淺析放射化學(xué)實驗室輻射防護(hù)及其三廢管理

劉瑞廉，祖衛(wèi)兵

（中核陜西鈾濃縮有限公司，陜西漢中723312）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公司的產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，進(jìn)廠原料和出廠產(chǎn)品中六氟化鈾純度和硅等37種雜質(zhì)元素含量分析檢測任務(wù)日漸繁重。伴隨著放射化學(xué)實驗室管理的綜合問題，對接觸含鈾等放射性物質(zhì)的實驗室輻射防護(hù)管理和放射性三廢管理提出了更高要求，目前還沒有這一類對接觸含鈾等放射性物質(zhì)的實驗室輻射防護(hù)管理和實驗室放射性三廢管理的現(xiàn)行條文，中核陜西鈾濃縮有限公司分析計量部光譜化學(xué)科根據(jù)自身崗位特點(diǎn)科學(xué)合理的做到實驗室輻射防護(hù)管理，創(chuàng)新提升完善放射性三廢管理，同時保證工作的環(huán)境以及周圍環(huán)境的安全，放射化學(xué)實驗室分析檢測工作階段的基本原則，提高實驗室人員的防護(hù)質(zhì)量，從而確保放射化學(xué)實驗室在確保安全的前提下按期完成分析檢測工作，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 放射化學(xué)實驗室輻射防護(hù)的基本原則和基本措施

放射化學(xué)實驗室主要面臨的輻射來源主要分兩種：一種是六氟化鈾，是一種化學(xué)毒性，又有放射性危害的物質(zhì)；另一種是氟、氟化氫。嚴(yán)格地講，這些并不屬輻射防護(hù)的范疇，但是在濃縮鈾生產(chǎn)中，氟及其化合物總是與鈾同時存在的，對氟及其化合物的防護(hù)也已成為放化實驗室中一類特殊的輻射防護(hù)問題。

綜上所述，放化實驗室輻射防護(hù)，主要考慮的是鈾的α內(nèi)照射和β、γ的外照射危害。

1.1 內(nèi)照射的危害及防護(hù)

放化實驗室工作人員所受的照射，因工作條件而異，在實際工作中主要是內(nèi)照射，而外照射僅存在于六氟化鈾樣品水解等開放性操作場合，而且凡有外照射之處，多半同時伴有內(nèi)照射。內(nèi)照射不同于外照射的顯著特點(diǎn)是即使停止接觸放射性物質(zhì)以后，已經(jīng)進(jìn)入體內(nèi)的放射性核素，仍繼續(xù)產(chǎn)生照射，所以內(nèi)照射的危害更嚴(yán)重。內(nèi)照射防護(hù)的基本原則是采取各種措施，盡可能的隔斷放射性物質(zhì)進(jìn)入人體內(nèi)的各種途徑，在可以合理做到的限度內(nèi)，使攝入量減少到允許標(biāo)準(zhǔn)以下盡量低的水平。攝入放射性物質(zhì)的途徑[1]不外乎是：吸入被污染的空氣、飲用被污染的水、食入被污染的食物或者放射性物質(zhì)直接從傷口進(jìn)入體內(nèi)。

放化實驗室防止這些現(xiàn)象發(fā)生的根本措施就是嚴(yán)格遵守有關(guān)的安全操作規(guī)程和建立良好的個人衛(wèi)生習(xí)慣。經(jīng)呼吸道進(jìn)入體內(nèi)，是人體攝入放射性物質(zhì)最主要的途徑。因此，空氣污染是造成內(nèi)照射的主要根源，防止放射性物質(zhì)，經(jīng)呼吸道進(jìn)入體內(nèi)的基本措施是：1）空氣凈化：通過空氣過濾，除塵等方法，盡量降低空氣中放射性粉塵或放射性氣溶膠的濃度。2）通排風(fēng)：不停排出被污染的空氣并換清潔空氣，降低空氣中的放射性物質(zhì)濃度。3）密閉包容：把可能成為污染源的放射性物質(zhì)放在密閉容器中，或把可能污染工作環(huán)境的操作放在密閉的小室或手套箱中進(jìn)行，與工作場所的空氣隔絕。4）個人防護(hù)：放射化學(xué)實驗室工作人員佩戴使用各種合格防護(hù)用品，使自己的呼吸道與工作環(huán)境的空氣處于半隔離或全隔離狀態(tài)，保證吸入的空氣經(jīng)過凈化過濾。

1.2 外照射的危害及防護(hù)

放化實驗室外照射防護(hù)的基本原則是：采取各種措施，控制輻射對人體的照射，使之保持在可以合理做到的最低水平，保障個人所受的劑量當(dāng)量不超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。我國輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)[2]對于放射性工作人員的劑量當(dāng)量限值的規(guī)定為：年劑量當(dāng)量限值，全身均勻外照射50mSv/a、眼晶體150mSv/a、其他單個器官或組織500mSv/a；特殊照射：一次不大于l00mSv，一生中不大于250mSv；應(yīng)急照射：一次不大于250mSv。在射線防護(hù)計算中，一般按全身均勻外照射取劑量當(dāng)量限值，即50mSv/a，以此可換算出月、周、日、時的劑量當(dāng)量限值，月劑量當(dāng)量限值為50/12=4.16mSv/月；周劑量當(dāng)量限值為50/50=lmSv/周；日劑量當(dāng)量限值為l/6=167μSv/d；每小時劑量當(dāng)量限值為167/8=21μSv/h。

外照射防護(hù)的具體方法有三種：1）控制受照時間：受照射時間愈長，所受累積劑量愈大。2）增大與輻射源之間的距離：對于點(diǎn)源，受照劑量率與離子源的距離平方成反比。3）屏蔽：在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物，把外照射劑量減少到允許水平以下。

1.3 崗位自主防護(hù)技術(shù)措施

光譜化學(xué)科放射化學(xué)分析班遵守以上規(guī)范以外，根據(jù)崗位特點(diǎn)，可采取如下技術(shù)措施進(jìn)行防護(hù)工作：1）包容：分析操作中，將專料樣品包容封閉。在六氟化鈾純度分析項目中，我們將P10取樣器放置在玻璃干燥器中，過夜靜置。P10封裝如有漏，氟化氫會腐蝕干燥器玻璃內(nèi)表面，我們就會采取特殊技術(shù)措施進(jìn)行處置。2）隔離：我們將不同的分析項目，分場所進(jìn)行操作分割開來，執(zhí)行分區(qū)管理?；瘜W(xué)純度項目在302#實驗室；化學(xué)雜質(zhì)項目在301#實驗室；光譜雜質(zhì)項目在201#實驗室。3）稀釋：在合理控制下，利用干凈的空氣使場所空氣中的放射性濃度降低到控制水平以下。在化學(xué)純度分析檢測水解操作中，將整個操作場所放在通風(fēng)柜中，通過控制通風(fēng)柜拉門減少操作面的面積，來增大進(jìn)入通風(fēng)柜的新鮮空氣流量。4）增效：在光譜雜質(zhì)和化學(xué)純度分析檢測項目六氟化鈾水解操作中，分別采取增大雜質(zhì)取樣杯內(nèi)徑并加蓋蓋子及適量增加P10取樣杯水解時的純水體積，由70mL增加到80mL的技術(shù)措施，來提高六氟化鈾水解效率。

通過這些自主防護(hù)技術(shù)措施，防止有害的確定效應(yīng)（非隨機(jī)性效應(yīng)），同時限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，使之合理的達(dá)到盡可能低的水平。

2 放射化學(xué)實驗室三廢管理

2.1 三廢的來源

1）首先是含鈾廢液，含鈾廢液的主要來源有：專料樣品分析檢測后，余留的測試含鈾溶液；專料樣品分析檢測中，前化學(xué)處理過程中產(chǎn)生的含鈾廢液；專料樣品分析檢測中，清洗容量瓶、燒杯、鉑金坩堝、鉑金舟、取樣器吸頭、移液管、吸量管等的含鈾清洗液。

2）其次是含鈾氣溶膠及含氟廢氣兩類[3]。含鈾氣溶膠在專料樣品分析檢測全過程中，因為六氟化鈾水解操作為開放型操作，在烘干、趕氟和高溫水解等操作過程逸散到空氣中，含氟及氟化氫等廢氣也是伴隨著這些操作產(chǎn)生。

3）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，主要包括棉紗手套、特殊防護(hù)口罩、沾污棉織物、乳膠手套等沾污橡膠制品和沾污工器具，除此還有在專料樣品分析檢測過程中產(chǎn)生的沾污的固體器具等。

2.2 放射化學(xué)實驗室三廢暫存管理的原則和方法

放化實驗室三廢暫存管理的原則，首先要做到從源頭控制[4]，對于專料樣品及其外來含鈾樣品的分析檢測過程中，在保證分析結(jié)果準(zhǔn)確及時的前提下，需要盡可能的減少復(fù)測次數(shù)，從而降低三廢的產(chǎn)生；其次是提高三廢暫存管理的安全性和科學(xué)性，從過程中提高對三廢的“管控”水平，堅持對三廢分門別類收集的原則，分類收集要根據(jù)實際的分析檢測任務(wù)出發(fā)，將三廢能夠做到分門別類的收集，有效的減少三廢的排放量。

清洗方式為：按照少量多次的原則，逐一對各器皿用蒸餾水清洗，產(chǎn)生較多的含鈾廢液，與公司當(dāng)前對于放射性廢液管理的工作思路不一致。

為了減少廢液產(chǎn)生量,在實際工作中，摸索實驗后總結(jié)發(fā)現(xiàn)了一種更為高效的器皿清洗方式，即“連環(huán)沖洗法”，清洗方式更為高效。具體操作方法如下：光譜化學(xué)科放射化學(xué)分析班在專料樣品六氟化鈾純度的分析檢測過程中，是這樣收集含鈾廢液的：（以一批次四個專料樣品量計）1）用洗瓶對P10取樣器杯體少量多次進(jìn)行清洗，清洗液約40mL收集在500mL聚四氟乙烯燒杯中（以下稱廢液收集杯）；2）稱取完八氧化三鈾的鉑金舟及鉑金舟蓋經(jīng)加熱的硝酸清洗后，用洗瓶沖洗，在其下用廢液收集杯盛裝，清洗液約200mL；3）電位滴定和庫侖滴定結(jié)束后，對25mL滴定池、250mL燒杯和250mL容量瓶用洗瓶沖洗，約500mL廢液收集在廢液收集杯中；4）將這約740mL的含鈾廢液倒入廢液桶中，再對廢液收集杯用少量清水沖洗兩、三次，依次倒入廢液桶中。

以上操作的實施，可將放射性廢液量降低(1200-740)/1200×100%=38%，大幅度降低了純度分析工作中的放射性廢液量。

光譜化學(xué)科放射化學(xué)分析班在進(jìn)行161/162中硅、磷、氯、溴，锝等雜質(zhì)分析工作中，又是這樣進(jìn)行廢液收集的。操作中要對分析操作中使用的各種器皿如樣品瓶、容量瓶、移液管、比色皿、燒杯、分液漏斗、離心管等進(jìn)行清洗。1）將待清洗器皿按照種類進(jìn)行排序；2）用約10mL蒸餾水對排序1號器皿進(jìn)行正常清洗，清洗液轉(zhuǎn)入2號皿進(jìn)行清洗，然后將清洗液轉(zhuǎn)入3號器皿進(jìn)行清洗，以此類推，直至將所有器皿全部清洗一遍，清洗液收集入專用廢液杯中：重復(fù)步驟2～3次；3）將專用廢液杯中的放射性廢液收集于放射性廢液桶中，清洗工作結(jié)束。

以上操作的實施，可將放射性廢液量降低(1800-1000)/1800×100%=44%，大幅度降低了雜質(zhì)分析工作中的放射性廢液量。

最后，要堅持持續(xù)改進(jìn)的原則。要在實際工作中做到及時的學(xué)習(xí)掌握新技術(shù)，及時的更新分析檢測技術(shù)和先進(jìn)的管理理念。

3 結(jié)語

核能對于解決限制我國當(dāng)前發(fā)展的能源瓶頸，有著非常實際的作用，是滿足日益擴(kuò)大能源需求的現(xiàn)實途徑。因此，加強(qiáng)放射化學(xué)實驗室輻射防護(hù)和三廢管理的水平，有著一定的現(xiàn)實意義，能夠為公司建設(shè)成為一流核燃料生產(chǎn)基地，做好主工藝系統(tǒng)“明亮的眼睛”提供技術(shù)支持，同時能夠保護(hù)周邊環(huán)境，使得工藝系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。