随着放射源密度计在化工企业越来越广泛的使用, 放射防护如何实现实践正当化、防护最优化越来越成为重要的课题, 笔者介绍靖江市某化工企业密度计放射源使用工艺改进达到较好防护效果的情况, 供各企业使用中参考。

1 密度检测工艺改进情况

靖江市某化工企业在苯酚加液氯生成氯酚工艺流程中需要进行密度测定, 从某研究院测控所购买HZ-5303A型工业密度计, 放射源核素是铯-137, 活度为75.92×10⁸ Bq(16 mCi)。初次安装时为内装拉杆移动式, 密封源安置在反应釜上, 用时, 手工伸放放射源进入反应釜, 不用时, 手工提拉收回铅密封罐, 。探测仪器放置在反应釜外, 安装位置在车间中央人行道附近。经过监测发现剂量率较大且随着位点不同波动范围非常大, 试运行中出现由于液氯腐蚀出现放射源被卡住无法收回密封铅罐现象, 不能正常使用。为此, 经过研究调整密度检测方案, 密封源被固定安装在反应釜输出管道一边, 探测器安装反应釜输出管道另一边, 连接的显示仪表离放射源有2.5 m外, 反应釜各操作岗位也分别离放射源1~2.5 m左右。密度计通过放射源投照射线, 探测器(碘化钠)接受光子、再通过光电倍增、仪表显示。γ射线出线口固定对准墙壁偏角。

2 检测仪器与方法 2.1 检测仪器

上海电子仪器厂生产, 山峰牌FD-3031A智能化γ辐射仪(仪器经过江苏省计量论证)。

2.2 检测方法

密度检测工艺改进前, 对移动拉杆式密封源在关闭和工作时(密封源提拉与密度检测)分别对源表面、管口周围、离源0.5m、离源1 m、离源2 m、反应釜观察窗、仪表区、车间走廊、车间大门、车间周围进行检测, 改进后再分别在外装固定式密封源处于关闭和开启时的状态对以上各位点进行检测, 以了解铅密封罐屏蔽状况和周围辐射量分布。评价依据:GBZ135-2002《密封γ放射源容器卫生防护标准》和GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》。

3 检测结果 4 讨论 4.1 外装固定式密封源防护效果明显优于拉杆移动式密封源

(1) 关闭时(不进行密度测定时), 虽然内装拉杆移动式密封源和固定外装式密封源表面防护效果没有明显差异, 但是由于拉杆移动式安装在反应釜上, 源表面及管头有3.75~6.88 μSv·h^-1, 作业人员在加料与观察反应釜时由于离源很近同样会受到照射, 而外装固定式密封源由于离放射源1 m以上仅受到0.15~0.31 μSv·h ^-1剂量率照射。

(2) 在进行密度测定时, 拉杆式密度计放射源外面仅包裹钛合金护管就放置在反应釜中。从表中可以看到, 作业人员在反应釜旁加料、查看仪表等工作时, 随着工作位点的不同, 受到11.06~27.85μSv·h^-1照射, 平均达15.59 μSv·h^-1, 以每天工作接触8 h, 以每周40 h、每年50周计算作业人员每年吸收31 mSv射线剂量。同时伸放放射源和提拉收回防护铅罐靠近密封源时, 剂量率会增大5~10倍, 最高达78.32 μSv·h^-1, 存在大剂量潜在照射的可能。另外车间走廊、车间大门受到不同程度照射。如不进行防护, 易引起放射工作人员和公众受到超剂量照射。而外装式密封源设计远好于内装式密封源。反应釜观察窗、仪表区作业人员不受到有用线束直接照射, 并且离源1 m以上, 剂量率为0.12~0.37 μSv·h^-1, 就是以最高剂量率0.37 μSv·h^-1估算, 作业人员每年吸收740 μSv, 另外开关放射源时, 操作容易, 接受放射源表面照射最高是6.82 μSv·h^-1。无论关闭和开启放射源时, 车间走廊、车间大门、车间周围辐射剂量率都接近本底。对车间其他工作人员无明显影响。所以从吸收剂量角度看外装式密封源明显优于内装拉杆式放射源。

4.2 二次放射防护分析

内装拉杆移动式密封源由于仅在放射源外面包裹钛合金护管就直接放在反应釜中, 整个反应釜直径为1.2 m高3.5 m, 上下装有多根管道及各种仪表, 体积较大, 表面形状复杂, 防护材料花费大, 屏蔽效果难以保证; 而外装固定式密封源由于核源一直固定在铅罐中, 一般不需要另行防护。

4.3 安全事故风险及事故应急处理

内装拉杆移动式密封源在安装调试后不久, 附件由于高浓度液氯腐蚀生锈卡住, 放射源无法收回铅罐中, 车间只能停止生产。由于内装拉杆移动式放射源仅有部分部件套在钛合金护管中, 如果长期在腐蚀液中, 源易于裸露、缺损、脱落, 造成放射性事故, 事故风险系数相对较大。一旦泄漏发生时, 由于反应釜范围较大, 处理困难, 屏蔽保护很难。外装式密封源只存在关闭与开启, 一般不会发生碰撞, 也不会发生泄漏。如果发生时, 也易于紧急控制, 放射源为一个点源, 仅需要少量铅板包裹就行。

5 小结

我们在不影响企业整体化工生产工艺流程情况下, 通过调整密度计检测方案, 使放射源无论在关闭与工作开启时, 放射作业人员受照剂量大幅度减少, 且杜绝了潜在照射事故的可能, 完全达到放射防护最优化的要求。