氪-85氣體密封源丟失后的風險評估

張蕊雪

江蘇省輻射環(huán)境監(jiān)測管理站，江蘇 南京 210019

隨著人工輻射技術(shù)的發(fā)展，核技術(shù)已經(jīng)在我國能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、和環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，為促進我國經(jīng)濟社會發(fā)展做出了積極的貢獻。但是放射源管理過程中仍然存在薄弱環(huán)節(jié)，若應(yīng)用不當或發(fā)生放射事故，也可危及人民健康，對社會帶來不良影響。本文以一起氪-85氣體密封源丟失事故為例，建立放射性氣體泄露和不泄露兩種情況受照估算模式，并依時間因素對風險進行了評估。

1 放射源污染特性

丟失的放射性核素的特性下表：

表1 氪－85核素特性

在放射氣體不泄漏情況下，氪-8 5 產(chǎn)生能量為0.672MeV的β射線，會對周圍環(huán)境和公眾產(chǎn)生附加劑量；氪-85還會產(chǎn)生能量為0.517MeV的γ射線，雖然γ射線所占比例很?。ú蛔?%），但γ射線在空氣中射程較遠，穿透性強，也會對周圍環(huán)境和公眾造成影響。

在特別情況下，密封源的密封性可能受損，氪-85壓縮氣體泄漏進入空氣中，則室內(nèi)煙云浸沒γ外照射和β皮膚浸沒照射會對公眾造成輻射影響。另外，氪-85還可以通過吸入途徑進入人體內(nèi)，但氪-85氣體作為一種惰性氣體，在人體內(nèi)不會發(fā)生有機、無機或是生物分子反應(yīng)，因此不考慮事故情況下內(nèi)照射影響。

2 非泄露情況下外照射評估模式及風險評估

2.1 受照時間計算模式 [1]

若已知吸收劑量率，則與國家規(guī)定各事故等級下的受照劑量相比較，利用下式計算達到該事故等級所需時間。離β源距離r(g/cm2)處的吸收劑量率（Gy/h）可根據(jù)現(xiàn)有源測量出

t ——為時間（h）

H ——國家規(guī)定的事故受照劑量值（Sv）

2.2 計算及風險評估

本事故中放射源是在1990年隨儀器購買，時間較早，資料不全。根據(jù)《放射性同位素工作登記證》（中華人民共和國衛(wèi)生部制）記載，事故單位有2臺氪-85測厚儀源和1臺钷-147測厚儀源，總活度7.4×1010Bq，為安全起見，對于這臺丟失的氪-85測厚源購買時的活度定為7.4×1010Bq，則到今年，經(jīng)過衰變，活度為：3.00×1010Bq。本文估算，均按此活度值計算。根據(jù)該單位2003年檢測報告，在距測厚儀5cm處的劑量當量率可達23μSv/h。根據(jù)同類型同活度的氪-85測厚儀資料,距測量厚儀表面5cm處的劑量當量率為:18μSv/h～42μSv/h，依據(jù)此實測值，保守估計，取該類測量儀最大值42μSv/h估算。

由于此枚氪-85放射源為點源，γ輻射照射在近距離對人局部產(chǎn)生危害最大，因此對國家規(guī)定的劑量當量按公眾的局部受照劑量取值，則達到國家規(guī)定的公眾事故受照劑量所需時間見表2。

表2 密封性未損壞情況下達到國家規(guī)定值所需照射時間

表2中估算的結(jié)果，假設(shè)一個人保持距源5cm處，連續(xù)受照50天，將達到一般事故的受照劑量。這種情況發(fā)生的可能性是較小的。

如果測厚儀的外殼被人為剝離，成為裸源，其表面5cm處的劑量率最大可達2100μSv/h。則達到一般事故受照劑量所需時間見下表3。

表3 密封性損壞情況下達到國家規(guī)定值所需照射時間

如果測厚儀外殼被剝離后，假設(shè)一個人將裸源緊貼皮膚，連續(xù)受照24小時，將受到一般事故的受照劑量。這是一種較極端的情況。

3 非泄露情況下外照射評估模式及風險評估

3.1 非泄露情況下外照射評估模式 [2]

如果密封源的密封性能受損，氪-85氣體從密封罐中全部逸出進入空氣中，使周圍公眾受到一定程度的外照射（包括室內(nèi)煙云浸沒γ外照射和β皮膚浸沒照射）。

考慮風險事故情況下，假設(shè)在一個5m×2m×2.7m的小房間內(nèi)，放射源中氪-85氣體全部逸出，短時間內(nèi)布滿整個空間；假設(shè)此房間不通風，氣體不向外彌散稀釋

輻射影響計算模式

室內(nèi)空氣中放射性核素氪-85的濃度[3]：

式中：C — 室內(nèi)空氣中核素的濃度，Bq/m3；

A — 氪-85氣體的放射性源強， 為3.00×1010Bq ；

V — 氪-85氣體彌散體積，假設(shè)均勻分布在約300m3的小房間內(nèi)。

室內(nèi)煙云浸沒γ外照射達到國家規(guī)定的有效劑量時需時間：

式中：DAE — 標準中規(guī)定的有效劑量，Sv；

C — 室內(nèi)空氣中核素的濃度，Bq/m3；

DFAE—氪-85有效劑量轉(zhuǎn)換因子,4.28×10-13S·vm3/ (Bq·h) （取自美國聯(lián)邦導(dǎo)則No.12號報告）；

t — 達到規(guī)定值所需時間，h。

β皮膚浸沒照射達到國家規(guī)定的有效劑量時需時間：

式中：Dsk —標準中規(guī)定的有效劑量，Sv；

C — 室內(nèi)空氣中核素的濃度，Bq/m3；

DFsk—皮膚的β浸沒劑量轉(zhuǎn)換因子，4.75×10-11Sv·m3/ (Bq·h)；

t — 時間，h。

綜合考慮室內(nèi)煙云浸沒γ外照射和β皮膚浸沒照射的效應(yīng)，達到國家規(guī)定的有效劑量時需時間：

3.2 計算及風險評估

由于放射性氣體逸出，這時將產(chǎn)生全身射照射的情況，所以國家規(guī)定的受照劑量按全身照射取值。達到規(guī)定的事故受照劑量所需時間計算結(jié)果見表4。

表4 放射性氣體逸出情況下達到國家規(guī)定值所需照射時間

表4中估算的結(jié)果，是假設(shè)一個人持續(xù)停留在一個較小不通風的房間內(nèi)，此情況下密封容器破損后導(dǎo)致氪-85完全釋放，連續(xù)受照51.7h，將達到一般事故的受照劑量。讓一個人在密閉房間內(nèi)停留時間長達50h以上，這種可能性是較小的。

4 結(jié)語

本文僅是初步討論了氣體密封源在氣體無泄露及有泄露時，極端情況下達到事故受照劑量所需時間，并以時間因素作為風險評估的主要因素，對風險的可能性做了定性評述。對風險的可能性，若做更按近真實情況的評估，就要對房間通風狀況、個人耐輻照程度在人群中的分布及個人對一物體持續(xù)放在身邊的可能性都要做進一步的統(tǒng)計分析，這樣才能對風險概率給出定量結(jié)果。

[1]中華人民共和國國家標準．電離輻射防護與輻射源安全基本標準(GB18871-2002)

[2]劉慶芬，劉強等．《放射性核素攝入量及內(nèi)照射劑量估算規(guī)范》編制說明．中國輻射衛(wèi)生，2011年3月第2O卷第1期．P49～51

[3]周友樸,王斌等．放射性氣體活度絕對測量．原子能科學(xué)技術(shù)，1994年5月第28卷第3期．P194～199