摘? ?要：高放廢液貯存設(shè)施是專門用于貯存放射性比活度≧4×1010Bq/L的放射性廢液的核設(shè)施，設(shè)施一般由主工藝系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成，主工藝系統(tǒng)包括設(shè)備室、貯罐及工藝管線、冷卻系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等;輔助系統(tǒng)包括呼排系統(tǒng)、進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等。高放廢液貯存設(shè)施所貯存的高放廢液在處理完畢后，設(shè)施即可轉(zhuǎn)入退役階段，而核設(shè)施退役源項(xiàng)調(diào)查是核設(shè)施轉(zhuǎn)入退役階段后首先開展的工作。

關(guān)鍵詞：高放廢液貯存? 源項(xiàng)調(diào)查? 輻射防護(hù)

中圖分類號(hào)：TL943? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（b）-0121-02

高放廢液貯罐退役源項(xiàng)調(diào)查的主要目的是了解和掌握設(shè)施內(nèi)的放射性核素污染現(xiàn)狀及分布情況，為核設(shè)施退役方案的設(shè)計(jì)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、安全分析、職業(yè)健康評(píng)價(jià)及退役廢物管理提供依據(jù)。源項(xiàng)調(diào)查主要工作內(nèi)容包括工程特性調(diào)查、輻射水平及污染水平普查、取樣分析、盤存量估算等，其中，取樣分析環(huán)節(jié)需要直接對(duì)高放射性物相進(jìn)行操作，輻射防護(hù)工作就變得尤為重要。

1? 待退役高放廢液貯存設(shè)施簡介

該高放廢液貯存設(shè)施建于20世紀(jì)70年代初，1976年投入使用，高放廢液貯存設(shè)施分為地面和地下兩部分，地上建筑為磚混結(jié)構(gòu)，地下部分為四個(gè)設(shè)備室及工藝管溝，四個(gè)設(shè)備室呈“田”字形布局，每個(gè)設(shè)備室內(nèi)分別安裝一個(gè)高放廢液貯存大罐，設(shè)備室蓋板上開有4個(gè)工藝安裝孔。

該設(shè)施的四個(gè)高放廢液貯罐按其位號(hào)依次啟用，因其超過設(shè)計(jì)使用壽命，于1994年將99%以上的高放廢液倒入另一貯存廠房進(jìn)行貯存，并對(duì)該設(shè)施貯罐進(jìn)行了置換清洗，清洗后在貯罐內(nèi)加入0.5mol/L稀硝酸進(jìn)行壓罐，1999—2000年將99%以上的壓罐水倒出，經(jīng)檢測分析，壓罐水為高放水平，貯存設(shè)施現(xiàn)殘余一定量廢液。2015年對(duì)罐口安裝孔進(jìn)行取蓋監(jiān)測，罐口處輻射水平達(dá)50mSv/h。

2? 待退役高放廢液貯存設(shè)施源項(xiàng)調(diào)查輻射防護(hù)設(shè)計(jì)

對(duì)高放廢液貯存設(shè)施退役源項(xiàng)調(diào)查的輻射防護(hù)設(shè)計(jì)，必須建立在對(duì)源項(xiàng)調(diào)查的各項(xiàng)具體工作進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，并結(jié)合源項(xiàng)調(diào)查各項(xiàng)具體工作的特點(diǎn)以及存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 源項(xiàng)調(diào)查輻射安全風(fēng)險(xiǎn)分析

高放廢液貯存設(shè)施退役源項(xiàng)調(diào)查的主要工作包括高放廢液貯存設(shè)施工程特性調(diào)查、輻射水平及污染水平普查、取樣分析、盤存量估算等，而涉及現(xiàn)場的作業(yè)主要包括輻射水平及污染水平普查和取樣分析，由于輻射水平及污染水平普查工作主要是對(duì)設(shè)施現(xiàn)有狀態(tài)的確認(rèn)，基本不涉及作業(yè)對(duì)象源項(xiàng)的變化，因而風(fēng)險(xiǎn)較小。而取樣分析作業(yè)由于需要改變核設(shè)施呼排系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，且需要對(duì)貯罐罐底殘留物和貯罐構(gòu)件取樣，屬于高水平放射性物相操作，存在內(nèi)照和外照超劑量風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 輻射防護(hù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

以防止確定性效應(yīng)的發(fā)生，并將隨機(jī)性效應(yīng)發(fā)生的概率降低到可以接受的盡量低的水平為目標(biāo)，堅(jiān)持實(shí)踐正當(dāng)性、輻射防護(hù)最優(yōu)化和劑量限值的原則。

2.3 實(shí)踐正當(dāng)性

實(shí)踐正當(dāng)性是指引起輻射危險(xiǎn)的設(shè)施和活動(dòng)必須能夠產(chǎn)生總體效益。由于該高放廢液貯存設(shè)施退役是為了確保國家核安全，而源項(xiàng)調(diào)查是為退役方案的設(shè)計(jì)及安全分析和環(huán)境評(píng)價(jià)提供設(shè)計(jì)輸入和依據(jù)，且該活動(dòng)已經(jīng)獲得國家主管部門的許可，符合實(shí)踐正當(dāng)性原則。

2.4 輻射防護(hù)最優(yōu)化

為了提供合理可行的最高輻射安全水平，采取了以下減少照射的具體措施。

2.4.1 實(shí)施遠(yuǎn)距離樣品采集

設(shè)計(jì)加工貯罐殘留物遠(yuǎn)距離取樣裝置，利用真空抽吸原理實(shí)現(xiàn)樣品遠(yuǎn)距離采集。該裝置由控制平臺(tái)和樣品采集平臺(tái)組成，樣品采集平臺(tái)由取樣瓶、過濾器、緩沖罐、真空泵、清洗系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等集成，安裝在一個(gè)可移動(dòng)小車上;控制平臺(tái)由控制器及視頻顯示終端構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品采集系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離控制和監(jiān)控。該裝置具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、定點(diǎn)定位精確、易安裝拆解等特點(diǎn)，樣品提升高度≥7.5m，可采集≥1mL的樣品。

2.4.2 建立取樣屏蔽裝置

為了保證作業(yè)人員的輻射安全，將人員作業(yè)區(qū)域按橙區(qū)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，劑量率水平控制在5μGy/h～100μGy/h，對(duì)放射性氣溶膠濃度控制在<1DAC。為此，專門設(shè)計(jì)加工了一套屏蔽裝置進(jìn)行金屬構(gòu)件樣品的提取、切割、制備和轉(zhuǎn)移工作。該屏蔽裝置由掛鉛屏蔽箱體、吊裝設(shè)備、樣品制備平臺(tái)、樣品夾持機(jī)構(gòu)、切割工裝、進(jìn)排風(fēng)裝置和視頻監(jiān)視系統(tǒng)等部件組成。

屏蔽主要通過箱體外掛的鉛屏蔽層實(shí)現(xiàn)，鉛屏蔽層就地組裝，鉛板之間采用相互咬合方式疊加，屏蔽鉛板厚度依據(jù)所操作源項(xiàng)放射性水平與人員作業(yè)區(qū)域劑量率控制水平計(jì)算獲得。對(duì)屏蔽裝置內(nèi)放射性氣溶膠的控制由該裝置的進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)完成，進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)一個(gè)排風(fēng)高效過濾器，其運(yùn)行參數(shù)根據(jù)高放廢液貯存設(shè)施原呼排系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)與本裝置排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析確定。屏蔽箱體內(nèi)部三個(gè)側(cè)壁設(shè)置有視頻監(jiān)控，操作人員可以通過外部視頻監(jiān)控終端對(duì)屏蔽箱體內(nèi)部操作進(jìn)行監(jiān)控。

2.4.3 放射性氣流組織

由于取樣過程會(huì)破壞高放廢液貯存設(shè)施原呼排系統(tǒng)和通排風(fēng)系統(tǒng)，因而取樣前需要對(duì)設(shè)施原呼排系統(tǒng)和通排風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。在進(jìn)行取樣作業(yè)時(shí)，通過調(diào)整貯罐呼排系統(tǒng)，將貯罐負(fù)壓控制在-0.02kPa左右，通過調(diào)整通排風(fēng)系統(tǒng)，將設(shè)備室負(fù)壓維持在-0.05kPa左右，屏蔽裝置內(nèi)負(fù)壓維持在-0.01kPa左右，以保證橙區(qū)與紅區(qū)排風(fēng)的負(fù)壓梯度和呼排系統(tǒng)的換氣次數(shù)。

2.5 個(gè)人劑量限值

根據(jù)《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB18871-2002）要求，結(jié)合本單位《輻射防護(hù)大綱》要求進(jìn)行了優(yōu)化，確定此次源項(xiàng)調(diào)查作業(yè)人員的外照射劑量當(dāng)量控制在≤4mSv，個(gè)人年均內(nèi)、外照射劑量當(dāng)量≤10mSv。

3? 輻射防護(hù)實(shí)施效果

3.1 作業(yè)場所γ劑量率水平

利用屏蔽裝置進(jìn)行金屬構(gòu)件樣品取樣時(shí)，作業(yè)人員所處環(huán)境γ劑量率最大為43.14μSv/h，最小值為14.97μSv/h，平均值為25.36μSv/h。滿足5μGy/h～100μGy/h的橙區(qū)γ劑量率控制要求。

3.2 放射性氣溶膠濃度

利用屏蔽裝置進(jìn)行金屬構(gòu)件樣品取樣作業(yè)時(shí)，屏蔽裝置內(nèi)總α為3.48E-2Bq/m3，總β為15.27E-1Bq/m3;屏蔽裝置外總α為0.36E-2Bq/m3，總β為1.62E-1Bq/m3。利用遠(yuǎn)距離取樣裝置對(duì)貯罐殘留物取樣作業(yè)時(shí)，作業(yè)場所總α為0.66E-2Bq/m3，總β為2.46E-1Bq/m3。均滿足放射性氣溶膠活度濃度<1DAC的控制要求。

3.3 個(gè)人劑量水平

此次源項(xiàng)調(diào)查取樣工作共計(jì)21人·次，人員外照射平均個(gè)人劑量為1.9mSv，個(gè)人劑量最大值為2.2mSv，個(gè)人劑量最小值為1.5mSv;內(nèi)照射個(gè)人劑量為本底水平，滿足≤4mSv的控制要求。

4? 結(jié)語

此次針對(duì)高放廢液貯存設(shè)施退役所開展的源項(xiàng)調(diào)查，在我國尚屬首次。對(duì)于此次源項(xiàng)調(diào)查，通過遠(yuǎn)距離裝置實(shí)現(xiàn)了貯罐殘留物樣品的遠(yuǎn)距離采集;通過建立取樣屏蔽裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)高放金屬樣品的切割、制備和轉(zhuǎn)移;通過設(shè)定作業(yè)人員個(gè)人劑量限值保證了作業(yè)人員的輻射安全;通過重新組織放射性氣流，消除了作業(yè)人員的內(nèi)照射風(fēng)險(xiǎn)，避免了對(duì)環(huán)境可能造成的污染。與此同時(shí)，此次針對(duì)高放廢液貯存設(shè)施退役源項(xiàng)調(diào)查所采取的各項(xiàng)具體防護(hù)措施，踐行了輻射防護(hù)最優(yōu)化的原則，也為我國同類核設(shè)施退役源項(xiàng)調(diào)查輻射防護(hù)工作的開展提供示范和可以借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考資料

[1] 潘自強(qiáng).輻射安全手冊精編[M].北京：科學(xué)出版社，2014.

[2] 王俊峰.核設(shè)施退役工程[M].北京：中國原子能出版社， 2013.

[3] 劉華江，劉玉龍.外照射劑量學(xué)[J].輻射防護(hù)通訊，2018（38）：39-41.

作者簡介：張錫東（1969，3—），男，漢族，山東安丘人，本科，工程師，研究方向：核設(shè)施退役和放射性三廢治理。