航空辐射监测发展现状和建议

综述了航空辐射监测技术手段在核与辐射环境与安全领域的发展历程和应用现状,通过历史实践和经验反馈,系统梳理了航空辐射监测技术和应用特点,着重分析其监测项目、有人机和无人机航测设备和监测技术的成熟度,结合行业工作实际需求,提出航空辐射监测手段应用定位和技术发展建议。

航空辐射监测研究

航空辐射监测是辐射监测的手段之一,它涉及多学科和多因素的影响。以近年的研究情况作一简述,重点是关键技术问题的研究和解决,系统的基本性能和测试结果等。

新型航空辐射测量仪的研制

介绍了一种用于快速大面积辐射测量的仪器。该系统用于核爆炸及核事故应急监测。

新型航空辐射测量仪专用软件系统

新型航空辐射测量仪用于快速大面积辐射侦测,研究的是其专用软件系统。

航空偏振辐射计偏振精度验证及带外响应分析

为满足航空平台图像大气校正的应用需求,在可见近红外至短波红外波段,同时获取大气多谱段偏振辐射信息,研制了一种用于航空轻量化的偏振探测仪器,航空偏振辐射计。首先,对仪器进行系统描述与光学组件简介,并给出仪器的主要技术参数,其次为保证仪器数据的可用性与参数反演精度,仪器装调之后,在实验室进行绝对辐射定标及偏振测量精度验证。研究结果表明:航空偏振辐射计的绝对辐射定标不确定度优于2.51%,各偏振波段对0.2线偏振度目标的偏振测量精度优于0.16%。同时对490 nm波段偏振精度不理想的情况进行分析,并使用单色仪系统验证其受带外响应影响,通过对比实验验证,针对490 nm波段的偏振通道,去除带外响应影响后,其偏振精度从2.29%提升至0.06%。

核电厂及周边辐射环境航空监测空地比对方法研究

核电厂辐射环境航空监测中进行空地比对是验证航测数据质量好坏的重要手段和方法,本次采用面积网格法,在研究区内的第四系沉积物区、基岩地层区和偏离测线及海陆交汇区域,选取多个监测点位开展空地比对分析,研究地面测量方法的有效性及位置选择的合理性。结果显示:第四系沉积物区监测比对点相对偏差在-8.8%~9.7%之间,基岩地层区监测比对点相对偏差在-9.1%~15.8%之间,偏离测线和海陆交汇区域比对点相对偏差在3.0%~44.3%之间。研究表明:面积网格法在辐射环境航空监测的空地比对研究工作中具有较好的应用性;在第四系沉积物区、基岩地层区域开展空地比对研究效果较好,可作为辐射环境航空监测空地比对地面选点的依据;受较多因素影响,偏离测线和海陆交汇区域比对效果较差,后续开展相关空地比对工作要重点研究和考虑。本次研究可为核设施辐射环境航空监测技术研究提供参考思路,也可为准确分析核设施及周边辐射环境变化趋势、核素迁移规律、核事故应急响应提供基础数据研究分析方法。

基于蒙特卡罗方法的航空机组人员辐射剂量评估

采用辐射仿真人体面元模型和数字化飞机模型,基于蒙特卡罗方法开展了航空机组人员的航空辐射剂量研究。选取昆明至北京航线为例,评估了航空机组人员在该航线飞行时受到的航空辐射有效剂量率,分析了人体参数对航空辐射有效剂量率的影响,并探索了航线参数变化时机组人员受到的航空辐射有效剂量率的变化。结果表明,机组人员在昆明至北京航线受到的航空辐射有效剂量率为2.114μSv/h,基于中国人参考生理特征的体模和高加索人体参数体模的有效剂量率评估结果差异为25.3%;航线参数中航线的高度是最主要的影响因素,14 km飞行高度的航空辐射有效剂量率达到10 km高度时的1.8倍,同时,航线纬度升高时,机组人员受到的航空辐射有效剂量率也会产生显著的提升。该研究对航空机组人员的辐射剂量评估具有一定的参考和指导意义。

在核电本底调查中应用航空辐射测量技术的必要性

目的为适应我国核电建设的发展需要,为核电站的选址和建设做准备,开展核电运行前环境本底调查。方法采用航空辐射测量方式进行本底调查,分析比较了国际和国内航空辐射测量技术的应用和研究现状。结果研究了我国初步建立航空辐射监测系统,论证了航空辐射测量在技术和经济上的可行性及由此开展核电本底调查的必要性。结论应制订相关国家标准和应用航空辐射测量技术。

大体积航空巡测γ谱仪的点源校准

参考国际原子能机构(IAEA)航空辐射监测技术标准和国内外行业经验,选取3种人工放射源对现有先进的大体积航空巡测γ谱仪进行了寻源模式的实验校准。介绍了航空巡测γ谱仪系统开展点源模式的实验校准方法、校准方案,实验过程中严格控制实验条件和过程质量,给出了241 Am、137Cs和60Co人工放射源点源校准参数,基于这3种核素校准参数可估算其他人工放射性核素的校准参数,从而实现了航测系统寻找人工放射源进行定量测量的功能。

航空γ能谱探测人工放射性核素检测限研究

核与辐射航空监测中人工放射性核素探测下限是衡量核与辐射航空监测能力的一个重要指标。基于大体积NaI(Tl)探测器核与辐射航空监测系统、固定翼飞机(Y-12和Y-5飞机)在全国数个不同辐射背景地区不同飞行高度的测量数据,研究航空γ能谱探测人工放射性核素137Cs和60Co探测下限的影响因素。结果表明:随航测高度和航测飞行速度的降低,人工放射性核素的探测下限相应地降低;在同一个航测高度上,探测下限随辐射背景水平而增大;水域上对人工放射性核素的探测下限最低;随人工放射性核素γ射线能量的降低,探测下限反而增大。本次研究为核与辐射航空监测中有效控制影响因素降低人工放射性核素探测下限提供了重要依据。

航空多角度偏振观测京津唐地区大气气溶胶

航空大气多角度偏振辐射计(AMPR)可以获取多角度、多波段和偏振辐射观测数据,将AMPR装载于遥感飞机对京津唐地区(工业发达、人口集中)的气溶胶进行观测,经过数据处理和反演,得到该地区的气溶胶光学厚度。反演过程中,以大气校正后的1640 nm波段观测数据作为下垫面的地表偏振信息,结合查找表的方法,综合利用多角度光谱偏振辐射信息,反演得到气溶胶的光学厚度。反演结果与同步地基观测数据对比,结果表明AMPR具备观测典型区域大气气溶胶的能力。

完善法规体系推进航空核应急能力建设

随着我国通用航空产业的发展,通用航空在应急救援领域发挥越来越重要的作用。然而国内法律法规体系对通用航空参与应急救援的主体、责任、活动内容等规定不够详尽,制约了通用航空产业发展和核应急航空力量提升。本文梳理对比国内外通用航空参与核应急救援的现状和我国通用航空法律法规体系,提出完善航空法规、推动核应急能力建设的四项建议。

核事故辐射环境航空监测实例及思考

辐射环境航空监测具有快速、高效、覆盖面大的特点,是核事故应急监测中不可替代的重要技术手段。本文重点介绍了前苏联切尔诺贝利核电站核事故、美国三哩岛核电站核事故及日本福岛核电站核事故后开展的辐射环境航空监测行动。辐射环境航空监测技术在确定辐射污染范围、辐射环境调查及为国家相关部门快速提供技术支持方面发挥重要作用,是核事故应急响应行动中重要组成部分。建议有序开展核应急航空监测新型装备技术研究、核事故应急航空监测分析研判研究;有效应对核事故,开展全国核设施周围详细辐射环境水平摸底的航空监测研究。

基于支持向量机预测偏振模式

基于多光谱多角度偏振辐射探测研究了大气偏振模式预测方法。首先,介绍了航空多角度偏振辐射计的探测原理与支持向量机回归算法;然后,从矢量传输模型出发,说明大气状况不变时,偏振模式主要取决于地表特征与观测几何,并介绍了观测几何与姿态之间的关系以及地表特征的表达形式;最后,在考虑平台姿态与地表特征的情况下,利用支持向量机回归算法预测了航空多角度偏振辐射计的探测偏振度,并对预测与实际试验探测的偏振度进行了比较。结果显示:偏振度预测误差小于1%,影响模型精度的主要因素不是姿态变化本身,而是姿态改变造成的观测地表特性变化。