林健 高怡乐
广东核力工程勘察院 广州 510800
摘要：某辐照站使用的放射源40余年一直贮存在辐照室水井中未取出，亦无源核素、活度等记录资料。我们对其源核素进行了鉴定，并估算了目前源活度，将源从水井中转移到按目前活度设计制作的贮源铅罐，并安全运输到城市放射性废物库贮存。对辐照室内外污染物及场所进行了治理，对工作人员采取了辐射防护措施。结果表明：治理后的钢材和污染设备达到送冶炼单位回炉要求，治理后的井水达到排放标准，污染场地达到无限制开放使用目的，退役过程工作人员所受最大剂量为1.96 mSv，该辐照站退役过程及其辐射防护措施对同类工作具有参考意义。
关键词：辐照站；60CO放射源；退役；辐射防护
某辐照站从事花卉育种工作，截止目前已停用40余年，几经变更业主，放射源核素、活度等均无资料可查。根据当地环保部门要求，我们对其未知的源核素进行了鉴定，对源的现状活度进行了估算，并将源从水井中安全转移到按估算活度设计制造的贮源铅罐中运送到城市放射性废物库贮存，对站内外污染物及场所进行了治理。整个过程对工作人员采取了严格的辐射防护措施。
1放射源核素鉴定和活度估算
1.1放射源核素鉴定
由于放射源在井水中贮存时间很长，源包壳可能锈蚀破损致核素泄露，所以我们采集井底泥土用HPGeγ谱仪进行了测量，发现60CO放射性核素比活度为3927Bq/kg，可见该辐照站使用的放射源是60CO，且已破损污染了井水。
1.2放射源现状活度估算
我们用潜水泵依次抽取井水处在3个不同水位高度，用6150AD-bγ剂量率仪（德国AUTOMESS公司产）测量水面γ辐射剂量率，再用公式[]计算得到目前井水中放射源60CO的活度。
式中：A-60CO源活度，Ci
H-有水屏蔽时水面γ辐射剂量当量率，Sv/h
R-水介质深度，m
f-不同介质照射量率与剂量当量率转换系数Sv/R，取9.5×10-3Sv/R
Γ-某核素照射量率常数，R.m2/（h.Ci），取1.32R.m2/（h.Ci）
α、β-由放射源γ能量和屏蔽介质种类决定的常数，取α=1.0343、β=0.0767
μ-不同能量的γ射线在水中线性衰减系数，取6.30m
经计算，目前井水中放射性核素60CO源的活度为1.11×1012Bq。
2放射源倒装和运输
2.1倒装前现场调查与准备
倒源人员在进入现场前，一是需清理井边卫生、放下水下作业灯、潜水泵和倒源长柄夹具；二是由专业测量人员携带仪器进入辐照室监测，判断是否能进入现场进行倒源工作；三是将4台监控摄像装置安装在井口四角，调整焦点对准钴包容器口和源架，并将数据线接引至室外监控装置；四是在井底放置一个直径30cm×40cm的铝盘准备接受放射源棒。
2.2吊装过程
用吊车将钴包从运输车上卸载到辐照室门口平整的水泥地面上，对钴包表面γ辐射剂量率进行监测并检查其密封情况；之后利用滚杠将钴包运输至贮源水井边, 通过滚杠将钴包运输至水井口上方安放的两根平行可承重的T型槽钢中心位置；取下钴包上的钢板封盖，将从辐照室顶部吊装孔垂下的吊车钢缆连接到钴包上起吊，缓慢放钴包沉至水池底部；再起吊出钴包中的铅塞和钴包中杯状简易花篮出钴包，放置在水井底部待用。吊装中，反转源架，使其源全部倒在井底铝盘内，再用长柄夹具将铝盘内的钴源棒逐一夹起放入杯状花篮内，再将装有钴源棒的简易花篮吊装入钴包内，并将铅塞起吊放入钴包铅塞孔后起吊钴包出水，在室内紧固螺栓后加上钢盖板，再按照钴包吊装运输方案相反的程序将钴包运输至室外放射源运输车上。
2.3放射源运输
由具有资质的单位对钴包外表面及距外表面1m处的任何位置进行γ辐射剂量率监测和钴包表面β污染水平监测，确定是否需要去污或增加外部屏蔽。在确保其满足文献[2]规定的运输要求后按照规定[2]运至城市放射性废物库暂存。
污染治理
3.1污染钢材和设备治理
对轻污染钢材和设备治理方法采用钢刷擦刷去掉其表面松散污染物，再用高压龙头水冲洗，实践证明一般可使95％以上的表面污染物得到去除。
对污染较重的钢材和设备，采用拆卸成零星部件后首先放到预先制作好的大容器槽内用超声波72h不间断连续处理。处理时定时调节超声装置的功率至所需要的声能密度，再用高压龙头水冲洗干净后放入预先制作好的加有NaOH碱液的槽中浸泡7d168h后用高压水龙头水对设备部件冲洗干净。实践证明95％以上的表面污染物会得到去除。
3.2废水治理
将贮源井水抽入澄清槽沉降4h以上，在上清液中加石灰调节pH值和加絮凝剂使其沉淀，再经砂滤处理的方法使废水放射性达标排放。即废水→自然澄清→加石灰调pH≈10澄清→加絮凝剂Al(OH)3等澄清→砂滤→澄清水达标排放。实践证明由处理的污水中60Co未检出，达到了治理效果。辐照室所在地附近井水中未检出60Co，也说明污染的井水对外界水环境未造成影响。
另外，若处理后的废水经监测仍未能达到排放标标，我们将其流入预先制作好的防渗漏天然蒸发池进行自然蒸发，使其污水蒸发消失，池内剩余残碴和底泥经包装后送城市放射性废物库贮存。
3.3辐照室治理
将辐照室贮源井底层、井壁及辐照室内墙壁、天花板、地面边监测边凿除约0.5-1cm厚度后监测其表面β＜4Bq/cm2，γ辐射剂量率为237nGy/h，与当地建筑物室内水平相当[4]。
3.4污染土壤治理
辐照室出水口处土壤受到了污染，我们采取边监测边铲除污染土壤表层的治理方法，使其土壤中60Co直至未检出，将铲除的污染土壤送当地铀矿山废弃矿硐内封存。
4 退役过程辐射防护
4.1放射源倒装的辐射防护控制限制
整个退役过程工作人员个人有效剂量按2 mSv控制[3]。其中放射源倒装过程工作人员辐射防护控制限值按照倒装操作人员位置的γ辐射剂量率不得超过6 mSv/h，每个倒源操作人员的工作时间不得超过18 min，倒装操作人员总受照剂量不得超过2 mSv的3个指标进行现场控制和调度指挥，哪个指标超标，工作人员都必须执行撤离行动。
整个退役过程工作人员个人有效剂量按2mSv控制[3]。
4.2工作现场实行分区管理
现场实行分区管理，各房间设分区标志，放射工作在指定场所区域进行，避免扩散。
4.3工作人员培训
对工作人员进行辐射安全培训，告知辐射危害、污染水平、防护办法、实施方案等。
4.4辐射安全与防护用品
配备灭火器、沙袋等消防设施以及辐射监测仪器、铅手套、铅眼睛、铅防护服等，工作人员佩戴热释光个人剂量计。
4.5现场设置卫生通过间
按入口→脱家常衣服→穿现场工作服→工作场所；以及工作场所→脱现场工作服→淋浴→剂量测量（全身污染测量）→穿家常衣服→出现场。
4.6现场设置醒目的电离辐射警示标志
为了警示无关人员不得入内，在工作现场设立文献[3]规定标志，以及警示语言。
4.7对工作服和治理工具监测去污
每天工作结束后，工作人员要对所穿的工作服和使用过的工具进行去污处理，包括洗涤工作服和工具擦洗，防止污染扩散。
4.8工作中的外照射防护
根据外照射防护的基本原则，做好时间、距离、屏蔽防护。工作前做好培训，以便提高倒源和治理过程工作熟练程度，从而缩短接触放射性物质时间，减少工作人员累积剂量；污染设备治理中的放射性监测采用长臂小探头γ剂量率仪和表面α、β污染测量仪测量，以便远离污染物质操作；工作中穿戴个人防护用品、配带个人剂量计。对于钴包吊装时脱落、运输中钴包倾倒、车辆故障、源泄露做好辐射防护制度管理（含应急预案）。
4.9工作中的内照射防护
根据内照射防护的基本原则，划分防护管理区域，做好避免污染物扩散的措施；合理设置天然蒸发池位置；所有使用的工具要保洁去污；工作时做好个人防护，离开工作场所更衣洗澡；不在工作场所饮水、吸烟、吃食物；做好工作场所空气污染监测和γ辐射剂量率、表面β污染监测等。
5、讨论
5.1关于治理效果
（1）钢材和设备治理效果：本方法的γ辐射剂量率去除率为74.8℅，表面β污染去除率为89.9℅，基本达到了治理效果，且方法相对比较简单、操作方便。
（2）贮源井治理效果：本方法的总β浓度由退役前21.3 Bq/L降低到7.1Bq/L,满足10Bq/L排放标准[3]要求。
（2）辐照室治理效果：β表面污染由退役前的0.79-5.80 Bq/cm2降低到未检出-0.24 Bq/cm2，满足4 Bq/cm2的限值标准[3] ；γ辐射剂量率由退役前的599.1-955.7 nGy/h降低到224.1nGy/h，处于当地文献[4]报道值范围之内。
（3）辐照室外污染土壤治理效果：辐照室排水口附近土壤60Co比活度退役前为3533Bq/kg，治理过程中采取边监测边铲除表层土直到60Co为未检出为止。
5.2关于监测结果可靠性
（1）干扰问题的解决：测量未经清洗去污的钢材和设备时，在γ辐射剂量率较高情况下直接用仪器测量表面β污染会因γ射线干扰给测量结果带来很大误差，所以我们采用擦拭法将高污染部位的污染物经滤纸擦干净后用表面α、β测量仪器直接测量滤纸表面的β污染，再求算设备或钢材表面的污染水平。
（2）监测点位数量代表性问题：我们根据设备大小，再经多次试验，有代表性的选取10、15、20、25、30个点位测量，它们间测量相对偏差小于±10%，故我们认为选10个以上点位可满足测量代表性要求。
（3）钢管和设备内腔测量问题：我们用半径1-2cm的小探头插入钢材和设备内腔测量，同时随机抽取一些钢管并剖开摊成一排测量，其测量结果相对偏差在±20%以内，解决了难以去污的内腔监测问题，取得了满意的效果，多次实践证明，其监测方法可靠。
5.3关于辐射防护可行性
（1）剂量约束值的考虑
根据文献[3],为确保工作人员年有效剂量不超过20mSv限值，对此次的短时间单项实践活动剂量约束值我们取2mSv是比较合理的。经对整个退役过程工作人员个人有效剂量监测，个人剂量为0.05-1.96mSv，满足预先设定的工作人员2mSv的限值控制。内外照射途径对工作人员的剂量贡献值可以接受。
（2）工作过程中辐射防护
倒源操作和治理过程存在内外照射途径对工作人员的影响。因此，制定详细操作制度和应急预案，包括倒源操作的时间限制、操作位置γ辐射剂量率水平限制、退役过程剂量约束值限制，以及水井倒源过程中有可能出现的源棒在花篮架上卡住未能正常倒出、钴包吊装时脱落、运输中钴包倾倒、车辆故障、源泄露等现象采取的安全防护措施。
（3）天然蒸发池的考虑
建设天然蒸发池的目的是为了将未完全处理干净的污水抽入辐照室附近建设的防渗漏的天然蒸发池，依靠太阳热使其污水自然蒸发干。天然蒸发池设有护栏和遮挡雨水的顶棚及警示防止人员靠近的标志，以避免公众靠近受到因吸入含放射性蒸汽产生的内照射影响。井水蒸发完后我们对其蒸发池附近的土壤取样进行了检测，60Co未检出，说明天然蒸发池对环境影响很小。
致谢：本工作得到张林伟、周云、陈锐，孙功明、温会乐等同志热忱帮助，在此谨表谢意。
参考文献：
[1] 陈万金,等.辐射及其安全防护技术[M].北京：化学工业出版社，2005.
[2]GB11806-2004,放射性物质安全运输规程[S].
[3]GB18871-2002,电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].
[4]谈根洪,等.广东省环境天然贯穿辐射水平调查.辐射防护.1991，11（1）：
论文作者:林健,高怡乐
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/23
标签：剂量论文; 放射源论文; 防护论文; 核素论文; 测量论文; 水井论文; 工作论文; 《防护工程》2018年第12期论文;