303熱室的輻射防護(hù)管理①

顏田玉++李顯華++解含

摘 要：303熱室是從事反應(yīng)堆材料、燃料輻照后檢驗(yàn)的甲級(jí)放射性實(shí)驗(yàn)室。為確保303熱室的運(yùn)行和使用滿足輻射防護(hù)的要求，經(jīng)過(guò)安全技術(shù)改造，303熱室在原有基礎(chǔ)上形成了一套較為完善、有效的輻射防護(hù)系統(tǒng)。該文主要介紹了303熱室的輻射防護(hù)系統(tǒng)，包括輻射工作場(chǎng)所的分區(qū)、輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、劑量控制和三廢管理等。

關(guān)鍵詞：輻射防護(hù) 輻射監(jiān)測(cè) 劑量

中圖分類號(hào)：TL75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（c）-0110-03

Abstract： 303 hot cell is a class a radioactive laboratory engaged in the examination of irradiation reactor materials， fuel. In order to ensure the operation and use of 303 hot cell meet the requirements of radiation protection， after safety technology reform， 303 hot cell formed a set of complete and effective radiation protection system based on the original. This article mainly introduced the radiation protection system of the 303 hot cell， including： the zoning of the radiation workplace， radiation monitoring system， dose control and waste management， etC.

Key Words： Radiation Protection； Radiation monitoring； Dose

303熱室是20世紀(jì)70年代投入使用的反應(yīng)堆材料輻照后檢驗(yàn)熱室，主要進(jìn)行反應(yīng)堆乏燃料、堆內(nèi)構(gòu)件等強(qiáng)放射性物質(zhì)的檢驗(yàn)。于2010年完成包括輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和流出物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造在內(nèi)的安全技術(shù)改造項(xiàng)目。依據(jù)相關(guān)要求和實(shí)際情況制定了詳細(xì)的輻射防護(hù)管理制度。近幾年科研生產(chǎn)和運(yùn)行情況以及各項(xiàng)輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，改造后的輻射防護(hù)系統(tǒng)能保證303熱室的安全運(yùn)行和使用。

1 輻射工作場(chǎng)所的分區(qū)

303熱室放射性核素日等效最大操作量>4×109 Bq，屬于甲級(jí)非密封源工作場(chǎng)所。根據(jù)源項(xiàng)分布情況，按照《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18871-2002）[1]，把輻射工作場(chǎng)所分為監(jiān)督區(qū)和控制區(qū)，其中控制區(qū)又分為控制Ⅰ區(qū)、控制Ⅱ區(qū)。監(jiān)督區(qū)包括熱室操作區(qū)、衛(wèi)生出入口等，控制Ⅰ區(qū)包括熱室維修區(qū)、汽車通道、低放廢液暫存間、中放廢液儲(chǔ)罐間和吊裝大廳等，控制Ⅱ區(qū)為各熱室。依據(jù)GB 18871-2002規(guī)定，結(jié)合303熱室放射性操作工藝及源項(xiàng)，各分區(qū)輻射水平和表面污染控制水平分別按表1、表2進(jìn)行控制。

為減少工作人員受照劑量，防止放射性污染擴(kuò)散，在控制區(qū)邊界設(shè)置了衛(wèi)生出入口，嚴(yán)格控制工作人員進(jìn)出控制區(qū)，并規(guī)劃了獨(dú)立的人流和物流路線，避免交叉污染。

2 輻射監(jiān)測(cè)

為保障工作人員及周圍環(huán)境的輻射安全，303熱室設(shè)置有輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括工作場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)、流出物監(jiān)測(cè)和個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)[2]。

2.1 工作場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)

303熱室的工作場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)分為工作場(chǎng)所γ監(jiān)測(cè)、放射性氣溶膠取樣監(jiān)測(cè)和表面污染水平監(jiān)測(cè)。

2.1.1 工作場(chǎng)所γ監(jiān)測(cè)

為對(duì)工作場(chǎng)所γ輻射水平進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)置有輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其工作示意圖如圖1。

輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由上位機(jī)、固定式γ監(jiān)測(cè)儀和區(qū)域輻射報(bào)警儀組成。固定式γ監(jiān)測(cè)儀采用電離室探測(cè)器分別對(duì)熱室內(nèi)γ輻射水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可根據(jù)具體操作源項(xiàng)設(shè)置不同的報(bào)警值，同時(shí)提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)就地顯示和聲光報(bào)警。區(qū)域輻射報(bào)警儀采用GM管探測(cè)器對(duì)各工作區(qū)域內(nèi)環(huán)境γ輻射水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)并提供聲光報(bào)警。所有固定式γ監(jiān)測(cè)儀和區(qū)域輻射報(bào)警儀均接入輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上位機(jī)。上位機(jī)集通信控制站、數(shù)據(jù)處理顯示報(bào)警、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為一體，是整個(gè)輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，其主要功能是實(shí)時(shí)顯示、打印現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)和報(bào)警狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析處理存入數(shù)據(jù)庫(kù)，存檔備查。

另外還配備有便攜式長(zhǎng)桿γ劑量率用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

2.1.2 放射性氣溶膠取樣監(jiān)測(cè)

303熱室設(shè)1套多通道氣溶膠取樣系統(tǒng)，樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)量分析。氣溶膠取樣系統(tǒng)包括真空泵、流量調(diào)節(jié)閥、電磁閥、取樣盒、取樣嘴等構(gòu)成，如圖2。

氣溶膠取樣系統(tǒng)包含多個(gè)取樣支路，每個(gè)取樣支路由取樣嘴、取樣盒和電磁閥組成。各個(gè)取樣支路的電磁閥之間互鎖，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各取樣點(diǎn)位掃描取樣。獲得的樣品送實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，通過(guò)計(jì)算得出取樣位置的放射性氣溶膠濃度。

此系統(tǒng)接入303熱室PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

另外還配備有移動(dòng)式氣溶膠取樣泵，定期對(duì)監(jiān)督區(qū)取樣分析。

2.1.3 表面污染水平監(jiān)測(cè)

定期工作場(chǎng)所墻壁、地面、工作臺(tái)面、設(shè)備等表面進(jìn)行放射性污染水平取樣測(cè)量，防止污染擴(kuò)散。

2.2 流出物監(jiān)測(cè)

2.2.1 中低放廢液放射性濃度測(cè)量

中低放廢液排放、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)前，均進(jìn)行測(cè)量。對(duì)中低放廢液取樣、制樣后測(cè)量α、β放射性活度，最后根據(jù)其活度值確定其排放渠道。

2.2.2 氣載流出物測(cè)量

303熱室的氣載流出物經(jīng)排風(fēng)塔高架排放。在排風(fēng)塔上設(shè)有取樣口，由氣體流出物監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)煙囪排出物進(jìn)行連續(xù)取樣監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括放射性氣溶膠、碘和惰性氣體。

2.3 個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)

個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)包括外照射監(jiān)測(cè)、內(nèi)照射監(jiān)測(cè)、體表污染監(jiān)測(cè)等。

2.3.1 外照射監(jiān)測(cè)

303熱室為每位放射性工作人員配置一個(gè)熱釋光個(gè)人劑量計(jì)，由原子能院按季度統(tǒng)一對(duì)個(gè)人外照射劑量進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)，并建立個(gè)人劑量檔案。另外還配置了一定數(shù)量公用電子劑量報(bào)警儀。

2.3.2 內(nèi)照射監(jiān)測(cè)

除監(jiān)測(cè)工作場(chǎng)所氣溶膠放射性濃度估算待積有效劑量外，還由原子能院按年度統(tǒng)一對(duì)放射性工作人員進(jìn)行全身計(jì)數(shù)測(cè)量以評(píng)價(jià)內(nèi)照射受照情況。

2.3.3 體表污染監(jiān)測(cè)

控制區(qū)衛(wèi)生出入口設(shè)置1臺(tái)全身污染監(jiān)測(cè)儀，對(duì)退出控制區(qū)的工作人員進(jìn)行全身表面污染監(jiān)測(cè)。監(jiān)督區(qū)出口設(shè)置1臺(tái)手腳污染監(jiān)測(cè)儀，供退出操作區(qū)的人員使用。另外還配備有便攜式表面污染監(jiān)測(cè)儀，用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督監(jiān)測(cè)。

3 劑量控制

根據(jù)GB 18871-2002[1]規(guī)定，工作人員連續(xù)5年的年平均有效劑量不超過(guò)20 mSv，任何一年份內(nèi)不超過(guò)50 mSv。根據(jù)303熱室的實(shí)際情況，考慮輻射防護(hù)最優(yōu)化原則，將個(gè)人劑量約束值定為10 mSv/a，管理目標(biāo)值為5 mSv/a。

表3給出了近3年303熱室放射性工作人員受照劑量數(shù)據(jù)。

近3年，303熱室進(jìn)行了秦山乏燃料棒檢驗(yàn)、田灣監(jiān)督管檢驗(yàn)和大亞灣乏燃料棒檢驗(yàn)等項(xiàng)目，由表3可知，工作人員的集體劑量和平均個(gè)人有效劑量均處于合理范圍內(nèi)，最高個(gè)人有效劑量未超過(guò)管理目標(biāo)值，工作人員受照情況處于可控狀態(tài)。

4 三廢管理

303熱室主要操作對(duì)象為乏燃料棒、堆內(nèi)構(gòu)件等放射性材料，放射性三廢主要來(lái)自于工藝試驗(yàn)、設(shè)備檢修和放射性去污等操作。為了減少放射性廢物的產(chǎn)生，降低對(duì)環(huán)境的影響，制定了相應(yīng)的放射性操作規(guī)程和放射性廢物管理制度。

4.1 氣態(tài)放射性廢物

303熱室設(shè)有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，并合理安排各分區(qū)負(fù)壓和換氣次數(shù)，控制氣流由監(jiān)督區(qū)流向控制區(qū)，由低污染區(qū)流向高污染區(qū)，保證放射性物質(zhì)的有效包容。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有初效、高效和除碘過(guò)濾器，廢氣經(jīng)三級(jí)過(guò)濾后由40 m高的排風(fēng)塔向大氣高架排放。

4.2 液體放射性廢物

液體放射性廢物的分級(jí)嚴(yán)格執(zhí)行《放射性廢物的分類》（GB 9133-1995）[3]的規(guī)定，廢液經(jīng)取樣分析后，根據(jù)其放射性濃度，排入低放廢液暫存槽或中放廢液暫存罐中，在熱室運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)格杜絕高放廢液的產(chǎn)生。當(dāng)?shù)头艔U液儲(chǔ)量到達(dá)一定量時(shí)，通過(guò)原子能院地下低放管網(wǎng)輸送至原子能院放射性廢物處理設(shè)施，中放廢液則由槽車轉(zhuǎn)運(yùn)。303熱室每年產(chǎn)生約0.5 m3中放廢液和5 m3低放廢液。

4.3 固體放射性廢物

通過(guò)對(duì)工藝試驗(yàn)操作的嚴(yán)格控制，杜絕高放固體廢物的產(chǎn)生。根據(jù)固體廢物的放射性水平，對(duì)中、低放固體廢物進(jìn)行分類收集、整備，然后裝入200 L標(biāo)準(zhǔn)廢物桶，中放、低放分區(qū)存放。廢物桶張貼標(biāo)簽注明內(nèi)容物和輻射水平，待積存一定量后通過(guò)汽車房轉(zhuǎn)運(yùn)通道運(yùn)送至原子能院放射性廢物處理設(shè)施。303熱室的固體放射性廢物產(chǎn)生量約4 m3/a。

5 結(jié)語(yǔ)

安全升級(jí)改造后的303熱室，對(duì)輻射防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，建立健全了較為完善和有效的輻射監(jiān)測(cè)手段，嚴(yán)格執(zhí)行《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18871-2002）及相關(guān)的法律法規(guī)和管理制度，加強(qiáng)了對(duì)工作場(chǎng)所和人員的監(jiān)測(cè)，有效地控制了工作人員的受照劑量和放射性廢物產(chǎn)生量。在近幾年的運(yùn)行過(guò)程中，個(gè)人有效劑量未超過(guò)5 mSv，工作人員受照情況處于可控狀態(tài)，放射性三廢的產(chǎn)生符合最小化原則，提高了303熱室運(yùn)行的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 18871-2002，電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 彭順米.303熱室輻射監(jiān)測(cè)計(jì)劃[Z].北京：中國(guó)原子能科學(xué)研究院，2015.

[3] GB 9133-1995，放射性廢物的分類[S].