李珂嫻，王海軍，何穎

核艦船等復(fù)雜狹小空間內(nèi)發(fā)生核事故時，事故現(xiàn)場人員易發(fā)生普通皮膚和傷口的放射性沾染，待援期間人員的體表去污十分重要，可以有效降低受污染人員的受照劑量，減少核污染的擴散，為后送治療贏得時間[1]。目前，國內(nèi)外已研發(fā)的人員去污裝備主要包括便攜式洗消裝備和大型洗消設(shè)備兩類，如便攜式洗消包、洗消車、洗消模塊等[2-6]。隨著洗消裝備的多樣化發(fā)展，在核化生洗消裝備選型與評估方面國內(nèi)有專家開展了研究[7-8]。隨著核設(shè)施逐漸向小型化、可移動式發(fā)展，核事故發(fā)生概率增大的同時，應(yīng)充分認識到洗消設(shè)備便攜化的重要性。俄、美、英、法、德、加拿大、比利時、匈牙利等國都為其便攜式裝備了個人洗消器材。代表性的裝備有美國的M258型個人消毒包、M291皮膚消毒包、M295便攜式消毒裝具、聯(lián)合便攜式皮膚洗消劑(JSPDS)以及俄羅斯的IPP-3便攜式消毒盒等。德國對污染洗消與防護十分重視，除類似于上述美國的便攜式洗消包等洗消裝備外，還研制了小型移動式洗消器，在洗消的同時對廢液進行回收，主要用于局部傷口的洗消(如圖1所示)。該裝備為德國凱馳出品，重量約31 kg，設(shè)備的材料選型和框架結(jié)構(gòu)設(shè)計不適用于海上環(huán)境，如輪子無固定裝置，外殼耐腐蝕性差。研發(fā)適用于核艦船等復(fù)雜環(huán)境下的便攜式放射性去污裝備，可較好地解決核艦船等核設(shè)施內(nèi)發(fā)生核事故時的現(xiàn)場人員體表局部去污問題，為待援贏得時間，減少污染擴散。

圖1 德國凱馳移動式洗消器

本項目組研發(fā)的單兵洗消器采用組件綜合集成的技術(shù)形式，體積小重量輕，可實現(xiàn)噴淋與回收放射性廢物同時進行，避免二次污染。

1 主要勤務(wù)功能

本器材基本功能為核艦船等空間事故現(xiàn)場人員體表局部放射性污染、傷口及精細部位放射性污染的洗消。

2 基本性能參數(shù)

本裝備外觀尺寸：550 mm×350 mm×450 mm；凈重：12.5 kg；功耗≤650 W，電源220 VAC/50 Hz。

3 主要組成與結(jié)構(gòu)

單兵洗消器由噴霧泵、吸風(fēng)機、噴吸部件、洗消液袋、廢液袋、電控系統(tǒng)等組成。噴霧泵從洗消液袋中抽取洗消液，噴淋于體表，吸風(fēng)機抽吸回收體表的放射性物質(zhì)和廢液，儲存于廢液袋。噴吸部件在噴吸作業(yè)時可調(diào)節(jié)作業(yè)狀態(tài)，進行噴淋、洗刷和廢物回收。電控系統(tǒng)用于控制開關(guān)、調(diào)節(jié)噴吸流速、提示使用狀態(tài)等。電源接口具備蓄電池UPS通用接口。

洗消器外形尺寸為550 mm×350 mm×400 mm，主體設(shè)備重量12.5 kg，噴吸部件的控制線和走水通氣軟管通過快速連接頭與主設(shè)備連接，洗消液暫存罐和廢液暫存罐布置在設(shè)備兩側(cè)，能快速拆卸。控制面板上設(shè)置溫度報警旋鈕和指示燈，高溫和低溫各1個，具體機構(gòu)見圖2。

圖2 洗消器結(jié)構(gòu)圖

4 主要材料及零部件設(shè)計選型

4.1 吸氣風(fēng)機 吸氣風(fēng)機采用德國的AMETEK公司的真空渦輪吸風(fēng)電機，24 V直流輸出，高速靜音，額定功率≤550 W，滿足高低溫極端環(huán)境的使用需要，實現(xiàn)了低功率節(jié)能運行。

4.2 水泵 采用DC 24 V直流電機驅(qū)動的微型隔膜泵，額定功率50 W，高效穩(wěn)定，滿足使用要求。

4.3 噴吸組件 噴吸頭組件主要用于洗消液噴出，對污染部位的洗消以及洗消廢液的回吸。結(jié)構(gòu)主要包括頭罩、噴嘴、手柄閥、管道、切換開關(guān)等，主材質(zhì)為塑料，見圖3。噴吸頭手柄集中噴液管和廢液抽吸管，洗消液噴射和抽吸由手柄3位開關(guān)切換。當(dāng)開關(guān)前部按下時，噴吸管同時開啟，噴嘴噴射洗消液的同時抽吸廢液，進行噴吸作業(yè)；當(dāng)開關(guān)停止在中位時，噴液管和抽吸管均被截止；當(dāng)開關(guān)后部按下時，抽吸管開啟，噴液管截止，噴吸部件只進行抽吸作業(yè)。3位開關(guān)擬采用針閥結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)閥芯行程。噴頭配備多種外形頭罩，可快速拆裝，保證與人體不同體表部位有效貼合，頭罩為透明PVC材質(zhì)，在洗消過程中便于觀察噴霧和抽吸情況。頭罩四周植適當(dāng)密度的細軟毛，防止洗消液噴射時外溢形成二次污染，在抽吸時有利于空氣混入抽回廢液，防止過度負壓引起體表不適。噴嘴采用實心錐形噴霧設(shè)計，覆蓋均勻，噴淋效果好。

圖3 噴頭組件結(jié)構(gòu)圖

4.4 主機殼體 采用交聯(lián)聚乙烯材料滾塑成型技術(shù)，該材料具有良好的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗輻射性和高強度，表面光順容易去污清潔。洗消器的外殼壁厚，均大于3 mm，應(yīng)力集中處都做了加強筋、圓滑過渡或者加厚設(shè)計，承載螺孔做預(yù)埋不銹鋼金屬件打孔，設(shè)備內(nèi)部各部件均固定得當(dāng)，無相對滑動。能抵抗一定的沖擊能力。

4.5 洗消液罐和廢液罐 采用聚乙烯材料，化學(xué)穩(wěn)定性、具有抗輻射性和良好的強度力學(xué)性能。洗消液罐容積為8.5 L。洗消液罐和廢液罐能夠快速裝拆，便于更換洗消液和廢液罐。設(shè)計有側(cè)門，鎖緊銷機構(gòu)，快速接頭以及螺紋密封蓋，打開側(cè)門，將快速接頭拔出，再將鎖緊銷往上拉起，廢液罐和洗消液罐就可以抽離主設(shè)備，具體結(jié)構(gòu)如圖4。洗消液罐和廢液罐的快速拆裝設(shè)計，便于液體的添加和倒出，達到小容積的反復(fù)使用，提高人員通過率。

圖4 洗消液罐和廢液罐拆裝圖

4.6 電控系統(tǒng) 洗消設(shè)備供電采用AC 220 V轉(zhuǎn)DC 24 V電源模塊供電，供電接口為蓄電池UPS通用接口?？刂葡到y(tǒng)由集成電路板和控制面板以及相應(yīng)的壓力、流量、溫度傳感器等組成。集成電路板包括電源轉(zhuǎn)換模塊、噴吸泵啟停/調(diào)速模塊、溫控模塊等?？刂泼姘宀贾秒娫撮_關(guān)按鈕、噴吸泵啟停按鈕、流量調(diào)節(jié)按鈕和警報指示等。所有按鈕、顯示屏和指示燈均采用隱藏平面式設(shè)置，具備防水功能。集成電路板和控制面板安裝在洗消液箱上部的箱蓋上，箱蓋非標壓注加工，材質(zhì)選用交聯(lián)聚乙烯。電控系統(tǒng)的設(shè)計突出了安全性、防水性，能滿足艦船等環(huán)境的環(huán)境要求。

5 應(yīng)用情況

目前，該單兵洗消器已推廣試用于核艦船、核電站等各類核設(shè)施，能實現(xiàn)在狹小、復(fù)雜環(huán)境下的快速展撤，實現(xiàn)人員體表的有效去污，抗沖擊、耐腐蝕性強，輕便易搬運，受到使用單位的好評。通過第三方試用，已驗證了其戰(zhàn)技術(shù)指標與環(huán)境的適應(yīng)性。

6 結(jié)論

單兵洗消器輕便易展撤，環(huán)境適應(yīng)性強，能夠通過單人操作進行洗消和回收，避免二次污染，可實現(xiàn)事故現(xiàn)場和轉(zhuǎn)運途中人員傷口和精細部位等局部放射性沾染的有效、快速洗消。因此，該單兵洗消器可滿足核艦船等復(fù)雜環(huán)境下核事故現(xiàn)場和轉(zhuǎn)運過程中人員體表洗消的需求。