作者/ 王祥恩 組長 輻射防護協會技術組
緣起
民國81年，行政院原子能委員會(以下簡稱原能會)在台北市某家牙科診所檢查x光機時，無意中發現該處輻射劑量值偏高，進一步追查下，才發現該社區的許多棟建築建築物使用的鋼筋裡面摻了Co-60放射性物質。這批輻射異常鋼筋是桃園某家鋼鐵廠在民國71年底至72年初製造，該廠因在熔化鐵料過程中，誤熔了高活度放射性物質Co-60所致，至於Co-60的來源則無法確切判定是否來自國內。消息一出，全國人心惶惶，社會大眾莫不擔心自己也是輻射鋼筋的受害者 ，因除非以輻射偵檢器量測，否則輻射鋼筋與一般鋼筋的外觀無異。有鑑於此，原能會除了立即針對民國71年後數年間蓋的建築物進行輻射普查外，為杜絕再有放射性物質誤熔的情形發生，政府規定凡設有煉鋼爐的鋼鐵廠，均須在廠內的廢五金進出口處裝設自動輻射偵檢系統，並制定相關作業程序，以確保這些鋼筋的原料以及成品，均無輻射污染之虞。
圖1 輻射鋼筋
二、門框式輻射偵檢系統
自動輻射偵檢系統因其外型像門框，因此也俗稱門框式輻射偵檢系統，偵檢系統架設位置是在原料的入口處，同時也是成品的出口。偵測時，貨車須以低速緩慢通過，否則偵檢器會偵測不到。偵測值如高於背景值數個標準偏差時(標準偏差數與偵檢器的靈敏度有關)，系統的警報聲便會響起。這套系統的偵檢器係由數個高靈敏度的閃爍偵檢器組成，分別架設在門框的二側。閃爍偵檢體有NaI及塑膠體二種，前者反應速度快、靈敏度高，很適合應用於輻射源的搜尋。但遺憾的是NaI晶體對於溫度與濕度的耐受度則較差，尤其門框式偵檢系統大都裝設在戶外，在日曬雨淋的情況下，NaI偵檢器的靈敏度容易變差，這是NaI偵檢器的最大缺點。另一款塑膠閃爍偵檢體雖然反應速度及靈敏度雖然較不及NaI晶體，但具有不易受溫度和濕度影響的優點，至於靈敏度較差的缺憾，則可藉由增大偵檢體的體積來彌補。
決定門框式偵檢系統的偵測效果除了偵檢體外，另一個因素是標準偏差數目的設定，數目設定越少，則越靈敏，只要偵測值稍微高於背景值，警報聲就會立即響起。優點是較不會有漏網之魚，但常常會有誤判的情形發生，造成工作人員的困擾。應知道一旦系統判斷原料輻射異常時，便須將整卡車的廢五金卸載，接著以人工搜尋方式，人員穿梭在廢五金堆中，以手提式偵檢器尋找異常物，過程既辛苦又危險。然而如果標準偏差數目調太高的話，一旦輻射物的強度較弱，或是躲藏在廢五金堆深處，則又會被誤判為合格品而進入熔煉爐。有些鋼鐵廠為求謹慎，甚至在廢五金的輸送帶上方裝設偵檢系統，這樣就不用擔心有遺漏的情形發生。
圖2 門框式輻射偵檢系統
三、國內常見輻射異常物種類及處置方式
國內鋼鐵廠常檢出的輻射異常物可分為三大類，第一類是廢射源，這類異常物活度通常較高，以工業用的射源居多，常見的射源有Co-60、Cs-137、Am-241等。由於受到廢五金擠壓的緣故，屏蔽容器狀況往往不太理想，甚至會有裸射源掉出容器的情形發生，在後續的檢整處理方面，危險性較大，需特別小心謹慎。在這些射源中，以Co-60的危害性最大，除了因為放射出的加馬射線能量高之外，最主要是它的熔點低於熔煉爐溫度，但氣化點又高於熔煉爐溫度，一旦發生誤熔，有99%以上的放射性物質會留在鋼液中，進而變成鋼筋的一部分，此次造成國內輻射鋼筋的射源即是Co-60。至於Cs-137雖然其加馬射線能量也不低，但因其氣化點低於熔煉爐溫度，因此有99%以上會變成氣體，然後附著在集塵灰表面，被集塵系統收集起來。雖然會早成廠房的污染，但因為只有微量的Cs-137會殘留鋼液中，因此不會成為輻射鋼筋。
圖3 廢鐵堆中發現的射源
圖4 Cs-137裸射源
第二類異常物較為罕見，主要是一些從古早船舶、飛機拆卸下來的儀表板。這些儀表板為求夜視效果，會在指針及刻度塗上發光塗料。早期的發光塗料是使用放射性的鐳鹽(即Ra-226)作為激發劑，Ra-226放出的高能量加馬射線會激發螢光塗層而發光，其輻射強度不容忽視。如今發光塗料使用的放射性物質已改為H-3，因H-3僅會放射貝他粒子，無安全之虞。這類異常物視為人工的放射性物質裝備處理，而非被歸類為天然放射性物質。
圖5 含Ra-226的儀表板
第三類異常物則是煉油廠的輸油管路及其組件，這些帶輻射的管路和組件佔國內鋼鐵廠檢出的最大宗。輸油管路內部會長年累月沉積油垢，油垢裡面因含有 Ra-226，造成管路有輻射劑量。然而追究其生成原因，這些輻射劑量偏高並非是人工刻意增強其活度，因此這類異常物被歸類為天然輻射異常物。
圖6 含天然放射性物質的輸油管路及其組件
目前主管機關針對上述的第一及第二類異常物的處理原則是，一律退回原廠，我國拒絕收容，這也是世界各國在處理這類異常物的通則，否則一旦開放收容的話，豈不淪為各國的廢射源收容機構！至於第三類異常物的處理方式則較為尷尬，因為既然是天然放射性物質，強迫退運的理由並不充分，同時原廠接受的意願往往也不高。如原廠願意收回，當然是第一選項，否則這些異常物會被運至核能研究所(以下簡稱核研所)存放。
這類管路的特性是體積龐大、輻射強度低，表面輻射劑量率通常僅每小時數個微西弗而已，在距離1公尺處，即已降至天然背景值了。這類天然的輻射異常物對核研所造成很大的困擾，因核研所存放輻射物質的廠房空間其實非常有限，主要是用來放置國內的廢射源，將這些有限的寶貴空間用來存放這類低強度的輻射異常物，確實是不智之舉。因此，筆者認為根本的解決之道是將這些管路除污。因為管路的輻射源只是附著在其內部的沉積物，屬於物理性附著，只需經過適當處理，便可去除管垢。經過除污的管子及組件，跟正常的管子沒什麼兩樣，甚至再回收當成廢五金利用，都不成問題。如此業者可以省下一大筆處置的規費，而接受單位也無需擔心貯存空間不足，如此一來，豈不是皆大歡喜的雙贏局面！