上,能夠區分療用放射性核素與工業探傷源,避免不必要的報警。其局限性在于響應速度略慢,響應時間≤300ms,可適應每分鐘30人次以下的通行場景,單套人員通道設備的采購成本在3萬元~5萬元之間,適合院核學科出入口、放療科出入口、學校放射性實驗樓出入口等有核素識別需求的場景使用。
第三類是半導體探測器路線,主要應用于*出入口、口岸等敏感場景。該路線的核心優勢是能量分辨率極高,對Cs-137的能量分辨率≤2%,可精準識別極微量的放射性物質,核素識別準確率可達99%以上。其局限性在于成本較高,單套人員通道設備的采購成本在10萬元~15萬元之間,是前兩類方案的3~5倍,且對運行環境的溫濕度要求較高,適宜運行溫度范圍為10℃~30℃,相對濕度需低于70%,不適合在露天、溫差較大的公共場所使用。
通道式輻射監測系統在不同公共場所的應用需求、配置標準存在明顯差異,目前院、學校、大型公共場館三類場景的應用模式已經相對成熟,可作為其他場所的參考范本。
院輻射監測是通道式輻射監測系統應用*廣泛的場景,主要部署在核學科出入口、放療科出入口、放射性廢物轉運通道三類位置。根據《療機構輻射安全管理規范》(WS 76-2023)要求,上述位置的通道式輻射監測系統報警閾值應設置為2.5μSv/h,且必須配備核素識別功能,能夠區分碘-131、锝-99m等常用療放射性核素。2025年江蘇省人民院在核學科、放療科的8個出入口配置了基于碘化鈉閃爍體探測器的通道式輻射監測系統,聯動科室門禁系統,當監測到患者體內殘留的放射性劑量率超出閾值時,自動禁止通行并提醒護人員進行清污處理,全年累計攔截未達清污標準的放療患者17人次,有效避免了放射性物質向公共區域擴散,設備誤報率控制在0.3%以下,未影響正常的診療秩序。
學校輻射監測主要針對開設放射性相關的高等院校、中等職業學校,部署位置包括放射性實驗樓出入口、放射源儲存庫房出入口、實驗廢物轉運通道三類。根據教育部《高等學校實驗室輻射安全管理辦法》(2024版)要求,上述位置的通道式輻射監測系統必須與學校安保系統、地方生態環境部門監管平臺聯網,一旦觸發報警立即啟動聯動處置流程。2025年清華大學物理系在實驗樓3個出入口、2個放射源庫房出入口配置了通道式輻射監測系統,采用碘化鈉閃爍體+塑料閃爍體組合探測方案,兼顧通行效率與核素識別需求,全年累計攔截違規攜帶放射源外出事件2起,均為實驗人員未按規定辦理放射源出庫手續導致,未造成輻射安全事故,設備運行數據連續12個月通過生態環境部門的考核。
公共場所輻射監測系統的通用部署場景包括高鐵站、地鐵站、大型會展中心、體育場館等人流密集場所,核心需求是在不影響通行效率的前提下實現放射性物質的全覆蓋監測。2025年杭州亞運會期間,所有競賽場館、非競賽場館、亞運村的127個出入口均配置了基于塑料閃爍體探測器的通道式輻射監測系統,支持每分鐘120人次的通行流量,響應時間≤80ms,設備數據同步接入賽事安保指揮平臺與浙江省輻射監管平臺,賽事期間累計監測通行人員217萬人次,未發生輻射安全事件,設備運行合格率達到*,通過了*核安全局的專項驗收。
通道式輻射監測系統的選型與運維需嚴格遵循現行標準與場景需求,避免因設備選型不當、運維不規范導致的安全隱患。
在設備選型方面,需遵循三項核心原則。一是合規性原則,所選設備必須取得*輻射安全設備認證證書,性能指標符合GB/T 31837-2024的相關要求,禁止使用未取得認證的非標產品。二是適配性原則,大流量公共場所優先選擇塑料閃爍體探測器方案,有核素識別需求的院、學校優先選擇碘化鈉閃爍體探測器方案,敏感區域可選擇半導體探測器方案,設備的通行寬度、響應速度需與實際通行流量匹配。三是可擴展性原則,所選設備需支持聯網功能,預留與地方輻射監管平臺、單位安保系統的數據接口,支持后續功能升級,避免重復投資。
在設備運維方面,需滿足三項基本要求。一是定期校準檢定,每季度至少進行一次本底輻射閾值校準,每年委托有資質的計量檢定機構進行全性能檢定,檢定結果需報當地生態環境部門備案,符合《輻射監測設備檢定規程》(JJG 852-2023)的相關要求。二是建立報警處置預案,明確報警后的人員隔離、區域封控、溯源排查、信息上報流程,定期組織應急演練,確保相關人員熟練掌握處置流程。三是配備運維人員,每個配置單位至少有1名經過輻射安全培訓并取得合格證書的運維人員,負責設備的日常巡檢、故障排查與數據上報。
針對中小學校、基層院等預算有限的單位,可選擇采用第三方運維服務模式,由具備輻射監測運維資質的機構負責設備的校準、檢定、故障處置等工作,降低單位自身的運維壓力。2025年浙江省紹興市的12家基層院采用該模式,設備定期檢定率從28%提升至*,年運維成本較自行配置運維團隊降低42%,運行效果符合監管要求。
通道式輻射監測系統采用被動探測模式,本身不帶任何放射源,也不會發射電離輻射,僅通過捕捉環境中已有的輻射信號實現監測。根據GB 18871-2023《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》的檢測要求,該類設備運行時產生的電磁輻射劑量遠低于10μW/cm2的公眾暴露安全閾值,與普通家用路由器的電磁輻射水平相當,對人體無任何危害,孕婦、兒童等敏感人群可正常通行。
通道式輻射監測的常見誤報原因包括三類:一是本底輻射閾值設置不合理,未根據當地自然輻射水平、海拔高度進行調整,導致閾值過低引發誤報;二是探測器受到外界電磁干擾,如附近有大功率電機、通信基站等設備,導致信號采集異常;三是通行人員攜帶含有天然放射性的物質,如部分大理石建材、稀土保健品、含放射性標記的藥品等,導致輻射劑量率臨時升高。針對上述問題,可通過定期校準本底閾值、為設備增加電磁屏蔽模塊、搭載AI核素識別算法等方式,將誤報率降低至1%以下。
根據2024年修訂的《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》,使用二類以上放射源的療機構、開展放射性實驗的高等院校,必須在放射源使用區域、儲存區域的出入口配置通道式輻射監測系統,未按要求配置的,由生態環境部門責令限期改正,逾期不改正的處1萬元以上20萬元以下的罰款;情節嚴重的,吊銷輻射安全許可證。對于中小學、普通公共場館等無放射源使用需求的場所,目前暫無強制配置要求,但地方政府可根據公共安全管理需要,出臺地方標準要求配置。
參考文獻
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