γ辐照装置因其装源活度大(一般为10¹⁵~10¹⁶Bq), 辐照室内空间剂量率很高, 特别是目前大都采用非自动传输辐照装置, 操作人员进入辐照室的频度大, 如果管理不善, 规章制度不健全, 装置的安全联锁控制系统可靠性差, 发生人员误入受照辐射事故的概率就相对要高, 为防止人员误入受照, 辐照室迷路入口处的辐射安全联锁控制系统就显得尤为重要。笔者通过对γ辐照装置潜在照射危险分析, 为γ辐照装置的设计、防护评价提出对潜在照射的预防措施, 以防止或减少γ辐照装置放射事故的发生。

γ辐射是民用核能高新技术, 作为一种特殊的加工手段, 已广泛用于食品保鲜、医疗用品及畜牧产品灭菌消毒、辐射化学研究、材料改性、出口产品检疫和新产品开发等领域, 是一种高效、节能、无污染、机械自动化程度高、加工技术操作简便快捷的加工方式, 其诸多优点是其他加工手段无可比拟的。但从国内外γ辐照装置运行以来出现人员误人受照的放射事故来看, 其潜在照射的危险已引起人们的极大关注和重视。

1 γ辐射装置应用概况

据初步统计我国现有γ辐射装置160座, 四川省现有γ辐照装置8座, 设计装源活度为3.7×l0¹⁵Bq~7.4×10¹⁶Bq(10万~200万Ci), 实际装源活度为2.22×10¹⁵Bq~1.11×10¹⁶Bq(6万~30万Ci), 其中20世纪80年代建造的4座, 90年代及90年代以后建造的4座, 均为水池储源式γ辐照装置。在8座装置中, 有两座设置为自动传输辐照装置, 其余均为非自动传输辐照装置。

2 γ射装詈构成及结照类型

γ辐照装置由密封放射源及其配套设备构成, 其中实用最多的是水池储源式装置。该型装置由密封放射源(常用⁶⁰Co密封源), 控制系统、通风系统、储水池和辐照室组成。放射源平时储存在水池井底安全位置, 由具有一定深度的水将源的γ射线完全屏蔽。当源处于安全储存位时, 人员可进入辐照室内。当放射源从井底被提升至水井台面暴露于辐照室内时, 放射源处于工作状态, 进人辐照室的通道通过安全联锁控制, 不准任何人员进入。

γ辐照装置的辐照类型分为人工辐照和自动传输系统辐照, 当采用人工传输辐照装置时, 对照射前和照射后物品的搬运进出辐照室及照射过程中为使被照物品吸收的剂量均匀而对物品进行翻动的整个过程均由人工来完成。而采用自动传输系统辐照时, 人员仅在辐照室外装卸被照物品, 勿需进人辐照室操作。

在我国γ辐照装置中, 设计为自动传输系统辐照的装置为数不多。即使设计有自动传输系统辐照的装置, 也因被照物品的批量少而弃之未用, 仍然广泛采用人工传输辐照装置。

3 γ辐照装置潜在照射危险

γ辐照装置装源活度一般为10¹⁵~10¹⁶Bq, 由于其装源活度大, 且辐照室内空间剂量率高, 而目前γ辐照装置大都采用非自动传输辐照装置, 操作人员进人辐照室的频度大, 在此情况下, 如果管理不善, 规章制度不健全, 尤其是装置的安全联锁控制系统可靠性差, 发生人员误人受照辐射事故的概率就相对要高, 为防止人员误入受照, 辐照室迷路入口处的辐射安全联锁控制系统就显得尤为重要。辐射安全联锁控制系统是辐照装置安全防护中最重要的组成部分, 其作用是确保辐照的安全生产, 保障操作人员的人身安全, 有效地防止个别情况下运行人员与外部人员在违反操作规程或管理制度时, 在不安全的情况下误入辐照室。

从国内外γ辐照装置运行以来曾发生的放射事故原因分析, γ辐照装置主要存在以下潜在照射:

3.1 源位的真实性、可靠性差

源在水井底部时, 与其储源位真实接触的部件所传出的降源到位信号是最可靠的真实信号, 但有的辐照装置源下降到井底储存位与否是取自模拟信号, 即按源下降到井底所需的时间或源下降到井底所放钢丝绳的长度来确定源是否降到位。这样, 在降源过程中, 如货箱或被照物品放置距源架过近, 就可能出现源被卡、挂而不能继续下降的事故, 若降源钢丝绳继续松动, 直至相应源降至井底的长度时, 会产生由限位器误发出降源到位的信号。该错误信号操作人员无法识别, 容易造成人员误入受照。

3.2 降源到位的限位器件故障或制停阀失灵

在源降到位后, 电动机不停转动, 使源传动钢丝绳沿与升源相反的方向绕在轴上, 源架受到拖动力而升起, 这样便会导致对源的位置错误判断而造成误照事故。

3.3 入口门及通道-源联锁装置失灵

入口门及通道-源联锁装置至关重要, 其作用是有效地防止个别情况下运行人员与外部人员在违反操作规程或管理制度时, 在不安全的情况下误入辐照室。当源处于工作状态时, 门是不能开启的, 一旦开启, 源便自动降到安全储存位置, 但有的辐照装置门-源联锁装置设备陈旧简陋单一, 仅设有关门后的升源设置, 在源处于照射状态下意外开门时无降源设置。有的入口门及通道-源联锁装置设置较好, 但平时缺乏维护、检查保养, 对通道中易坏的光电联锁不检査, 不保养, 致使入口门及通道-源联锁装置失灵造成误入受照事故, 国内不乏此类事故。

3.4 源架、源保护架和货物传输系统缺陷

① 源架及配重不足, 使其通水性不好, 导致源架入水阻力增大速度慢, 乃至人员进入辐照室内时源尚未降到安全储存位。②对自动传输辐照装置使用的货箱吊具不可靠, 在传输中货箱跌落(尤其是当扭转力矩大时, 货箱自身调转180°)。如跌落的货箱或未关门露在吊具外的货物距源架过近, 将会与源架挂在一起, 使源被卡、挂不能下降。③源保护架不牢固或固定的方式及固定的基础不可靠, 使源保护架变形或位置变化导致源架被卡而不能下降。

3.5 放射源泄漏造成放射性污染

早期国产放射源采用单包壳或焊封质量欠佳, 造成放射源泄漏使储源井水被污染, 如果储源井未采取防水渗透措施, 则被放射污染的井水会通过地下渗透污染地下水源或环境。

4 预访措施 4.1 技术措施

从技术上进行改进, 设置与水井底部真实接触的部件所传出的降源到位信号的设备, 以保证源降到位的可靠性。设置配重平衡锤体, 并由其判断源的升降位置。用液压、气动系统控制源的升降, 同时使钢丝绳始终处于拉紧的状态, 并在钢丝绳旁的适宜位置设置松动报警控制开关。以防止由于钢丝绳松动产生错误信号。

对辐照室人员出入门的联锁应当具有"冗余性" "多元性" "独立性"。做到开门时则降源, 关门时才能升源。同时应满足各种人员安全的条件才能开门。同时在迷路外口一定区域范围内增设红外联锁。

货物通道门应做到货箱悬挂链停电或遇阻停动则降源; 只有货箱达到门口附近才自动开门; 设置门"防撞"联锁保护; 货物通道门应设有"静态""动态"两种工作状态, 静态时应有人员出入可适用的联锁。

固定式剂量仪应是与它联锁完全无关的独立系统。以保证在其他联锁万一失灵的情况下, 剂量联锁仍起作用。

为防止放射性泄漏、污染, 在辐照装置装入新源前, 应对放射源泄漏和装源容器(铅罐)内膛进行间接放射污染监测。装源后, 定期对储源井水进行放射性分析监测。储源井水采用去离子水, 并注意适时更换。储源井壁采用不锈钢板内衬, 万一储源井水被放射性污染, 也包容在井里, 不会渗透污染地下水和环境。

4.2 行政管理措施

加强γ辐照装置的监督监测管理^[1-4]。

对新建γ辐照装置严格按照中华人民共和国《职业病防治法》和国务院《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》及有关放射防护法规进行职业病危害放射防护预评价和职业病危害控制效果评价。

按照国家《γ辐照装置设计建造和使用规范》GB17568-1998, γ辐照装置的建造设计必须遵循纵深防御、冗余性、多元性、独立性等原则, 对γ辐照装置建造设计时, 对其各系统细节存在的潜在照射的预防是否采取了切实可行的有效措施进行严格的审核、审査。

定期对γ辐照装置的储源井水、周围环境进行辐射水平监测, 对安全联锁系统是否正常进行检査。

加强对γ辐照装置使用单位和放射工作人员的监督管理, γ辐照装置使用单位须建立、健全各项规章制度并认真落实。认真贯彻国家有关放射防护管理法规和标准, 以杜绝或减少γ辐照装置的潜在照射的发生。