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        輻照中心輻射環(huán)境管理

        2022-03-31 08:04:22劉文娜葛婷郭學文
        科技創(chuàng)新導報 2022年21期
        關鍵詞:劑量系統(tǒng)

        劉文娜 葛婷 郭學文

        (山東省核與輻射安全監(jiān)測中心 山東濟南 250117)

        鈷-60輻照加工是利用電離輻射與物質相互作用所產(chǎn)生的物理、化學和生物效應,對被照射物品進行處理,達到消毒滅菌、改變材料性能等目的的加工處理過程[1-2]。其工作原理為放射性同位素鈷-60產(chǎn)生的γ射線將能量轉移給被輻照物質,電離輻射作用到被輻照的物質上,產(chǎn)生電離和激發(fā),釋放出軌道電子,形成自由基,通過控制輻射條件,而使被輻照物質的物理性能和化學組成發(fā)生變化,并能使其成為人們所需要的一種新的物質,或使生物體(微生物等)受到不可恢復的損失和破壞,從而滿足人們所需[3]。鈷-60輻照加工不僅具有高效、節(jié)能、無殘留、清潔環(huán)保的優(yōu)點[4-5],還具備反應易于控制、加工流程簡單、適合產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;a(chǎn)等優(yōu)勢,目前在輻照滅菌[6]、輻照保鮮[7]、輻射育種[8]等領域具有重要的應用價值。

        1 輻照中心概況

        鈷-60 輻照中心取得輻射安全許可證,為水池貯源型,放射源用不銹鋼外殼密封,源的升降由升降機自動完成,貯源井為長方形,無縫不銹鋼做內(nèi)襯,去離子水屏蔽為6.78m,貯源井水采樣自動報警加水裝置,輻照室采用雙U 迷道布局,防護墻厚度為2.2m,頂厚1.8m,3臺風機用于通風換氣。

        輻照中心采用懸掛鏈式物料輸送系統(tǒng),將待輻照的產(chǎn)品運至操作大廳裝料段,由人工裝入輸送線上的輻照貨籃內(nèi),經(jīng)迷道入口,由懸掛鏈自動輸入輻照室進行輻照。啟動輸送系統(tǒng),當自控程序開始后,輻照箱被輸入輻照室內(nèi)進行輻照。輻照完畢的輻照貨籃自動輸出輻照室,由迷道出口到達操作大廳的卸貨段上等候卸貨,輻照完的產(chǎn)品暫時存放在操作大廳或直接運走。

        2 監(jiān)測內(nèi)容

        為掌握該輻照中心周圍環(huán)境輻射水平,對輻照室內(nèi)外環(huán)境進行現(xiàn)場監(jiān)測和采樣分析監(jiān)測。通過對輻照中心工作原理及污染源的分析,確定本次監(jiān)測對象,根據(jù)現(xiàn)場條件和相關監(jiān)測標準、技術規(guī)范和方法的要求,合理布點,規(guī)范監(jiān)測。

        2.1 監(jiān)測項目

        鈷-60輻照中心監(jiān)測項目見表1。

        表1 鈷-60輻照中心監(jiān)測項目

        2.2 監(jiān)測點位

        2.2.1 γ空氣吸收劑量率現(xiàn)場監(jiān)測點位

        非工作狀態(tài)和工作狀態(tài)下,在輻照室東、西、南、北防護墻外各布設3 個監(jiān)測點位,在工作臺、警戒線外、輻照中心四周硬化路分別布點,共布設監(jiān)測點位26個。非工作狀態(tài)下,在輻照室內(nèi)迷道、貯源井上表面5cm、100cm處分別布點監(jiān)測,布設點位11個。

        2.2.2 β表面污染測量現(xiàn)場監(jiān)測點位

        在輻照室貯源井蓋表面、輻照室內(nèi)地面、迷道地面、工作人員、工作臺、工作服表面5mm處布設監(jiān)測點位,共計16個。

        2.2.3 廠界噪聲監(jiān)測點位

        項目所在地為工業(yè)企業(yè)噪聲Ⅱ類功能區(qū),輻照中心四周圍墻為該中心廠界,在廠界圍墻外1m處共布設監(jiān)測點位4個,分晝夜監(jiān)測。

        2.2.4 貯源井水、地下水、土壤監(jiān)測點位

        貯源井水:在輻照中心輻照室貯源井內(nèi)取水20L。

        地下水:在距輻照室南側30m自備水井取地下水20L。

        土壤:由于長清主導風向是西北風,考慮到輻照中心運行多年,在距輻照室30~50m 主導風上風向、下風向和側面4個不同方向取土壤樣品4份,各2kg。

        2.3 監(jiān)測方式

        2.3.1 γ空氣吸收劑量率現(xiàn)場監(jiān)測

        使用便攜式γ 劑量率儀,分別監(jiān)測輻照室內(nèi)及周圍γ 空氣吸收劑量,每個監(jiān)測點讀取10個測量值為一組,取其平均值,經(jīng)過儀器效率校準并扣除宇宙射線響應值后,作為最終測量結果。

        2.3.2 β表面污染水平現(xiàn)場監(jiān)測

        使用β 表面污染測量儀,分別監(jiān)測輻照室內(nèi)及周圍輻照中心工作場所β 表面污染水平,每個監(jiān)測點讀取10個測量值為一組,取其平均值,扣除本底后,經(jīng)計算作為最終測量結果。

        2.3.3 廠界噪聲

        使用噪聲分析儀,監(jiān)測廠界墻外1m處噪聲。

        2.3.4 總α、總β,鈷-60

        現(xiàn)場規(guī)范采集貯源井水、地下水和土壤樣品,帶回實驗室,在實驗室進行前處理、制樣,使用低本底α/β檢測儀、HPGe γ 譜儀,測定地下水中的總α、總β 及貯源井水、地下水和土壤中鈷-60的放射性比活度濃度。

        3 檢查內(nèi)容

        對輻照中心的輻射環(huán)境管理和安全防護措施進行檢查。

        3.1 輻射安全管理制度的落實情況

        成立了安全生產(chǎn)管理委員會,由放射防護管理工作領導小組和安全生產(chǎn)管理工作領導小組負責公司整體的安全工作,明確了各部門的職責,明確了企業(yè)法人為輻射安全管理的第一責任人。制定了《放射防護管理規(guī)定》等管理制度及《泉港輻照系統(tǒng)操作流程》等操作規(guī)程。落實了人員培訓、個人劑量檔案、輻射監(jiān)測、安全設施管理等制度,有放射源臺賬、檔案、輻射工作安全責任書,制定了《泉港輻照系統(tǒng)操作流程》《輻射事故應急管理規(guī)定》《防卡源事故應急預案》等制度。

        3.2 落實生態(tài)環(huán)境部文件的相關要求

        設置了防碰撞拉線—源聯(lián)鎖裝置,貨物邊角超過3cm 并碰撞到防撞線就自動報警、降源;制定了《輻照裝置定期檢測、維護、檢修規(guī)定》,規(guī)定定期檢查源升降系統(tǒng)和纜繩磨損情況,并有記錄。設置輻照室內(nèi)電視監(jiān)控系統(tǒng),安裝有傳送裝置,供攝像系統(tǒng)在輻照室及其他區(qū)域按需移動。設置了可放入攝像頭的S 形通道,并配備電視可視系統(tǒng),但部分界面運轉故障。安裝了煙霧報警—源聯(lián)鎖裝置,頂棚安裝了滅火噴淋系統(tǒng)。

        3.3 輻射安全防護體系檢查

        輻照室為鋼筋混凝土結構,頂厚1.80m,輻照室屏蔽墻單墻1.95m,雙墻(外層厚1.0m,內(nèi)層厚1.2m)總厚2.2m。室內(nèi)凈高度為4.0m,選用比重2.35g/cm3的混凝土屏蔽材料,一次澆筑完成;輻照室通道為雙向U型迷道。貯源井(長3.8m,寬1.6m,深7.0m)為混凝土結構的矩形井,用不銹鋼板作井的內(nèi)襯,井內(nèi)為去離子水。源架處于井底位置時,其水屏蔽厚6.78m。裝源、倒源操作在水下進行,利用水層進行防護。

        輻射安全與環(huán)境保護設施。輻照室外設置了電離輻射標志,配置了工作狀態(tài)指示燈和警報裝置,防護門前有黃色警戒線。放射源升降系統(tǒng)與控制系統(tǒng)各部位的開關聯(lián)鎖基本正常,劑量報警、誤入報警系統(tǒng)正常,緊急降源系統(tǒng)正常,通風系統(tǒng)正常,但貨物出入口聯(lián)鎖裝置故障。貯源井監(jiān)控管理受控有效,安裝了水位計,補水系統(tǒng)與升降源系統(tǒng)聯(lián)鎖,制定了每年取樣送檢不少于2 次的管理制度,但落實欠佳??刂婆_上安裝了監(jiān)控系統(tǒng),劑量監(jiān)測系統(tǒng)顯示正常,應急開關和手動機械復位聯(lián)鎖正常,但視頻監(jiān)控系統(tǒng)部分界面故障。輻照室內(nèi)墻壁四周離地面1m處和迷道墻壁離地面1m處設置了“緊急手動拉線開關”和3 個“緊急按鈕”,實行緊急降源至井底。輻照室頂安裝了重錘迫降緊急降源裝置,液壓機的導向及提升系統(tǒng)的鋼繩維護良好。輻照室及通道內(nèi)共設有4個復位開關按鈕,每次升源前,值班長巡視完輻照室確認無人后,退出并依次按動復位按鈕復位,關門后方可升源。放射源安全貯存聯(lián)鎖出現(xiàn)通風系統(tǒng)故障或出現(xiàn)煙霧,源降到井下或不能提升。裝在輻照室內(nèi)壁周圍的緊急開關或迷道周圍的安全繩被拉動,源降到井下或不能提升。安裝了UPS 電源,停電時,放射源自動降至安全位。

        3.4 日常安全設施檢查

        現(xiàn)場檢查表明,該輻照中心安全作業(yè)、設備維修記錄比較齊全。每個作業(yè)班組人員能按規(guī)定填寫安全作業(yè)日志,包括工況、交接班、被照貨物名稱、檢查、維修等內(nèi)容。班前進行安全聯(lián)鎖檢查:檢查聯(lián)鎖工作信號是否有效、監(jiān)控設施是否有效、警報聲響是否有效。

        4 結果與討論

        通過監(jiān)測和分析,得到輻照中心輻照室內(nèi)及周圍γ空氣吸收劑量、工作場所β表面污染、廠界噪聲、貯源井水、地下水、土壤的監(jiān)測結果如下。

        4.1 γ空氣吸收劑量率

        非工作狀態(tài)(水屏蔽層厚度為6m)下,輻照室周圍γ空氣吸收劑量率監(jiān)測范圍為63.6~156.9nGy/h;工作狀態(tài)下,輻照室周圍γ空氣吸收劑量率監(jiān)測范圍為63.2~158.8nGy/h,低于《γ 輻照裝置設計建造和使用規(guī)范》(GB 17568-2008)[9]。在設計最大裝源量的前提下,屏蔽體外劑量率不應超過2.5μSv/h的要求。

        非工作狀態(tài)(水屏蔽層厚度約6.5m)下,輻照室內(nèi)γ空氣吸收劑量率監(jiān)測范圍為68.2~95.6nGy/h,在該地區(qū)室內(nèi)正常天然放射性本底水平范圍內(nèi)。

        4.2 β表面污染水平

        工作場所β表面污染監(jiān)測結果均未檢出(檢出限:0.2Bq/cm2),滿足《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871-2002)[10]對監(jiān)督區(qū)、控制區(qū)、工作人員皮膚、工作服標準限值的要求。表面放射性污染控制水平如表2所示。

        表2 表面放射性污染控制水平(單位:B q/cm2)

        4.3 聲環(huán)境監(jiān)測結果

        廠界聲環(huán)境,晝間噪聲值的變化范圍48.1~50.9dB(A),夜間晝間噪聲值的變化范圍45.2~45.9dB(A),低于《工業(yè)企業(yè)場界環(huán)境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)[11]的Ⅱ類標準,即晝間60dB(A)、夜間50dB(A)。

        4.4 樣品中核素分析

        (1)貯源井水質:鈷-60 放射性活度低于檢出限(檢出限為11.6mBq/L),滿足《γ 輻照裝置的輻射防護與安全規(guī)范》(GB 10252-2009)貯源井水中鈷-60的放射性活度濃度應控制在10Bq/L以下的要求。

        (2)地下水水質:地下水中鈷-60放射性活度低于檢出限(檢出限為11.6mBq/L);地下水中總α 放射性、總β放射性濃度分別為0.063Bq/L、0.099Bq/L,滿足《地下水質量標準》(GB 14848-2017)Ⅱ類標準(總α 放射性≤0.1Bq/L、總β放射性≤1.0Bq/L)。

        (3)土壤中鈷-60 放射性活度未檢出(檢出限為

        0.31Bq/kg)。

        4.5 職業(yè)人員和公眾年有效劑量

        通過調(diào)查,職業(yè)人員受到的職業(yè)照射主要來自輻照裝置非工作狀態(tài)下進入輻照室受到的照射和工作狀態(tài)下在輻照室周圍環(huán)境中受到的照射,公眾很少靠近輻照中心。通過人員劑量估算,該輻照中心從事輻射工作的職業(yè)人員可能接受的年有效劑量約為0.27mSv/a,公眾年有效劑量約為0.02mSv/a。

        人員劑量估算和《個人劑量計檢測報告》均表明,該公司輻照裝置正常工況下,對職業(yè)人員和公眾的年有效劑量滿足《γ 輻照裝置的輻射防護與安全規(guī)范》(GB10252-2009)中規(guī)定的職業(yè)人員的劑量限值5mSv/a、公眾劑量限值0.1mSv/a的限值要求。

        5 結語

        綜上所述,該鈷-60輻照中心基本落實了輻射安全管理制度和輻射安全防護各項措施,該項目對職業(yè)工作人員和公眾是安全的,對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響較小。

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