探討核電廠輻射防護及其三廢管理

摘 要：核電站是利用核裂變或者核聚變產(chǎn)生的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電廠，使用的燃料一般是具有輻射性的金屬：鈾、钚，因此無論是核電廠的設(shè)計還是投入使用后的運行過程中，為了保護核電廠工作人員和周圍居民的健康安全，需要對核電廠的輻射防護和三廢處理進行重點的設(shè)計和管理。

關(guān)鍵詞：核電廠；輻射防護；三廢管理；

文章編號：1674-3520（2015）-07-00-01

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于電能的需求的不斷擴大，我國加快了核電等清潔能源的建設(shè)力度，隨之而來的是核電廠管理的綜合問題，無論是輻射防護管理還是其三廢處理的水平都急需提高。核電廠的輻射防護是為了保證核電廠工作的環(huán)境以及周圍環(huán)境的安全，這也是核電站在設(shè)計、建造以及最終的運行階段的基本原則，從設(shè)備和措施上提高防護的質(zhì)量，從而確保核電站在正常運作的同時保證一定的安全性。

一、核電廠輻射防護的基本原則和方法

核電廠根據(jù)熱源類型的不同一般有壓水堆、沸水堆和重水堆，其中核輻射的主要來源分兩類。一種是來至于安全殼內(nèi)部，主要是高能中子和熱中子、活性區(qū)和結(jié)構(gòu)材料內(nèi)產(chǎn)生的γ射線、冷卻劑內(nèi)的氧俘獲中子。另一種是來至于安全殼外，主要是化學(xué)和溶劑系統(tǒng)、硼回收系統(tǒng)等回路輔助系統(tǒng)產(chǎn)生的輻射，三廢處理系統(tǒng)的設(shè)備和管道產(chǎn)生的輻射等。因此對于核電廠輻射的防護要根據(jù)輻射源的不同區(qū)別對待。其中輻射防護的主要原則是：1、防治有害的非隨機性效應(yīng)，并且有效的降低隨機效應(yīng)的發(fā)生率，使其達到安全的水平；2、在必須面臨核電廠輻射的時候必須有正當(dāng)?shù)睦碛桑⑶冶Ｗo核電廠的工作人員和周圍的居民避免一切不必要的核輻射照射；3、輻射防護的工作應(yīng)該是最優(yōu)化的；4、對可能實受到輻射照射的個人，實行計量限制制度。

外輻射防護的基本辦法：時間防護、距離防護和屏蔽防護。其中核電廠對于射線的屏蔽分類為：1、對于反應(yīng)堆產(chǎn)生的輻射進行的第一道屏障；2、為了防治冷卻劑本身所含的核素的活化產(chǎn)物的衰變射線的第二次屏障；3、三廢處理系統(tǒng)的設(shè)備和管道的屏障；4、核原料運輸、裝載、儲存的工藝運輸?shù)钠琳?。其中一次屏障的作用是為了削弱來自堆芯的輻射，使得一次屏障的表面計量保持在回路中放射出來的伽馬射線的計量水平相同，主要的組成部分為圍板、反射層、吊籃、熱屏蔽和中子屏蔽墊、壓力容器以及壓力容器周圍生物屏蔽等。二次屏蔽的主要作用是屏蔽來自主冷卻劑的輻射，并作為第一次屏蔽的輔助手段繼續(xù)屏蔽第一次屏蔽中泄露出來的中子和γ輻射的強度，二次屏蔽的主要組成是普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要屏蔽的項目是一回路系統(tǒng)中的蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器等設(shè)備。輔助屏蔽系統(tǒng)的主要作用是防護來自化學(xué)容積控制系統(tǒng)、停堆冷卻系統(tǒng)、三廢處理等輔助系統(tǒng)的輻射源，并且根據(jù)主冷卻劑內(nèi)的長壽期裂變產(chǎn)物以及腐蝕產(chǎn)物來決定輔助屏蔽系統(tǒng)的厚度。而工藝運輸屏蔽則是以針對放射性原料的運輸和操作過程來開展的，具體的內(nèi)容主要有乏燃料元件的更換、運輸、貯存等過程需要的屏蔽措施。

二、核電廠三廢管理

（一）三廢的來源

首先是廢液，廢液的主要來源有：1、一回路排出的還沒有被空氣污染的，含氫和裂變產(chǎn)物的反應(yīng)堆冷卻劑的廢液，這部分需要經(jīng)過RPE系統(tǒng)手機并送往硼回收系統(tǒng)（TEP），并且被一回路循環(huán)使用；2、來自工藝排水、地面排水和化學(xué)廢液等的不可重復(fù)利用的廢液；3、公用廢液，這部分是指淋浴、洗滌和熱加工車間使用去污劑去污處理的廢水，這些廢水一般也具有一定的輻射，但是通常較弱。其次是廢氣，廢氣的主要有兩類。一種是含氫廢氣，一般來至于哪些由穩(wěn)壓器泄壓箱、化容系統(tǒng)、河道排氣和輸水系統(tǒng)的冷卻劑排水箱以及硼回收系統(tǒng)的前置儲存箱排除的氣體，這些氣體一般都含有氫氣或者裂變氣體，因此必須經(jīng)過處理；另一類是含氧的廢氣，這種廢氣一般來之反應(yīng)堆和大氣相通的各種貯水設(shè)備以及反應(yīng)堆廠房通風(fēng)系統(tǒng)。最后是固體廢棄物，固體廢棄物的主要來源是放射性污染物，比如沾染了放射性材料的工具、衣物、氣體過濾器以及現(xiàn)場使用過的某些防護產(chǎn)品等，除此以外還有很多化學(xué)和溶劑控制系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生的固體廢料等。

（二）三廢處理的原則和方法

三廢處理的主要原則是將污染物以及污染的范圍控制在最小的范圍內(nèi)，所有的可能受到污染的期間都要采取一定的防腐措施，而且要確保其具備良好的密封性，以避免放射性冷卻劑的泄露事故。對可能泄露的零件和環(huán)節(jié)，要設(shè)置引漏措施，最大化的減少三廢可能造成的安全問題。其次是對于冷卻劑凈化系統(tǒng)和硼回收系統(tǒng)，要對凈化處理過的物質(zhì)能夠做到最大化的重復(fù)利用。最后也是最關(guān)鍵的一點就是設(shè)置專門的三廢處理系統(tǒng)，徹底的把三廢中的放射性水平降低到國家制定的標(biāo)準。

（三）三廢管理的原則

對于核電廠三廢管理的原則首先要做到從源頭控制，對于核電燃料的制造質(zhì)量和運行期間包殼的完整性，在運行過程中需要盡可能的減少安全事故導(dǎo)致的大面積檢修，從而降低了廢物的產(chǎn)生，其次是對于三廢產(chǎn)生的根源能夠做到輻射的過濾工作，最大化的減少三廢中的放射性。其次是縱深防御的原則，實際上就是各種屏障的保護過程中需要用到的材料和設(shè)備，提高三廢處理過程中設(shè)備的安全性和科學(xué)性，從過程中提高三廢的管理水平。分類收集的原則，分類收集要根據(jù)實際的工藝水平出發(fā)，將三廢能夠做到分類的收集工作，有效的減少廢物的排放量，對于分類收集廢氣、廢液、固體廢料做到分類的處理。持續(xù)改進的原則，在三廢管理的實際工作中，面臨更新的需要和世界上同類處理技術(shù)的提高，要在三廢管理的工作中，做到及時的學(xué)習(xí)新技術(shù)，及時的更新三廢處理的設(shè)備和先進的管理概念。當(dāng)前中國，加速發(fā)展核電廠是非常有必要的，是滿足日益擴大的能源需求的現(xiàn)實途徑，對于解決我國當(dāng)前能源危機有著非常實際的作用，因此加強輻射防護和三廢管理的水平也是有著一定的現(xiàn)實意義的，能夠為我國全面建設(shè)核電站提供技術(shù)基礎(chǔ)，使得核電站不僅能夠安全高效的運作，也能減少對于環(huán)境的危害。

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