對小型Co-60輻照裝置退役倒源實踐中問題處理方法的探討

禹克偉,湯潛之,時衛(wèi)東

(1.揚州市固體廢物與輻射管理中心，江蘇 揚州 225000；2.南京郵電大學通達學院，江蘇 揚州 225127)

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對小型Co-60輻照裝置退役倒源實踐中問題處理方法的探討

禹克偉1,湯潛之1,時衛(wèi)東2

(1.揚州市固體廢物與輻射管理中心，江蘇 揚州 225000；2.南京郵電大學通達學院，江蘇 揚州 225127)

摘要：結(jié)合揚州某小型Co-60輻照裝置退役項目的具體實踐，對所遇到的實際問題及處理辦法進行分析研討和歸納總結(jié)。方案設(shè)計合理、可行、有效，解決了全部問題，達到此次輻照裝置安全退役和廢舊放射源收貯的預期目標。

關(guān)鍵詞：Co-60輻照裝置；倒源；問題；處理

0引言

2014年5月，揚州某單位一小型Co-60輻照裝置正式實施退役，該輻照裝置使用時間長達12a之久，且目前已閑置1a以上。此次退役的放射源數(shù)量共計115枚，均為Ⅰ類Co-60國產(chǎn)放射源，物理形狀為圓柱體，每根規(guī)格為Φ15×90mm(見表1)。

表1　該單位放射源信息表

該單位輻照源室高度3.6m，屋頂厚度1.5m，鈷源存放池尺寸為(長×寬×深)2500×2000×4300m，上部鋪設(shè)碳鋼蓋板封閉水池，防止灰塵、雜物的落入(見圖1)。經(jīng)測量池內(nèi)當時屏蔽層水位高度為4m，無放射性污染，滿足放射源的安全存放屏蔽要求，115枚放射源每5根或6根一組，分裝在長度為600mm的20根不銹鋼套管內(nèi)，不銹鋼套管并排放在源架上。

退役前，該輻照裝置擁有單位委托有資質(zhì)單位編制了《廢舊Co-60放射源核與輻射安全分析報告書》，并依法經(jīng)國家核安全局批復?；厥蘸偷乖磫挝唤M織進行了前期的現(xiàn)場查勘，制定了項目組織實施方案，并根據(jù)放射源存放池的結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)計、制造專用工具，計劃倒裝操作共需4h，總受照劑量為0.016mSv，3d時間完成此項工作。而在現(xiàn)場實際操作過程中，因前期準備工作中考慮不夠細致、充分，對復雜現(xiàn)狀認識、估計不足，致使面對各種臨時出現(xiàn)的新問題、新情況未能備有有效預案，造成工作進程延期推后。

1倒源實踐過程遇到的問題及處理辦法

1.1貯源池屏蔽水層水質(zhì)渾濁，水下倒源作業(yè)無法正常開展

本次退役的115枚Ⅰ類Co-60放射源退役前存放在該單位輻照室內(nèi)4m深的水井中，因已閑置1a以上，且該貯源池的水循環(huán)凈化系統(tǒng)早已停止使用，退役前一直未更換屏蔽水，因此水中含有大量的灰塵、污垢、懸浮物等雜質(zhì)，以至于井水渾濁，能見度差。即使多盞水下作業(yè)燈在井底打開，井口工作人員仍無法看清源架上裝有放射源的不銹鋼套管的位置，無法開展倒源作業(yè)。

針對該情況，倒源單位在征求現(xiàn)場環(huán)保監(jiān)管部門的意見后，決定采取更換井水的解決方法。倒源前，業(yè)主單位已對貯源井水進行送檢，但尚未取得水質(zhì)監(jiān)測報告，無法確定水中離子濃度，也無法確定是否存在一定程度的Co-60泄漏，不能直接外排。經(jīng)幾方商榷，因存在貯源井水已被污染的可能，為確保安全，由倒源單位購置大型水桶貯存井水，同時，換水期間安排專人負責在輻照室門口值班，防止人員誤進入。經(jīng)過近1d的時間，才完成整個換水工作。換水后，井水水質(zhì)的能見度達到倒源操作要求。

1.2個別放射源出現(xiàn)卡源無法放入吊籃中

一般井下倒源過程中，操作人員只須將不銹鋼套管傾斜或倒置，里面的放射源就能倒出，再將其放入吊籃中即可，卡源的幾率相對較小。但本次倒源，有4根不銹鋼套管內(nèi)的最后一根放射源出現(xiàn)卡源，通過垂直倒置、在水下敲擊不銹鋼套管等方法都無法倒出，同時水質(zhì)再次出現(xiàn)渾濁，倒源工作一度陷入僵局。

現(xiàn)場分析，造成卡源的原因可能是：當圓柱體放射源放入不銹鋼套管后，兩者之間的縫隙較小，加上水下著力困難，因此造成一時難以倒出；或因源架離開水面時，C0-60放射源發(fā)出γ射線的同時也釋放大量熱量，不銹鋼導管內(nèi)水分被迅速蒸發(fā)，大量的雜質(zhì)或含鈣化合物附著在源棒和不銹鋼套管內(nèi)壁上，也極易導致卡源發(fā)生。井水水質(zhì)差，導致密封源包殼銹蝕，也是導致卡源的原因之一。

一旦剩余4枚源不能倒出，則整個收貯方案將會面臨重大調(diào)整，極有可能是封閉現(xiàn)場，等待另行處理?，F(xiàn)場倒源單位、業(yè)主單位會同環(huán)保部門三方反復商榷，抓住不銹鋼套管當初在設(shè)計時底部留有一個約Φ5mm的排水孔，在排水孔與源棒之間還放置了鋼珠這一關(guān)鍵信息，倒源單位工作人員當即現(xiàn)場制作了一根約Φ3mm的鋼柱綁在長柄工具上，在水下將其從排水孔插入，抵住鋼珠慢慢推動放射源將其倒出，并逐一放入吊籃中。

考慮到會存在因包殼銹蝕導致密封源破損的問題發(fā)生，因此，在倒源結(jié)束后，環(huán)保監(jiān)管部門提出對水質(zhì)進行Co-60含量分析，對污染水進行處理，對貯源井進行去污等具體要求。

1.3貯源罐一度難以進入輻照室內(nèi)

倒源單位事先已根據(jù)輻照室迷道的寬度以及專業(yè)貯源罐的大小專門設(shè)計了一臺電動平板車作為運輸工具。電動平板車在狹長的迷道內(nèi)移動時，車身兩邊離迷道墻壁僅有200mm。在貯源罐未裝上平板車前，倒源單位進行了運輸演練，工作人員基本能做到熟練控制電動平板車，使之進出自如。

貯源罐重達數(shù)噸，當貯源罐裝上平板車后，平板車的行進和方向控制變得特別困難，0.5h時間，平板車只在迷道內(nèi)行進了一半路程，且平板車發(fā)動機明顯過熱，工作人員只得暫停運輸，等待發(fā)動機降溫后繼續(xù)前行。當?shù)竭_迷道盡頭，轉(zhuǎn)入輻照室門口時，由于轉(zhuǎn)彎角度較大，輻照室門口左側(cè)對貯源罐有阻礙，多次調(diào)整小車轉(zhuǎn)彎角度仍然不能進入。

該情況下，倒源單位將小車退出門口數(shù)米，對迷道室門口阻擋貯源罐部分的混凝土墻壁進行切割拆除約400mm厚度。清理現(xiàn)場后，重新調(diào)整平板車角度，平板車和貯源罐才順利進入輻照室內(nèi)。

1.4收貯完畢后，水井內(nèi)有無遺落放射源無法確定

倒源單位將裝有115枚Co-60放射源的4個吊籃轉(zhuǎn)移進貯源罐內(nèi)，在水下蓋好貯源罐蓋子，吊裝出水后用平板車運出輻照室。環(huán)保工作人員用FH-40G輻射巡測儀、表面沾污儀等儀器設(shè)備對輻照室內(nèi)部、倒源工具、廢棄的源架等物品進行輻射監(jiān)測。通過現(xiàn)場監(jiān)測，輻照室地面及設(shè)備未發(fā)現(xiàn)有放射源遺留。

此時輻照室的貯源水池中屏蔽水仍有近3m深，檢查水下是否存有遺漏的放射源，最合適的方法應該是邊排水邊進行監(jiān)測，通過劑量率變化來判斷水下是否有源存在。但現(xiàn)場貯存井水的容器已滿，如果再購買貯水容器，存放場地又存在問題。因此最好是能通過監(jiān)測儀器在水下進行監(jiān)測，但現(xiàn)有的環(huán)保輻射測量儀不具備防水、耐壓性能，一旦下水極易造成儀器設(shè)備的損壞。

針對這種情況，環(huán)保部門提出一種設(shè)想，即利用美國熱電PRD-EYE個人劑量報警器體積小、靈敏度高、具有聲光報警功能的特點，用多層透明塑料袋將個人劑量報警器密封防水，將其綁在倒源操作桿上，對水下進行全面搜索監(jiān)測，未發(fā)現(xiàn)報警儀有聲光報警的情況發(fā)生，由此確定，水下無遺漏放射源。

2思考和討論

2.1提高貯源井水的水質(zhì)，保證倒源作業(yè)順利開展

貯源水池中屏蔽水水質(zhì)是進行倒源作業(yè)的關(guān)鍵因素之一。輻照裝置在未退役之前，環(huán)保部門應要求業(yè)主單位須保證水循環(huán)凈化系統(tǒng)的正常運作，并且密切關(guān)注井水的水質(zhì)變化，盡可能提高水下能見度，并減小對井下裝置的腐蝕。倒源之前，作業(yè)單位應檢查井水水質(zhì)是否適合倒源作業(yè)，并應提前做好污染井水的預處理工作，比如先對井水進壁、源架等采取去污措施，使用專用泵將井底沉積物抽吸至臨時儲存容器中，待其在儲存容器內(nèi)沉淀后，再將上清液返回到貯源池內(nèi)，保持貯源池中水位。有條件的情況下，可再對水中的穩(wěn)定懸浮物進行過濾，以最大化提高能見度。同時還需提前合理安排好水樣送檢、監(jiān)測、存放和排放等相關(guān)工作，避免因前期考慮不周而現(xiàn)場臨時考慮換水的情況發(fā)生。

2.2優(yōu)化運輸工具的選用和設(shè)計，確保I類源轉(zhuǎn)運過程安全

通過此次倒源實踐，需提醒倒源單位在制作運送貯源罐的電動平板車時，要選用功率大、體積小、發(fā)熱量小的電機。平板車的尺寸不但要考慮到輻照室迷道的寬度，還要考慮到迷道的弧度和平板車放上貯源罐后的高度及轉(zhuǎn)彎角度。目前，大多數(shù)倒源用的平板車都是兩輪轉(zhuǎn)向，一頭控制方向，行進時方向控制比較困難。為了進一步提高平板車在迷道內(nèi)運行的靈活性和轉(zhuǎn)向的準確性，建議把平板車設(shè)計成四輪轉(zhuǎn)向，兩頭都可進行方向控制。同時，進入迷道時，應以推力為主，而出迷道時，應以拉力為主。

另外，板車制做好以后，應先冷試驗進行演練，以便倒源過程快速、安全地將源運出，減少操作者的受照劑量。

2.3環(huán)保部門需添置一定具備防水、耐壓性能的輻射監(jiān)測設(shè)備

在對輻照室現(xiàn)場有無遺漏放射源的監(jiān)測過程中，環(huán)保部門僅配備普通的輻射巡測儀是不夠的，還應當配備必要的防水、耐壓的長桿輻射監(jiān)測儀器，以備在特殊情況下，能夠快速、準確地確定水下有無放射源遺漏。

3結(jié)束語

小型Co-60輻照裝置退役倒源過程是一項系統(tǒng)的、復雜的工作，倒源過程中會碰到各種突發(fā)問題，環(huán)保部門以及倒源單位應及時進行總結(jié)和歸納，不斷完善項目實施方案，進一步優(yōu)化項目作業(yè)流程，制造科學、合理的倒源工具和設(shè)備，盡量避免和減少倒源操作人員受輻射劑量，提高操作人員素質(zhì)，做到安全、高效地完成倒源任務，及時消除安全隱患，保障公眾健康和環(huán)境安全。

參考文獻：

[1]王曉峰,余青,周啟甫. 高活度(60)Co放射源退役問題探討[J]. 核安全,2008(2)：26-29.

[2]王曉峰,周啟甫. 高活度鈷-60放射源退役存在的問題及出路探討[A]. 中國核學會輻射防護分會.全國核與輻射設(shè)施退役學術(shù)研討會論文集[C].中國核學會輻射防護分會,2007:3.

[3]周曉劍,李萍,郝晉民,等. 某γ輻照裝置退役與廢舊放射源處置[J]. 中國輻射衛(wèi)生,2010(1):69-70.

[4]陸育輝,周兆宇,董志強,浦永寧. 污染輻照裝置倒源工程實踐[J]. 輻射防護通訊,2009(1):30-33.

Discussion on Dealing with the Issues of Moving the Radiation Substance from Small Co-60 Radiation Equipment

YU Ke-wei1, TANG Qian-zhi1, SHI Wei-dong2

(1. Yangzhou Solid Waste and Radiation ManagementCentre, Yangzhou Jiangsu 225000,China)

Abstract：The practical problems and countermeasures on moving the radiation substance from small Co-60 radiation equipment were discussed and summarized in order to make up the shortage of well managing the retired equipment and control the potential risks and radiation pollution. A case study of the retired Co-60 radiation equipment in Yangzhou was studied to design a feasible proposal to solve the problems. The proposal has achieved the aims to retire the radiation equipment and store the radiation substance safely.

Key words：Co-60 radiation equipment; move radiation substance; problem; deal with

中圖分類號：X837

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2016)03-0112-03

作者簡介：禹克偉(1977-)，男，碩士研究生，工程師，從事核與輻射管理、監(jiān)測工作。

收稿日期：2015-10-10