CN104360367B - 一种核辐射剂量的防护方法及其防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核辐射剂量的防护方法及其防护系统，该防护方法包括采集当前时间段内设定时间点的核辐射剂量、时间和当前位置信息，并将其存储至采集数据库中；获取标识码，输出标识码和采集数据库中当前时间段内的所有数据信息，清空所述采集数据库中所有数据信息；根据接收的标识码，将接收的核辐射剂量放入相应的个人剂量单元库中；读取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量进行数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量，并将其存储至综合数据集；比较所述综合数据集中当前时间段综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取所述当前时间段综合核辐射剂量位于的核辐射等级；根据位于的核辐射等级，获取该核辐射等级相应的防护策略。

Description

一种核辐射剂量的防护方法及其防护系统

技术领域

本发明属于放射性物质探测技术领域，具体涉及一种核辐射剂量的防护方法及其防护系统。

背景技术

随着核能和核技术的开发、利用，放射源在工业、农业、医疗、科研和教育等领域的应用日益广泛，我国用源单位数万家，掌握的放射源数十万余枚。现代的个人辐射剂量仪具备X、α、β、γ射线的辐射防护监测，且体积小、重量轻，携带方便，抗环境干扰能力强，适用于核设施、核技术应用单位、加速器、同位素应用、工业X、γ无损探伤、放射医疗、钴源治疗、放射性实验室、科研院所、防化部队、核电站周围居民本底辐射水平监测等领域。由于经济条件限制和核知识的普及等原因，导致每位公民都不可能配备个人辐射剂量仪，因此一旦放射性核泄漏或放射源丢失，会对社会公众造成极大的危害。

如，2014年国内某地某放射源丢失后，被公民拾得导致身体被辐射损伤。为此，如何有效让每位公民确知某物为放射源以及受到辐射剂量超过国家的标准做出相应的防护措施，成为现代个人辐射剂量仪急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种能够在用户受到核辐射剂量超过国家的标准时，提醒用户做出相应的防护措施的核辐射剂量的防护方法及其防护系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一方面，提供一种核辐射剂量的防护方法，其包括：

采集当前时间段内设定时间点的核辐射剂量、时间和当前位置信息，并将其存储至采集数据库中；

获取标识码，并输出标识码和采集数据库中当前时间段内的所有数据信息，并清空所述采集数据库中当前时间段内的所有数据信息；

接收标识码和采集数据库中的数据信息，并根据接收的标识码，将接收的核辐射剂量放入相应的个人剂量单元库中；

读取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量进行数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量，并将其存储至综合数据集；

比较所述综合数据集中当前时间段综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取所述当前时间段综合核辐射剂量位于的核辐射等级；

根据位于的核辐射等级，获取该核辐射等级相应的防护策略。

另一方面，提供一种核辐射剂量的防护系统，其包括移动通信终端、基站和数据处理中心；移动通信终端包括数据采集模块、数据转换模块、处理器模块和发送模块；数据采集模块与数据转换模块连接；处理器模块分别与数据采集模块、发送模块和数据转换模块连接。

应当理解根据本发明的技术方案能够包括这里所描述的方面和特征的任意组合。也就是说，根据本发明的技术方案并不限于这里所具体描述的方面和特征的组合，还包括所有可提供的方面和特征的任意组合。

在以下说明以及附图中阐述了本发明的一个或多个实施方式的细节。本发明的其他方面、特征、目的和优势将从以下说明、附图、以及权利要求中清楚地看出。

本发明的有益效果为：该防护方法能够根据用户的设定，定时对用户所在位置的核辐射剂量进行采集，并将一个时间段内采集的核辐射剂量进行数据融合得到一个用户所在环境的核辐射量的综合核辐射量，通过该综合核辐射量判断用户所在环境的核辐射等级，并根据防护核辐射等级获取相应的防护措施提醒用户；从而避免了用户和辐射源对用户身体造成危害。

附图说明

图1为本发明核辐射剂量的防护方法一个实施例的流程图；

图2为本发明核辐射剂量的防护系统一个实施例的原理框图；

图3为本发明核辐射剂量的防护系统另一个实施例的原理框图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

参考图1，图1示出了本发明核辐射剂量的防护方法一个实施例的流程图；如图1所示，该防护方法的技术方案包括步骤101至步骤106：

在步骤101中，首先采集当前时间段内的设定时间点的核辐射剂量、时间和当前位置信息，并将其存储至采集数据库中。其中核辐射可以是α、β、γ射线，对核辐射剂量进行采集时，获取的是核辐射的脉冲信号，对脉冲信号进行前置放大（阻抗匹配、初步放大）、甄别成形（将核脉冲信号转换成梯形信号）、放大（将梯形信号的幅度放大到能够识别到的幅度）、将模拟信号转换为数字信号后输出核辐射射剂量。

当前时间段以及当前时间段内的时间点可以根据用户的工作场所进行设置，比如用户工作在核辐射剂量比较高的场所（核电站、放射实验室）时，前时间段的时间可以设置短一点，比如当前时间段可以设置为半天、一天或者两天；设定时间点可以为在当前时间段内每半个小时采集一次、一个小时采集一次、两个小时采集一次。当用户工作在远离上述工作环境，只是起预防作用时，就可以降低采集频率和上传数据的频率。

在本发明的一个实施例中，将采集的核辐射剂量、时间和当前位置信息，存储至采集数据库中之后，可以先比较采集的当前核辐射剂量与内部预先设定阀值（预先设定阀值根据国家规定的和辐射标准进行设定），当当前核辐射剂量大于预先设定阀值，生成报警信息，以提醒用户。

在本发明的一个实施例中，当设置成当前时间段内输出一次数据信息，则需要实时获取当前的实时时间，并判断实时时间是否为当前时间段的时间截点（比如以一天为一个时间段，那么时间截点就为该时间段的最后时刻），若当前的实时时间是时间截点，则进入获取标识码步骤，若是不是，则继续根据设定时间点进行采集。

在步骤102中，获取标识码（标识码具有唯一性，代表个人身份），并输出标识码和采集数据库中当前时间段内的所有数据信息，并清空采集数据库中当前时间段内的所有数据信息。

在步骤103中，接收标识码和采集数据库中的数据信息，并根据接收的标识码，将接收的核辐射剂量放入相应的个人剂量单元库中。该步骤的具体做法可以为，根据获取的标识码，判断是否已建立该标识码的个人档案：

若已建立个人档案，根据数据信息中的当前时间段建立个人剂量单元库，将接收的核辐射剂量放入个人剂量单元库；若未建立个人档案，建立个人档案，根据数据信息中的当前时间段建立个人剂量单元库，并将接收的核辐射剂量放入个人剂量单元库。

在步骤104中，读取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量进行数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量，将其存储至综合数据集。

下面以上述数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量的具体做法为例对数据融合进行说明：

获取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量；并计算当前时间段内的核辐射剂量的两两之差的相对间距（绝对值）。当相对间距越大则表明两个核辐射剂量数据的相互支持程度越小，从而得到支持度函数（支持度函数是指通过该函数可以表示出相对间距与数据之间的支持度的关系）与核辐射剂量间的相对距离中的最大值成反比，并利用模糊集合理论中隶属函数进一步建立支持度矩阵，以剔除较大的相对间距；支持度矩阵中每个元素表示核辐射剂量数据的相互支持程度；根据信息分享原理，求出支持度矩阵中某个数据受到其它数据的综合支持度，最后根据综合支持度与对应核辐射剂量的乘积的和求出当前时间段内的核辐射剂量的当前时间段综合核辐射剂量。

在步骤105中，比较综合数据集中当前时间段综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取当前时间段综合核辐射剂量位于的核辐射等级。

在本发明的一个实施例中，该方防护法除了可以对当前时间段采集的核辐射剂量进行数据融合，其还可以对综合数据集中已进行数据融合的数据进行融合，也即在步骤104与步骤105之间，还可以读取综合数据集已数据融合的数据得到以周、月、年为单位综合核辐射剂量。

下面对以周、月、年为单位进行数据融合的具体情况进行说明：

当前周内的所有当前时间段综合核辐射剂量都计算出来后，获取综合数据集中当前周内的所有当前时间段综合核辐射剂量进行数据融合得到周综合核辐射剂量，存储至综合数据集；当前月内的所有周综合核辐射剂量都计算出来后，获取综合数据集中当前月内所有周综合核辐射剂量进行数据融合得到月综合核辐射剂量，存储至综合数据集；当前年度内的所有月综合核辐射剂量都计算出来后，获取综合数据集中当前年度内所有月综合核辐射剂量进行数据融合得到年综合核辐射剂量，存储至综合数据集。

在步骤105中，还可以从综合数据集中读取已存储的周综合核辐射剂量、月综合核辐射剂量和年综合核辐射剂量：

比较综合数据集中周综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取周综合核辐射剂量位于的核辐射等级；

并比较综合数据集中月综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取月综合核辐射剂量位于的核辐射等级；

并比较综合数据集中年综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取年综合核辐射剂量位于的核辐射等级。

得到当前时间段、当前周、当前月和当前年度相应的综合核辐射剂量信息位于的核辐射等级后，为了对核辐射等级的危险程度进行直观地了解，可以用蓝色、黄色、橙色和红色预警剂量信号来表征核辐射等级，这样可以便于从业人员快速识别。

在步骤106中，根据上述得到的位于的核辐射等级，获取该核辐射等级相应的防护策略。

在本发明的一个实施例中，当当前位置为核辐射实验场所时，其周边随时都有可能存在核辐射，为了便于工作人员对你所在位置处下一个时间段的核辐射剂量有个初步了解，做好预防措施，可以从综合数据集获取之前测量的所有当前时间段综合核辐射剂量进行数据融合以作为下一个时间采集点的核辐射预测信息。

参考图2，图2示出了本发明核辐射剂量的防护系统一个实施例的原理框图；如图2所示，该防护系统包括移动通信终端、基站和数据处理中心；移动通信终端的数据通过4G/3G/2G无线通信网络传输到基站，基站通过网络传输至数据处理中心。其包括移动通信终端、基站和数据处理中心；移动通信终端包括数据采集模块、数据转换模块、处理器模块和发送模块；数据采集模块与数据转换模块连接；处理器模块分别与数据采集模块、发送模块和数据转换模块连接。其中的发送模块可以选用GSM模块

参考图3，在本发明的一个实施例中，数据采集模块可以包括GPS定位模块、核辐射探测器和时钟模块；核辐射探测器与数据转换模块连接；GPS定位模块和时钟模块均与处理器模块连接。该核辐射剂量的防护系统还可以包括一个给移动通信终端供电的电源模块。

其中，核辐射探测器优先选用直径2mm、长度1cm带有云母窗的扁平型盖革计数管或能量补偿硅二极管探测器中的一种，可探测α、β、γ射线。

该系统初次使用时，可以先设置系统默认检测的放射性射线与预警剂量，并校准定位及时间信息；若用户跳过初始设置，则系统默认设置检测的放射性射线为γ，其吸收剂量约等于剂量当量；根据人体安全放射性剂量及国家放射性辐射统一剂量标准，系统默认设置核应急从业人员、从业人员、公众的预警剂量分别为100mSv、20mSv、1mSv；安全区域内的预警剂量率设定为小于15uSv/h。

核辐射探测器探测当前时间段内的设定时间点的核辐射剂量α、β、γ射线，并输入核脉冲信号；同时GPS定位模块定位采集点的经纬度以及时钟模块记录下当前的具体时间输入处理器模块。

参考图2和图3所示，数据转换模块可以包括次连接在一起的前置放大模块、程控放大模块和数模转换模块。核辐射探测器输出的核辐射信号经过前置放大模块进行第一级放大处理，使得信号的幅度得到提升；处理后的信号经过程控放大模块再次放大，以满足模数转换模块的采样分辨率的要求；再次放大后的信号，经过模数转换模块把模拟量转化成数字量后输入处理器模块，处理器模块将转换后的核辐射剂量与其对应的时间和经纬度存储其内部建立的采集数据库。

存储完成后处理可以将接收的核辐射剂量与其内部预设的阀值进行对比比较，若是大于阀值就生成预警信息；处理器模块也可以不进行判断直接进行获取标识码，通过基站将标识码和采集数据库中当前时间段内的所有数据信息发送给数据处理中心，处理器模块发送完成后，清空采集数据库中当前时间段内的所有数据信息。

数据处理中心根据接收的标识码，将接收的核辐射剂量放入相应的个人剂量单元库中；并读取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量进行数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量，并将其存储至综合数据集。比较综合数据集中当前时间段综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取当前时间段综合核辐射剂量位于的核辐射等级。根据位于的核辐射等级，获取该核辐射等级相应的防护策略。

综上所述，该防护方法和防护系统能够根据用户的设定，定时对用户所在位置的核辐射剂量进行采集，并将一个时间段内采集的核辐射剂量进行数据融合得到一个用户所在环境的核辐射量的综合核辐射量，通过该综合核辐射量判断用户所在环境的核辐射等级，并根据防护核辐射等级获取相应的防护措施提醒用户；从而避免了用户和辐射源对用户身体造成危害。

Claims (8)

1.一种核辐射剂量的防护方法，其特征在于，包括

采集当前时间段内设定时间点的核辐射剂量、时间和当前位置信息，并将其存储至采集数据库中；

获取标识码，并输出标识码和采集数据库中当前时间段内的所有数据信息，并清空所述采集数据库中当前时间段内的所有数据信息；

接收标识码和采集数据库中的数据信息，并根据接收的标识码，将接收的核辐射剂量放入相应的个人剂量单元库中；

读取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量进行数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量，并将其存储至综合数据集；

比较所述综合数据集中当前时间段综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取所述当前时间段综合核辐射剂量位于的核辐射等级；

根据位于的核辐射等级，获取该核辐射等级相应的防护策略；

所述接收标识码和采集数据库中的数据信息，并根据接收的标识码，将接收的核辐射剂量放入相应的个人剂量单元库中的步骤进一步包括：

根据获取的标识码，判断是否已建立该标识码的个人档案：

若已建立个人档案，根据数据信息中的当前时间段建立个人剂量单元库，将接收的核辐射剂量放入个人剂量单元库；

若未建立个人档案，建立个人档案，根据数据信息中的当前时间段建立个人剂量单元库，并将接收的核辐射剂量放入个人剂量单元库；

当当前位置为核辐射实验场所，获取综合数据集中所有的当前时间段综合核辐射剂量数据进行数据融合作为下一个时间采集点的核辐射预测信息；

读取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量进行数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量进一步包括：

获取个人剂量单元库中当前时间段内的核辐射剂量；并计算当前时间段内的核辐射剂量的两两之差的相对间距；

当相对间距越大则表明两个核辐射剂量数据的相互支持程度越小，从而得到支持度函数与核辐射剂量间的相对距离中的最大值成反比，并利用模糊集合理论中隶属函数进一步建立支持度矩阵，以剔除较大的相对间距；

支持度矩阵中每个元素表示核辐射剂量数据的相互支持程度；根据信息分享原理，求出支持度矩阵中一个数据受到其它数据的综合支持度；

最后根据综合支持度与对应核辐射剂量的乘积的和求出当前时间段内的核辐射剂量的当前时间段综合核辐射剂量。

2.根据权利要求1所述的核辐射剂量的防护方法，其特征在于，在所述采集当前位置的当前核辐射剂量、当前时间和当前位置信息，并将其存储至采集数据库中的步骤与获取标识码步骤之间进一步包括：

比较当前核辐射剂量与预先设定阀值，当当前核辐射剂量大于预先设定阀值，生成报警信息。

3.根据权利要求2所述的核辐射剂量的防护方法，其特征在于，所述生成报警信息步骤与获取标识码步骤之间进一步包括：

获取实时时间，并判断所述实时时间是否为当前时间段的时间截点，若是，则进入获取标识码步骤。

4.根据权利要求1至3任一所述的核辐射剂量的防护方法，其特征在于，当当前时间段以一天为单位时，所述读取个人剂量单元库中的核辐射剂量进行数据融合得到当前时间段综合核辐射剂量，并将其存储至综合数据集步骤与比较所述综合数据集中当前时间段综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量步骤之间进一步包括：

获取综合数据集中当前周内的所有当前时间段综合核辐射剂量进行数据融合得到周综合核辐射剂量，并存储至综合数据集；

获取综合数据集中当前月内所有周综合核辐射剂量进行数据融合得到月综合核辐射剂量，并存储至综合数据集；

获取综合数据集中当前年度内所有月综合核辐射剂量进行数据融合得到年综合核辐射剂量，并存储至综合数据集。

5.根据权利要求4所述的核辐射剂量的防护方法，其特征在于，

读取综合数据集中的周综合核辐射剂量、月综合核辐射剂量和年综合核辐射剂量：

比较所述综合数据集中周综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取所述周综合核辐射剂量位于的核辐射等级；

比较所述综合数据集中月综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取所述月综合核辐射剂量位于的核辐射等级；

比较所述综合数据集中年综合核辐射剂量与核辐射等级表征的辐射剂量，获取所述年综合核辐射剂量位于的核辐射等级。

6.一种用于权利要求1-5任一所述方法的核辐射剂量的防护系统，包括移动通信终端、基站和数据处理中心；其特征在于，所述移动通信终端包括数据采集模块、数据转换模块、处理器模块和发送模块；所述数据采集模块与所述数据转换模块连接；所述处理器模块分别与所述数据采集模块、所述发送模块和所述数据转换模块连接。

7.根据权利要求6的核辐射剂量的防护系统，其特征在于，数据采集模块包括GPS定位模块、核辐射探测器和时钟模块；所述核辐射探测器与所述数据转换模块连接；所述GPS定位模块和所述时钟模块均与所述处理器模块连接。

8.根据权利要求6的核辐射剂量的防护系统，其特征在于，还包括与所述处理器模块连接，用于对采集模块采集的核辐射剂量进行显示的显示模块。