一、辐照装置概述
1.定义
大型辐照装置是指利用放射性同位素放射出的射线,对物质进行辐照加工的装置。工业和科研用的大型辐照装置大多采用60Co做辐射源,它辐射出的射线主要是γ射线,因而也成为γ辐照装置。
大型γ辐照装置的装源量比较大,其放射性活度从1012Bq量级至1016Bq量级都有,如果防护不到位就可能导致工作人员和公众受到大剂量的射线照射,出现急性外照射损伤,在短时间内酿成重大伤亡事故。因此,γ辐照装置的辐射防护必须予以重视。
2.组成
γ辐照装置主要由:
(1)密封放射源(60Co、137Cs等);
(2)放射源的操作系统(源架、源升降机、长柄工具);
(3)剂量监测系统(辐射安全监测、个人剂量监测、环境剂量监测、吸收剂量监测);
(4)辐照室(屏蔽体、迷道、干法贮源室、湿法贮源水池、维修用副井或容器);
(5)辐照物传输系统;
(6)水处理系统;
(7)通风系统;
(8)安全联锁系统;
(9)控制系统等。
3.分类
大型辐照装置可以分为4类:
(1)固定源室湿法贮源γ辐照装置;
(2)固定源室干法贮源γ辐照装置;
(3)自屏蔽式辐照装置;
(4)水下辐照装置。
4.用途
γ辐照装置在工业、农业、医疗卫生、环保等许多领域得到广泛应用,其主要用于:
(1)医疗用品和农副产品的消毒灭菌;
(2)高分子材料的化学合成与改性;
(3)食品的保鲜贮藏;
(4)培育优良农作物品种;
(5)工业“三废”处理等。
二、辐射防护基本要求
1.γ辐照装置的安全原则:纵深防御;
2.防护设计应遵守:冗余性、多元性和独立性;
3.γ辐照装置的辐射防护准则:辐射实践的正当性、辐射防护的最优化和个人剂量限制。
三、防护设计要求
1.布局要求
较强辐照源的辐照装置(1015Bq量级),一般必须隔离在一个单独的建筑物内;中、低强度辐照源的辐照装置(1012Bq量级),可设在一般建筑物(实验、教学、办公等无人长期居住的建筑物内)一端的底层或地下室,但与非辐照工作场所要隔离开,并有单独的人员入口。
2.设计要求
辐照工作场所的安全设计,应按预定的辐射源活度进行屏蔽防护设计和计算。按最大辐射源容量计算,在设计防护屏蔽厚度时,必须给予两倍以上的安全系数。
(1)辐照室
辐照室一般为圆形或方形,内设有辐照装置,是辐照工作的中心场所。一般采用迷宫作为进出通道,一般迷宫越窄,折射次数越多,减弱效果越好。
中小型农用辐照室也可以采用地下形式的辐照室。常见辐照室示意图如下图所示。
(2)贮源室
一般工业和科研用辐照装置的照射室中央设一水池,利用水吸收射线较好的特点,把辐射源放在水池中,用以贮存或装配辐射源,称为湿法贮源水池。不会溶解的固体放射源和密封的其他放射源都可以用水池存放。水池的水深要根据辐射源活度的大小而定,一般水深在3~5米以上即能满足中等活度辐射源的要求。
在辐射室内设置干式贮源井或贮源容器,放射源在非照射状态时应贮存在井下或容器内称为干法贮源室。
(3)辐射源的要求
辐照源是辐照装置的核心,源体装置通常设计为圆筒状与板状两种,活度小些的源也可用棒状,源体装置有一定的余地以便增补新源。源体吸收辐射能量可导致本身甚至附近被照样品的温度升高,必要时应考虑冷却措施。工农业和科研用的γ辐射源平时置于井下贮存,使用时提升到地面以裸源的方式进行辐照。
辐照室顶中心和迷宫墙上各有一组导向滑轮,升降辐射源的钢丝绳经迷宫顶部通向操作室,以控制辐射源升降。辐射源必须定位准确,所处位置可以从刻度盘上读出。
操作室内设操纵台,用于操纵辐照室照明、通风、机械升降辐射源等。
(4)安全设施
辐照装置应设置下列安全设施:
①钥匙控制:源升降装置、辐照人员通道门和货物通道门必须由一把独立多用途钥匙多个串在一起的钥匙控制,如从控制台上取出钥匙,放射源则自动降到安全位置。
②辐照室门口醒目的地点设灯光音响信号装置;
③在辐照室内应设置无人检查按钮,并与控制台联锁;
④在辐照室内设紧急降源和开门按钮;
⑤控制台上应安装急停按钮,可在任何时刻终止辐照装置的运行并将放射源降至安全位置;
⑥放射源升降机构应与出入口门、光电、固定式辐射监测仪等联锁;
⑦设置停电自动降源系统;
⑧设贮源池水位监测报警与补给水系统;
⑨辐照室应设置通风系统,并与控制系统联锁;
⑩辐照室应设置烟雾报警装置。
四、安全监督管理
1.管理制度
(1)辐照室、操作室严格执行工作人员出入制度;
(2)辐射源的升降电源开关应加锁管理;
(3)制定辐射事故应急预案;
(4)辐射源安装与拆卸应提前向环保部门申请备案。
2.设备管理
(1)安全设施要进行定期检查;
(2)机械传动系统要经常检查并定期上油;
(3)要经常检查放射源的情况,如辐照源在照射和贮存时的位置是否正确;
(4)贮存水池的水应定期更换,并测定水中放射性活度;
(5)辐照室和操作室内工作人员经常工作和停留的地点,应安置辐射监测仪,以连续监测这些地点的辐射情况。
3.安全操作规程
(1)辐照前,工作人员要认真检查辐照室内的情况和安全设施状况;
(2)在提升辐射源前,操作人员要发出一定时间的声、光信号;
(3)辐照完毕,工作人员进入辐照室前,应先使源停止工作,放入井中或屏蔽容器以后,打开排放系统,通风10~20分钟以后,才开进入。
(4)工作人员进入辐照室时,要观察辐射源位置指示。
4.γ辐照装置的运行
(1)辐照装置建成后,必须验收合格,取得辐射安全许可证,方可运行;
(2)运行人员培训合格后才开上岗;
(3)建立放射源管理档案;
(4)编制事故处理应急响应计划;
(5)制定维修和检查计划;
(6)编制运行日记;
(7)建立强有力的日常监督和管理体制。