在进行核医学检验、放射治疗等开放型核素应用时, 不可避免地会发生放射性物质的洒落和残留, 产生表面放射性污染^[1]。若不及时清除, 还可污染皮肤、空气、食物等。现有的放射性污染清除方法都需要用水, 并且在消除过程中产生废水, 造成二次污染。涂膜剥离除污法是将液态成膜剂涂布在受污染表面, 待干燥后将薄膜剥离, 表面污染物也随之被清除^[2]。为给医院等一般核素应用环境提供简单有效的除污方法, 而研究了一种水溶性成膜剂, 并对其清除表面放射性污染的效果进行了评价。

1 材料与方法 1.1 仪器

FJ -2207型α、β表面污染测量仪(二六二厂生产), SJ-8900碘表面污染测量仪(三佳公司生产)。

1.2 材料

PEB树脂、络合剂、助溶剂、增塑剂等均为市售产品, ¹³¹I、³²P为原子能科学研究院生产, 各种实验表面材料为市售或自制。

1.3 实验方法 1.3.1 成膜剂制备方法

将PEB树脂在搅拌条件下, 溶于水醇溶剂中, 加入络合剂、助溶剂等。将成膜剂涂布于材料表面, 根据成膜特性试验, 选取树脂及络合剂含量, 使其粘稠度、吸附性能、干燥时间、可剥性能符合设计要求。厚度在0.2 ~ 0.5 mm的薄膜, 干燥时间为4 ~ 5 h, 剥离性能良好。

1.3.2 去污效果评价方法

在15 cm×15 cm的材料表面布洒稀释的放射性¹³¹I或³²P溶液, 待干燥后, 用α、β表面污染测量仪或碘污染测理仪测量材料表面污染活度, 扣除材料本底计数后记录为A_o, 控制污染量使其强度在10⁴ ~ 10⁵ cpm。在材料表面均匀涂布成膜剂, 干燥4 ~ 5 h后成为可剥性薄膜, 剥离除去, 仪器测量表面残留放射性活度, 扣除本底记录为A_t。清除膜的去污效率(E)计算:

1.3.3 防污效果评价方法

在材料表面均匀涂布成膜剂, 待干燥成膜后, 于表面布洒放射性溶液, 放置过夜干燥, 用仪器测量表面污染活度A_o; 将薄膜剥离除去后, 再测量材料表面残留放射性活度A_t, 以A_t表示防污效果。

2 结果 2.1 成膜剂用量对去污效率的影响

在15 cm×15 cm的材料表面布洒放射性溶液, 按1.3.2方法观察不同成膜剂用量时的去污效率, 结果见图 1。由图 1可知在15 cm ×15 cm面积内适宜的成膜剂用量为12 ml。

2.2 薄膜剥离时间对去污效率的影响

在15 cm×15 cm材料表面布洒放射性溶液, 干燥后, 均匀涂布12 ml成膜剂, 观察不同剥离时间的去污效率, 结果见图 2。在涂膜达到干燥可剥离以后, 其去污率不随剥离时间的延长而变化。

2.3 去污效果评价

清除膜对在瓷砖、玻璃、橡皮、塑料板等代表性材料表面对¹³¹I、³²P核素的去污效果列于表 1。从E值的标准偏差可知:去污效果具有较好的重复性。

2.4 防污效果评价

放射性污染清除膜用于不同材料的放射性防污的评价结果列于表 2。由表 2可知:清除膜在不同材料表面对两种核素均具有良好的防污性能。

3 讨论

(1) 由效果评价可知, 放射性污染清除膜可有效清除或预防表面污染, 其去污效率与材料表面的质地及光洁度有关。在以瓷砖、玻璃为代表的硬质光滑表面对¹³¹I、³²P放射性污染的去污率均较高, 优于国外相关报道^{[3, 4]}。而对质地较弱的材料, 可能由于溶液的渗透作用, 其清除效率稍低。³²P是临床治疗常用核素, 易于附着于物体表面并难以去除。本次实验显示除污膜对³²P的清除率低于¹³¹I, 但其防污作用在不同表面对不同核素均具有较好的效果。因此可以根据物体表面的情况及核素的种类形态选择利用清除膜的除污和防污功能。

(2) 分析该方法的除污原理主要有三个方面: ①成膜剂中加入了络合剂, 离子态的放射性污染物质在与成膜剂接触时发生化学结合, 并随干燥涂膜去除; ②对于固态污染物来说, 液态的成膜剂能够渗透到松散的粒子之间, 将粒状物质包住, 固定于膜上; ③涂膜的吸附作用使牢固沾染在表面的放射性物质脱离表面。其防污作用主要是形成的薄膜阻断了污染物与物体表面的接触, 并有效防止液态物质的渗透。其吸附作用使污染物固定于膜上不再扩散污染周围环境。

(3) 本方法的优点是:不用水, 不会产生放射性废液; 所产生的固体废物量少, 后处理简单; 去污效率高, 尤其是其良好的防污作用是其他方法所不能比拟的。它适宜于多种复杂物体如设备仪表、阀门和开关等表面^[5]。国外主要用于核电站、核事故等污染量大的环境, 高分子材料用量大, 使用有机助剂如甲苯等污染环境^[6]。本研究制备的成膜剂高分子含量低, 不含对人体有害的有机溶剂, 适宜于喷涂或涂刷, 可用于医院等放射性核素应用场所的防污与去污。