中国辐射卫生  2015, Vol. 24 Issue (4): 383-385  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.04.025

引用本文 

赵庆会, 史蕾, 王辉. 废旧放射源回收再利用的可行性分析[J]. 中国辐射卫生, 2015, 24(4): 383-385. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.04.025.

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收稿日期:2015-02-15
修回日期:2015-04-27
废旧放射源回收再利用的可行性分析
赵庆会 1, 史蕾 2, 王辉 2     
1. 山东省辐射环境管理站, 山东 济南 250117;
2. 山东省核与辐射安全监测中心
摘要目的 在确保辐射安全和环境安全的前提下, 合理回收再利用一些符合要求的废旧放射源。方法 《中华人民共和国放射性污染防治法》等相关法律、法规, 分析废旧放射源回收再利用的可行性。结果 放射性活度小、半衰期短的退役放射源无再利用价值, 半衰期致长、放射性活度较大且退役后比活度的放射源可作回收再利用。结论 应形成对可回收再利用的废旧放射源循环再使用机制, 以有效节约资源, 减轻环境压力。
关键词废旧放射源    再利用    半衰期    活度    

放射源在核技术应用产业中扮演着极其重要的角色,目前广泛应用于煤炭、建材、造纸、钢铁、机械、医疗、电力、石油、化工、水利、地质勘探、辐照加工、农业育种、科研教育等各个领域,对国民经济的发展发挥了积极作用,全国放射源专项检查表明,目前全国现有放射源应用单位12 000多家,放射源总数140 000余枚,而仅山东省的放射源应用单位就近1000家,放射源总数达到6400多枚[1]。在这些放射源使用过程中因放射源的自然衰变活度减小,不再具有使用意义; 放射源已到设计使用寿期、继续使用会存在较大安全隐患; 放射源包壳破损或泄露,不能继续使用; 放射源因企业政策性关停或倒闭破产而不再使用该放射源等原因不断地需要退役放射源,如果这些退役放射源全部当做废源处置,给废源的贮存和处置带来一定的压力同时也是一种巨大的资源浪费。

1 目前废旧放射源回收、处置的现状[2] 1.1 法律规定的废旧放射源回收处置的途径

根据《中华人民共和国放射性污染防治法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》 《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》等规定,我国废旧放射源的回收方式大致分为两种途径:一是放射源应用单位产生放射性废物后应当交回生产单位或返回出口方; 二是确实无法交回生产单位或返回出口方的,送交有放射性废物贮存、处置资质的单位进行贮存或者处置。

1.2 目前废旧放射源处置状况

由于目前的退役放射源,大部分是十多年甚至二十年前购买的,国内部分原生产单位已经不具备回收处置能力,进口的放射源也因为当时购买时没有签署返回协议故目前大多数废旧放射源无法返回原生产单位或生产国。多年的积淀,这些超过使用期的废旧放射源数量很大,2004年以前绝大多数都是由各自单位简单予以保管,甚至有的单位由于管理人员退休或调离等因素,使得少数放射源处于无人管理状态,发生了系列的辐射事故,辐射环境存在极大隐患。针对这种情况,国家原环保总局、公安部、卫生部在2004年共同组织了“清查放射源、让百姓放心”专项行动,绝大部分退役放射源在这次行动中被作为放射性废物由国家统一收贮,暂存于各省城市放射性废物库。山东省是放射源应用大省,使用单位近1000家,在用放射源6100多枚,分布在全省各地和各个行业。随着产业结构调整,污染减排力度不断加大,废旧放射源产生的数量也越来越多,山东省由财政投资于2004年3月建成城市放射性废物库开始贮存废旧放射源,充分发挥了防治放射性污染、消除闲置废弃废旧放射源安全隐患的作用,截止至2013年底,山东省辐射环境管理站先后安全收贮1000多家单位的4800余枚废旧放射源和550余千克放射性废物,山东省城市放射性废物库为全省的辐射环境作出了巨大贡献。这些废旧放射源主要包括Co-60工业辐照源、仪表源、料位源; Cs-137工业辐照源、料位源; 骨密度仪及火灾报警中使用的Am-241低能光子源; 湿密度仪中使用的Am-Be中子源; 测厚仪所使用的Sr-90放射源等,其中不乏有大量半衰期较长(几十年至几百年)、活度较高(几十mCi ~几百Ci)的放射源,更有一些因产业政策调整或更换设备而使用不到一个半衰期的放射源。这些放射源被直接回收到城市放射性废物库最终转移至国家最终处置场永久贮存。

对于大活度放射源或者高比活度原材料制作的放射源或因产业政策调整而不满使用周期而强行退役放射源,退役后仍然具有使用价值。当然并不是所有废旧放射源都有回收再利用的价值,废旧放射源的回收再利用也会有经济环境方面的代价,这就需要对放射性活度、放射性比活度、放射源结构、再利用的技术可行性及所需要付出的代价等因素进行综合分析,并对其作出评估后再予以实施。

2 退役放射源回收再利用的选择及可行性分析

目前我国使用的密封放射源中常见的放射性同位素约有22种,这些放射源不全都具有回收再利用价值,根据放射性核素的半衰期、经济代价、社会因素及能力保证等因素,可将废旧放射源分为以下两种情况:

2.1 放射性活度很小或者半衰期很短的放射源

在上世纪60、70年代,国家大力开展核技术应用、技术研究和人才培养,购入了大量的科研及教学用放射源,主要用于农业科学研究、教学领域及工业辐照使用,这类放射源尽管数量很大,核素种类也很多,但其放射性活度比较低,退役后除了个别可能再利用外,其他放射源市场需求不旺盛,一般都没有再利用价值,不适于回收再利用。

2.2 半衰期长放射性活度大的放射源

半衰期较长、放射性活度较大或者退役放射源内的原材料比活度高的放射源及其再利用价值。像Am-Be \ Pu-Be中子源、Cs-137放射源(30年)、医用Co-60治疗源,这些放射源绝大多数都具有半衰期长或退役后剩余比活度高、最终处置困难、经济代价较大等特点,无论是再利用后成为新放射源使用还是作为资源进行储备都较适合。

目前国内现役的Am-Be \ Pu-Be中子源较多,如Am-241 \ Pu-238放射源:都是a发射体、属于极毒核素,处置困难,核素原料价格昂贵,市场需求量较大且国内已不再进行原料的生产,依赖进口严重,一旦受到限制,就会面临无源可用的局面,这类废旧放射源回收再利用既减轻社会环保压力,又有较多经济利益,同时还控制了绝对增长量。目前我国多数放射源生产厂家都有条件进行这类中子源的回收再利用,但目前国内还没有建立单独的再利用生产线,大多是利用现有的新源生产线进行再利用工作。再如Cs-137放射源:市场需求量较大,放射源存量亏空的同时,贮存库中却存有大量的Cs-137废旧源。由于没有强制的退役标准,国内在役放射源应用单位存有Cs-137源超期服役的现象,对辐射环境造成一定的安全隐患。目前现行Cs-137放射源再利用工艺主要有两种,一是对于距出厂日期不到一个半衰期的Cs-137源增加包壳后再利用; 二是对于部分放射源活度相对较低,或者为特殊目的的生产,外形不利于再包装的废旧源,采取剪切取出Cs-137原料、重新分装密封的方式进行再利用。但国内能够进行Cs-137废源回收再利用的生产厂家再利用能力都较弱,只能生产单枚活度较小的Cs-137放射源。

再如Co-60放射源:虽然其半衰期较短仅有5.27年,但随着核技术在医疗领域应用的发展,上世纪90年代末开发出了比原来钴治疗机更科学先进的利用Co-60治疗肿瘤设备-头部伽马刀和全身伽马刀,每套伽马刀一般情况下由25或30枚源组成,每枚放射源的放射性活度为7.4 × 1012Bq(200 Ci)左右,而这些放射源一般在使用十年即1 ~ 2个半衰期后会陆续退役,退役时单枚放射源的放射性活度尽管不大,但其放射性比活度还比较高,完全可以满足远距离治疗源对钴粒的比活度要求,可以再利用作为Co-60远距离治疗源的原材料。Co-60远距离治疗源根据其治疗机机型不同,但一般情况下装备的Co-60远距治疗机源的结构却基本相同,只是因为治疗机的差别而放射源的外形尺寸与放射性活度是不一样的,放射源装机活度主要有1.11 × 1014 Bq(3000 Ci)、1.85 × 1014Bq(5000 Ci)、2.96 × 1014Bq(8000 Ci)三大规格。Co-60远距离治疗源一般使用年限为6-10年,根据Co-60半衰期推算,正常情况下,这些放射源在回收时的放射性活度一般在1.85 × 1013 ~ 7.4 × 1014 Bq(500 ~ 2000 Ci)之间。全国每年退役的Co-60远距离治疗源约有100枚左右,共约3.7 × 1015 ~ 7.4 × 1015Bq(10 ~ 20万Ci)。根据各个退役源的放射性活度情况,可以将这数十万居里的退役Co-60源重新合理排列组合后,焊封在不锈钢包壳中制作成非标Co-60辐照源再销售使用。如果退役伽马刀源的钴粒,用来做医疗源,退役医疗源的钴粒用来做工业辐射源,如此循环,可以使钴粒反复使用三次以上,推迟20 ~ 30年才变成真正的放射性废物。

3 废旧放射源回收再利用的思路及目标

对于无法返回原进口国或原生产单位的废旧放射源,应以科学发展观重要思想为指导,贯彻落实国家关于“建设生态文明”的重大部署,以促进放射性废物减量化和资源化、减轻环境负担、保护人民健康为目标,以技术创新和制度创新为动力,强化节约资源和环境保护意识,加强监督管理,发挥市场机制作用,促进发展循环经济,达到完善法律法规,合理构建废旧放射源回收再利用体系和监管体系,将回收再利用活动纳入监管范围,修订相关标准,进一步规范放射源的生产和使用活动,保证放射源的生产安全、使用安全和再利用安全的前提下,建立有效的流通渠道,使得有回收再利用价值的废旧放射源能够安全快捷的返回厂家进行再利用活动,以减轻国内废旧放射源总量和处置压力,促进放射性废物的减量化和资源化再利用。

4 废旧放射源再利用的建议 4.1 废旧放射源回收再利用国家应有法规支持

目前现行的法律法规中并没有涉及到废旧放射源回收再利用的相关规定,要做到废旧放射源回收再利用,建议尽快修订相应的管理办法和国家标准等技术性文件,完善再利用流程,使得废旧放射源回收再利用过程的监管有法可依。

4.2 形成回收再利用废旧放射源的有效机制

国家有关主管部门应鼓励和支持有能力、有条件的科研机构、企事业单位设立专门课题,先行试点,统筹推进。

4.3 回收方式的可操作性

对废旧放射源回收方式的可操作性给予进一步考虑。①由有再利用处置能力的生产厂家从放射源使用单位按程序进行回取再利用; ②由有再利用能力的厂家按程序从城市放射性废物库中回取再利用; ③允许将放射源作为资源在不同的生产厂家之间按程序流通,按照再利用需求调配废旧放射源; ④废旧放射源再利用后,即是一枚新源,其技术要求与新源同等对待,按照新源管理,由生产单位按照国务院环境保护主管部门制定的编码规则统一编码,重新进入市场流通; ⑤废旧放射源再利用后,在厂家放射源台帐上应注明最终去向为再利用,并进入历史台帐。

4.4 全国退役放射源信息资料统一共享

在审批退役源的回收时,对废旧放射源进行再利用的可行性、可靠性及价值评审,经专家审议通过后方批准回收再利用; 对不具备从使用单位直接回收的放射源由有放射性废物贮存、处置资质的单位进行收贮暂存,单独存放并做好标记,必须方便于回收再利用时的回取工作。

4.5 财政支持

国家在税收、资金等政策上大力支持这种废旧放射源回收再利用、节约资源、减轻环境压力的行为,鼓励相关科研机构、企事业单位进行废旧放射源回收再利用的科研、开发、应用工作。

随着核技术应用产业的不断快速发展,产生的废旧放射源数量将会越来越多,如果单纯地将退役或闲置的放射源全部当做废源处理,对环境压力越来越大的同时,也是一种资源的巨大浪费。目前,将适合回收再利用的废旧放射源进行回收再利用时机比较成熟,价值较为显著。政府应该鼓励和大力支持具备废旧放射源回收再利用条件的单位,积极开展废旧放射源再利用项目的研究,适时组织实施,填补国内市场的缺口、促进资源循环,加快放射源流通速度,保障市场需求,减少国内库存,这样不仅可以创造良好的经济效益和社会效益,而且对保护环境、促进资源的循环利用、建设资源节约型、环境友好型社会,促进我国核能健康、可持续发展具有极其重要的意义。

参考文献
[1]
刘华, 赵永明, 潘苏, 等. 放射源安全管理现况及对策[J]. 辐射防护, 2002, 22(5): 272-276. DOI:10.3321/j.issn:1000-8187.2002.05.004
[2]
从惠玲, 张金涛. 我国核工业废放射源安全管理[J]. 辐射防护, 2002, 22(5): 263-268. DOI:10.3321/j.issn:1000-8187.2002.05.002