某地铁站的辐射监控方案设计

　　城市轨道交通具有相对封闭、人员密集、疏散困难等特点，其受到破坏后易导致极其严重的后果，因此往往成为恐怖分子选择袭击的新目标。

　　在近 10 年来遭到恐怖袭击的所有目标中，城市轨道交通占近 1/3，但因袭击造成的死亡总数却占到一半，给国家和人民造成了严重的经济损失。

　　现阶段，我国部分城市已使用 X光机、液态品检查仪、爆炸品检查仪、金属探测器等设备对城市轨道交通的出入口进行安全检查。这些设备可检查出军警械物品、爆炸物、管制刀具等违禁物品，但却无法对核与辐射进行探测。随着科技的不断发展，核与辐射恐怖袭击已成为恐怖分子选择的手段之一。虽然，至今发生污染环境或造成公众辐射损伤的辐射恐怖袭击事件为数不多，但与该类事件相关的核材料失窃与走私、放射源被盗与交易、恐吓或威胁使用放射性物质的事件时有发生，辐射恐怖事件发生的潜在危险时刻存在。

　　在我国，辐射探测器主要应用在军事、医疗、工业、农业、地质调查、科学研究等领域，用来对环境的辐射污染进行探测。通常需要根据探测场所和探测目的，多种类型的辐射探测器配合使用或是进行多点探测才能完成对复杂区域的核与辐射污染监测。

　　出入境的放射性物质检测仪的检测时间 长（γ：30s，α、β：60s），探 测 距 离 近（γ：10cm，α、β：1-3cm），不适用在轨道交通中。因此，针对城市轨道交通建筑结构、运营和反恐特点对其进行辐射监测的研究是必要的。本文根据各种探测器的工作原理、特点及其适用环境，结合城市轨道交通站的实际情况，初步设计城市轨道交通的辐射探测监控方法。

　　城市轨道交通辐射监控系统的构成

　　城市轨道交通辐射监控系统主要由辐射探测器和报警控制中心两部分构成。

　　1. 辐射探测器

　　辐射探测器是用以对核辐射和粒子的微观现象进行探测的传感器件、装置或材料。目前，常用的辐射探测器有气体探测器、半导体探测器和闪烁体探测器等。

　　2. 报警控制器中心

　　报警控制中心主要由报警控制器和通信网络构成。报警控制器由信号处理器和报警装置组成。信号处理器对传来的探测信号进行处理并根据设定的阈值判断出“有”或“无”危险情况，输出相应的判断信号给报警装置，报警装置发出声、光报警信号。

　　为了实现整体区域性的防范，需要将各个区域报警控制器信号通过有线或无线传到控制中心，形成一个报警联网的警戒中心。

　　某地铁站的辐射监控方案设计

　　我们对北京地铁 4 号线中的高米店南站进行了初步的辐射监控设计。

　　地铁高米店南站位于北京市大兴区，处于兴华大街与金星西路的交汇处，是大兴新城重要的金融、司法、商业、文化中心，如图 1 所示。该站为地下车站，岛式站台设计，5 个出入口。

　　A 出口有中国银行、兴业银行等多家银行；B1 和 B2 出口为一家大型商业中心，内有餐饮、影院、商场等，为人员密集区域；C 出口是大兴邮政和居民住宅区；D 出口为大兴检察院和大兴法院。【1】

　　1. 探测器的基本性能和特点

　　核辐射探测器的种类繁多，探测器的特点和适用范围各不相同。因此结合城市轨道交通的建筑结构、运营和反恐特点，对探测器进行选型是辐射监控系统设计的重要部分。一般说来，恐怖分子可能会通过三种途径制造核与辐射恐怖事件。第一种是直接散布放射性物质或使用放射性散布装置。第二种是攻击破坏核设施或核活动。第三种是爆炸粗糙的核武器。

　　三种途径中，直接散布放射性物质或使用放射性散布装置是恐怖分子比较容易实施的途径，也是在轨道交通中可能发生核与辐射恐怖事件的主要途径。因此从恐怖分子携带放射性物质进入交通站到站台上车前是进行辐射监控和发现可疑人员和物品的最佳也是最关键时期。核辐射主要是 α、β、γ 三种射线。α 射线是氦核，β 射线是电子流，这两种射线由于穿透力小，影响距离比较近只要辐射源不进入体内，影响不会太大。γ 射线是一种波长很短的电磁波，穿透力很强，危害距离远。不同类型的探测器对辐射的探测能力不同，表 1 为常见的辐射探测器的基本性能和特点，这是探测器选择的重要依据。【2】

　　2. 设计方案

　　（1）地铁出入口是室内与室外相衔接的区域，温度、湿度等环境因素变化大，且一般缺少防护措施，设备易损坏，需要工作环境要求低、稳定性好且价格低廉的探测器。在地铁出入口内壁两侧安装闪烁体探测器，可以对 α、β、γ 等各种核辐射粒子进行探测，受环境干扰的影响小。同时，地铁入口也是恐怖分子容易观察、停留、等待的地点，这也弥补了气体探测器测量时间长的缺点。在入口处一旦发现辐射存在，报警控制中心马上发出报警指令，这是第一步的防范工作。

　　（2）通道、扶梯、楼梯是乘客通行较为迅速的区域，在沿着扶梯、楼梯通往闸机的空间通道的两侧墙壁上，安装探测速度快、效率较高的闪烁体探测器。乘客虽然会在电梯中停留一定时间，但是当乘客较多，出现遮挡时探测器对 α 和 β 射线都很难探测到。但乘客上下电梯，经过电梯门时基本是迅速、无遮挡的，因此需要在电梯门的垭口两侧对向安装闪烁体探测器。

　　（3）城市轨道交通中一个最为重要的通过点就是闸机。所有的乘客都需要独立的通过闸机检票进入站台，而且闸机也是唯一一个可以实现近距离探测的通过点。乘客通过闸机的平均速度为 2.5 秒，最快可达 1.7秒通过一名乘客。需要探测速度快、探测效率高、适用范围广的高效探测器。乘客在通过闸机前会有一个短暂的检票、验票等待时间，随后闸机门打开，乘客迅速通过。可以在闸机内侧，乘客等待一端安装闪烁体探测器和半导体探测器。闪烁体探测器探测速度较快，对各种辐射粒子的探测效果比较好。半导体探测器探测速度快，对 X 射线、低能 γ 射线、α 粒子的探测效果很好，特别是 CdTe、CdTeZn 探测器可以在室温条件下监测到被铅和不锈钢屏蔽的 U 和 Pu 放射性物质，但是对高能 γ 射线的探测效率低。可以将两种探测器结合使用、互相补充。同时，为安检人员配备手持辐射探测器，当发现报警、可疑、难以确定的情况时进行复查，做到人机结合。

　　（4）一旦恐怖分子将核辐射物质带入站台，通常会选择在地铁站台或地铁列车上以爆炸或非爆炸的方式恶意散布放射性物质，以达到制造社会恐慌、扰乱社会秩序的不良目的。

　　在站台两侧放置多个气体探测器，实现对站台辐射环境的长期监测。对上述安装的每一个探测器都进行编号，以便在报警监控中心发出报图 2 A 口辐射探测器布点图警后，工作人员能够迅速地确认位置并及时排除。设计方案如图 2 所示。【3】

　　3. 工程实施要求

　　（1）根据整个监控系统用电量的情况，在监控室内设置 3KW 的在线不间断电源（UPS），在停电时能保证 24 小时的不间断供电。

　　（2）管线一律采用暗装，所有探测器均有防破坏报警功能。

　　（3）设备均选用有产品合格证及经安全技术防范行业管理部门批准认证的产品，以确保质量上的可靠性。

　　（4）考虑到部分设施一旦建成完工后，无法再进行暗装管线，故通向监控中心的管线采用有备份管线安装的方式，从而做到有备无患。

　　（5）安装后调试时，应反复调整探测器的灵敏度，在杜绝漏报的基础上尽量降低误报。

　　结语

　　地铁作为现代化大都市的一个缩影，在现如今繁忙、拥堵的城市交通形势下扮有极其重要的角色。本文分析了不同类型核辐射探测器的特点，结合城市轨道交通的建筑结构、运营特点等，尝试性的提出了轨道交通中核辐射探测方案，为城市轨道交通辐射监控网络的构建提供有益的参考。