文/孫謙 王學(xué)新 王長武 王智鵬 徐瀟瀟 李國強

六氟化鈾作為核工業(yè)中重要的放射性物品，國家、行業(yè)等層面均針對鐵路運輸制定了管理規(guī)定和技術(shù)要求。其中，鐵路運輸行業(yè)依據(jù)《放射性物品安全運輸管理條例》制定了放射性危險貨物運輸?shù)南嚓P(guān)管理辦法，而六氟化鈾包裝和運輸?shù)募夹g(shù)要求依據(jù)GB11806，相比之下核行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容缺乏更新。結(jié)合實際運輸活動中暴露的問題，建議開展高溫條件下的試驗和計算分析，優(yōu)化六氟化鈾鐵路運輸活動環(huán)節(jié)，降低人員輻射劑量。

0.引言

在核工業(yè)鈾純化轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，六氟化鈾是獲取濃縮鈾極為重要的中間產(chǎn)品，其作為一種具有揮發(fā)性的放射性物品，需要考慮六氟化鈾對人員的外照射和內(nèi)照射影響。除此之外，六氟化鈾還具有較強的化學(xué)毒性，與水反應(yīng)的產(chǎn)物能夠?qū)θ梭w皮膚和呼吸道等造成腐蝕和灼傷[1，2]?？紤]到鐵路運輸具有運量大、安全性強、經(jīng)濟性好等特點，國內(nèi)六氟化鈾產(chǎn)品裝載于專用的運輸容器[3]，多采用鐵路運輸方式。六氟化鈾鐵路運輸活動須在我國核安全監(jiān)管部門和鐵路運輸管理部門的批準(zhǔn)和監(jiān)管下開展。

1.國家法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)要求

《放射性物品安全運輸管理條例》[4]（中華人民共和國國務(wù)院令第562號）作為國家行政法規(guī)，對我國放射性物品運輸管理作出總體規(guī)定，根據(jù)《放射性物品分類和名錄》[5]的分類要求，應(yīng)按照一類放射性物品安全運輸?shù)囊蠊芾砹欉\輸容器的設(shè)計制造活動及運輸活動。在此前提下，《放射性物品安全運輸規(guī)程》[6]（GB11806-2019）、《電離輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》[7]（GB18871-2002）等國家標(biāo)準(zhǔn)提出了更為具體的技術(shù)要求。

1.1 六氟化鈾運輸容器安全要求。根據(jù)GB11806中關(guān)于運輸容器驗證試驗的要求，裝載量大于0.1kg的六氟化鈾運輸容器在滿足放射性材料基本要求的基礎(chǔ)上，還需滿足針對六氟化鈾貨包的附加要求。另外，考慮到國內(nèi)使用的六氟化鈾運輸容器235U裝載豐度限制均不低于0.72%，其還必須滿足關(guān)于易裂變材料貨包評定的要求。因此，六氟化鈾運輸容器在設(shè)計階段需經(jīng)受正常運輸、運輸事故等條件下的驗證試驗，具體試驗項目如表1所示。在制造和使用階段，《放射性物品安全運輸管理條例》要求制造單位在新容器出廠前按照容器設(shè)計要求和國家標(biāo)準(zhǔn)要求對其進行質(zhì)量檢驗，并編制質(zhì)量檢驗報告。六氟化鈾容器投入使用后，使用單位應(yīng)每兩年對容器進行一次安全性能評價，以確保容器性能滿足安全運輸要求，并將評價結(jié)果報國務(wù)院核安全監(jiān)管部門備案。

表1 六氟化鈾運輸容器驗證試驗項目

1.2 運輸活動安全要求。《放射性物品安全運輸管理條例》規(guī)定，六氟化鈾運輸活動托運人應(yīng)當(dāng)持有生產(chǎn)、銷售、使用或處置六氟化鈾的有效證明，并且編制六氟化鈾鐵路運輸?shù)暮伺c輻射安全分析報告書，報國務(wù)院核安全監(jiān)管部門審查批準(zhǔn)。六氟化鈾運輸活動開始前，托運人應(yīng)當(dāng)使用與其相適應(yīng)的六氟化鈾運輸容器進行包裝，并隨車配備必要的輻射監(jiān)測設(shè)備、防護用品和防盜、防破壞設(shè)備，編制運輸說明書、核與輻射事故應(yīng)急響應(yīng)指南、裝卸作業(yè)方法、安全防護指南交予運輸承運人。同時，在運輸活動的起點、終點或換裝點，托運人應(yīng)當(dāng)委托有資質(zhì)的輻射監(jiān)測機構(gòu)對六氟化鈾貨包表面污染和輻射水平進行監(jiān)測，輻射監(jiān)測機構(gòu)應(yīng)當(dāng)出具輻射監(jiān)測報告。對于直接從事六氟化鈾運輸?shù)墓ぷ魅藛T，應(yīng)當(dāng)進行運輸安全和應(yīng)急響應(yīng)知識的培訓(xùn)，考核通過后參與相關(guān)工作?！峨婋x輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB18871-2002）規(guī)定了工作人員受照劑量限制，即隨車押運人員、裝卸人員、編組站鐵路工作人員等連續(xù)5年的年平均有效劑量限值為20mSv，任何一年中的有效劑量不超過50mSv。在實際運輸活動中，企業(yè)根據(jù)已有運輸活動經(jīng)驗，會設(shè)定更為合理的劑量管理目標(biāo)值，依據(jù)輻射防護最優(yōu)化的原則盡可能降低工作人員的受照劑量。對于公眾，年有效劑量的限值為1mSv。

2.核行業(yè)的相關(guān)要求

我國核行業(yè)早在20世紀(jì)80年代就已針對六氟化鈾貯存、運輸容器編制了相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[8]，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)名稱如表2所示。其中，1994年發(fā)布的EJ/T 303～306、EJ/T 350及EJ/T 424僅對各種六氟化鈾容器的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸等主要技術(shù)參數(shù)進行了規(guī)定，不涉及運輸要求，因此不做進一步的分析?！读櫲萜魇褂靡蟆穂9]（EJ/T 307-2014）對國內(nèi)六氟化鈾容器的管理和使用辦法進行了規(guī)定，要求六氟化鈾容器的貯存、運輸滿足GB 11806和EJ 1056-2005的相關(guān)要求，同時要求被運容器應(yīng)牢固固定在運輸車上，運輸途中嚴(yán)禁溜放、碰撞，但并沒有提出具體技術(shù)要求?！垛櫦庸づc燃料制造設(shè)施輻射防護規(guī)定》[10]（EJ 1056-2005）第八章對鈾加工和燃料制造過程中含鈾物料的運輸進行了規(guī)定。在含鈾物料貨包的分類方面，該標(biāo)準(zhǔn)沒有對六氟化鈾貨包進行單獨分類和要求，但要求各種含鈾物料應(yīng)采用專用的金屬容器盛裝，且盛裝六氟化鈾的容器應(yīng)能可靠地密封。除此之外，該標(biāo)準(zhǔn)要求廠外運輸活動應(yīng)使用專用的自備車，車輛編組時嚴(yán)禁溜放。因此，核行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對于六氟化鈾產(chǎn)品運輸?shù)囊蟛粔蚓唧w，技術(shù)要求主要依據(jù)GB11806，且大部分行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容缺乏更新。

表2 六氟化鈾容器相關(guān)的核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

3.鐵路運輸行業(yè)的相關(guān)要求

鐵路運輸行業(yè)針對危險品運輸制定了管理方面的文件，主要有《鐵路危險貨物運輸安全監(jiān)督管理規(guī)定》、《鐵路危險貨物運輸管理規(guī)則》（TG/HY 105-2017），其中六氟化鈾鐵路運輸應(yīng)按照第七類危險貨物的相關(guān)要求進行管理?！惰F路危險貨物運輸安全監(jiān)督管理規(guī)定》[11]由交通運輸部制定，對鐵路危險貨物的運輸條件、運輸安全管理和監(jiān)督檢查等作出規(guī)定，其中第十七條針對放射性物品鐵路運輸活動中托運人資質(zhì)、運輸組織、輻射檢測等方面提出了具體要求，應(yīng)當(dāng)滿足《放射性物品運輸安全管理條例》、GB11806等法律、行政法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求?！惰F路危險貨物運輸管理規(guī)則》[12]針對放射性物品鐵路運輸活動的管理作出了具體規(guī)定，相關(guān)內(nèi)容與國家層面法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的要求一致。該規(guī)則第一百一十三條對放射性貨包、運輸工具的輻射水平限值進行了規(guī)定，但在單車的運輸指數(shù)、臨界安全指數(shù)要求方面，該規(guī)則并未考慮GB 11806中獨家使用的情況。

4.運輸活動現(xiàn)狀與建議

4.1 高溫對六氟化鈾鐵路運輸安全的影響。六氟化鈾具有特殊的三相點性質(zhì)，因此為保證容器內(nèi)壓力變化處于安全范圍，GB11806提出了具體要求：“在交付運輸時，六氟化鈾呈固態(tài)且內(nèi)部壓力不得超過大氣壓”。因此，密閉容器內(nèi)體積一定時，運輸溫度變化會對容器內(nèi)壓力產(chǎn)生較大影響，進而影響六氟化鈾的相態(tài)[13，14]。我國在開展六氟化鈾鐵路運輸時采用棚車裝載，而我國鐵路行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，封閉棚車運輸情況下車內(nèi)溫度最高能夠達到70℃以上?？紤]到高溫會引起六氟化鈾容器內(nèi)壓力增加，可能對運輸安全產(chǎn)生影響，因此不同類型的六氟化鈾貨包應(yīng)在運輸活動前進行安全性論證。

4.2 六氟化鈾返空貨包輻射水平增加的影響。限于技術(shù)條件，六氟化鈾貨包抵達目的地卸載后，容器內(nèi)往往會剩余一部分殘料無法排清。相關(guān)研究表明，與滿載狀態(tài)相比六氟化鈾貨包在卸空狀態(tài)下的輻射水平更高，可以增加數(shù)十倍。該問題主要由以下兩方面原因造成：1）六氟化鈾貨包卸空后，揮發(fā)性的六氟化鈾排出，而非揮發(fā)性的鈾衰變產(chǎn)物，如234Th在容器中“沉積”。容器中殘留的鈾衰變產(chǎn)物具有較高輻射水平，在六氟化鈾從容器中排出后，鈾衰變產(chǎn)物的濃度也被極大提高，有利于輻射水平的增強；2）在滿載狀態(tài)下，容器內(nèi)六氟化鈾相互之間能夠產(chǎn)生一定的屏蔽作用，而在卸空后該作用被削弱。因此，在六氟化鈾運輸活動中需要特別關(guān)注貨包返空運輸中輻射水平增加的問題，充分評估運輸中對人員和相關(guān)公眾造成的輻射影響，確保滿足劑量約束限值。同時，六氟化鈾運輸活動托運人、承運人應(yīng)當(dāng)加強重視，根據(jù)輻射防護最優(yōu)化的原則制定更為合適的輻射防護措施，盡可能降低人員輻射劑量。

4.3 建議

綜上分析，《放射性物品安全運輸管理條例》對六氟化鈾鐵路運輸活動提出了總體管理要求，鐵路運輸行業(yè)將其作為依據(jù)制定了鐵路運輸管理文件，而六氟化鈾鐵路運輸?shù)募夹g(shù)要求依據(jù)《放射性物品安全運輸規(guī)程》（GB11806-2019）。針對六氟化鈾鐵路運輸中面臨的實際問題，給出以下建議：1）采用試驗研究和仿真計算的方法，探究高溫條件下六氟化鈾貨包的運輸安全，總結(jié)得出具有規(guī)律性和參考價值的數(shù)據(jù)；2）優(yōu)化六氟化鈾鐵路運輸活動中的環(huán)節(jié)和操作，可以通過增加空容器的滯留時間來降低輻射水平，并且托運人、鐵路承運人應(yīng)增加制定新的輻射防護措施；3）建議針對目前面臨的問題，修訂六氟化鈾容器相關(guān)的核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，增加具有參考價值的安全評價數(shù)據(jù)，便于指導(dǎo)六氟化鈾運輸活動開展。