近年来国际上接二连三地发生了二噁英、"疯牛病"、禽流感等污染农产品、食品而引发的人畜疾病事件, 不但造成了十分可观的经济损失, 而且已发展成为影响社会稳定的大问题。应用电离辐射杀灭农产品和食品中微生物的方法已被许多国家所接受。我国著名核农学家、中科院院士陈子元教授2001年在接受"食品报"记者采访时曾就目前农产品、食品的卫生质量问题指出"二十一世纪的食品安全呼唤辐照技术"。

钴-60辐照加工技术在我国已得到了蓬勃发展, 目前全国有辐照装置150余座, 仅江苏省1.85 ×10¹⁶Bq(50万Ci)级以上的大型辐照装置就达10座以上。如此众多的辐照装置一方面给人们带来了绿色健康的食品, 但同时也存在着一定的事故隐患。防患于未然, 为了杜绝放射性事故的发生、以保障辐照加工事业的健康发展, 笔者对γ射线辐照加工装置中潜在的事故隐患进行了风险评价, 并逐一提出了预防措施及应急对策。

1 钴-60辐照的风险及风险评价^[1~3]

风险是指生命与财产损失或损伤的可能性, 风险评价是对生命与财产损失或损伤的可能性或不利事件或不希望事件发生的可能性进行评价, 可用如下公式表示:

式中:P(x)是不利事件或不希望事件x发生的概率, C(x)代表事故造成的环境或健康后果。

钴-60辐照加工装置由辐照室、钴-60放射源、源井、屏蔽墙、源提升装置、以及货物传送机构等组成。工作时钴源从源井中升起至工作位, 对辐照对象进行处理, 当工作结束或工作人员需要进入辐照室内时, 钴源退回水井贮源位。混凝土屏蔽墙和水井的水层对钴源放出的γ射线均能起到良好的屏蔽作用。

结合辐照加工行业多年来的实践, 并参考有关文献报道, 钴-60辐照加工装置在安全运行方面主要存在以下六种风险。

1.1 人员误入辐照室造成的辐射事故

这种情况主要是指当放射源处于工作位或未退回贮源位时, 人员误入辐照室内接受了γ射线的急性外照射, 其危险程度随装源活度的增加而加大, 辐照加工行业历年来发生的放射性事故, 十有八九与此有关。一旦发生上述情况, 不仅会给工作人员的生命带来威胁、产生重大的经济损失, 更严重的是会造成极坏的社会影响, 这是最不希望发生的事件。

1.2 贮源水井的水位过低, 导致工作人员接受的辐照剂量过高

钴-60辐照加工装置大都采用水井作为放射源的贮存场所, 利用水井的水层屏蔽γ射线, 以保证工作人员进入辐照室时的安全。水分的蒸发或水井的细微渗漏都会造成水井水位的下降, 使水层对γ射线的屏蔽能力减弱, 从而使工作人员接受的辐照剂量增高。

1.3 源的包壳破损后对贮源井水的污染

目前钴-60放射源都采用双层包壳密封结构, 但由于放射源在生产过程中的瑕疵或放射源的使用年代较久, 因源包壳破损污染贮源水井的危险性依然存在。放射源使用年代愈久, 出现的可能性就愈大。

1.4 卡源造成钴源无法落井等风险事故

由于工作的需要, 放射源常需在水井的贮源位与工作位之间进行往返运动。这种运动通常是由提升装置来完成的, 当传动和限位装置的任何一个部件失灵时均会使造成钴源超程运行、卡源和钴源无法退回贮源位的事故。

1.5 倒、装源过程中的一些潜在风险

放射源的更新是辐照加工装置经常需要进行的工作。购买的钴源常置放在由铅或贫化铀制成的防护罐中, 由于防护罐质量较大(约4~5t), 在移动时易造成钢缆断裂、包装罐跌落等事故, 轻则会对工作人员形成机械伤害, 重则有可能破坏防护罐和损伤贮源井底。

1.6 氢气爆炸的事故风险

γ射线与物质的作用是一种能量传递的过程, 纯水每吸收100eV的辐射能量, 可产生0.45个氢分子。辐照室工作时, 由于经常通风, 所以氢气的浓度很低, 不会有爆炸事故发生。但当钴源长期置于水井中, 在辐照室密闭情况下, 氢气浓度有可能达到爆炸下限4%(体积比)。

2 防范措施及应急对策 2.1 人员误入辐照室事故的防范及应急对策

为了切实预防人员误入辐照室, 杜绝放射事故的发生, 辐照加工装置在安全防护上应体现多道屏障、纵深防护的原则。具体做法是:①断电自动降源:当辐照中心遇到突然停电, 源架应能够靠自身重量自动下降至池底安全位置; ②联锁自动降源:在辐照过程中, 控制系统只要接到需紧急降源的联锁信号(如有人误入辐照室、输送链系统故障等)源架应能快速下降至池底安全位置, 防止发生误照射; ③事故报警系统的设立:辐照中心应建立完备的事故报警系统, 做到发生任何事故(如:输送机发生故障或应急停车、人员误入辐照室、贮源水井水位降到安全水位以下等)都能及时发出报警信号; ④配备固定式射线检测仪表, 并且与操纵系统联锁, 同时工作人员进入辐照室时应随身携带个人剂量报警仪或γ剂量率仪。⑤值得一提的是, 关键部位的联锁装置应当由两套以上、并且相互独立的系统来完成, 这样万一其中一套失灵, 另一套可以发挥作用。

2.2 贮源水井的水位过低, 导致水面的γ剂量当量率过高的事故防范

为了避免出现这类问题, 应设置贮源水井水位监测与报警系统, 对贮源水井内的水位进行连续监测与报警, 确保贮源水井内的水位在安全位置以上。

2.3 源的包壳破损后污染贮源井水事故的防范

在安装钴源前, 应对新装源进行浸泡试验, 以确定放射源包壳的密封程度, 进行浸泡的清水应在40~50℃左右。使用过程中如果发生源棒破损污染井水, 则应采用专门设置的离子交换柱对受污井水进行处理, 吸附其中的放射性物质, 处理合格的水经环保、卫生等部门检测后继续循环使用, 吸附有放射性物质的离子交换柱送交城市放射性废物库贮存。应该定期对井水进行检测, 当放射源使用期限较长时, 有必要增加测量的频次。另外钴源容器在运入辐照室贮源水池内之前, 需对容器外表进行剂量检查和清洗。

2.4 钴源无法落井、卡源等风险事故及应对方法

针对卡源、钴源无法落井等潜在风险, ①设置源架的导向装置; ②设置源架防护罩和防撞围栏, 以防止辐照物品冲撞卡住源架; ③增加强迫降源装置, 由手动放下重锤打击源架上的脱钩器, 使源架脱钩落入井中; ④设牵引钢丝绳松脱报警器, 一旦源被卡住降不下去, 钢丝绳将变松, 报警器马上就会发出报警并停止马达转动; ⑤设置源升降机械限位保险措施, 一旦升降源过程中源到位传感器失灵, 这些机械将起到强制定位作用, 防止造成事故。

2.5 倒、装源过程中的潜在风险及应对方法

钴源的运输时应严格按照GB11806-1989《放射性物质安全运输规定》进行。倒、装源过程中, 一定要事先周密制订计划, 规范操作过程, 倒、装源人员一定要系安全带, 对提升钴源防护罐的机械设备需严格检查并确保安全。在整个放射源的下卸、倒装过程中, 一定要有合格的剂量监督人员在现场进行严格的防护和安全监督。

2.6 氢气爆炸事故风险

如果辐照室长期停止运行, 氢气浓度达到爆炸浓度需要10d左右的时间, 应每周至少通风0.5h。加强通风是避免氢气爆炸事故行之有效的方法。

硬件是预防事故发生的重要物质基础, 除此之外还离不开软件的建设, 那就是对工作人员的定期培训, 提高他们对射线的防护意识; 严格的规章制度; 设备的定期检修, 当设备出现事故的苗头时应及时检修, 严禁设备带病运行; 上级主管部门长期的督促检查等。软、硬件相辅相成, 这样就可以将辐照加工装置中的事故隐患降至最低水平, 辐照加工行业的正反经验都证实了这一点。