50年代以来,随着原子能事业的兴起和发展,国内外辐射技术的应用日益广泛,与此同时也发生了一些辐射事故。虽然与其它人类活动相比辐射事故的人员伤亡是低的,但是,由于它的社会效应较大,因此为人们所关心和重视。作者收集了近40年来国内外在应用各种类型辐照装置中发生的辐射事故资料[1-9],并对辐照装置应用中潜在的事故风险等问题进行了分析和讨论。
一 辐射事故分析根据168起辐射事故资料的分析,对于小型密封源辐照装置应该考虑的潜在辐射事故列于表 1。
对于辐射事故资料进一步分析表明,辐照装置无论其复杂程度和活度如何,它们都可能发生辐射事故。而且从发生辐射事故的频数和死亡人数来看,结构简单的工业探伤机或低活度密封源的潜在风险并不比大型装置低。同时由于它们的数量大和应用广泛,对于这些装置的安全与防护问题更应给予足够的重视。表 2列出作者收集到的1990年以前活度从37GBq到5PBq密封源(或装置)的辐射事故情况。
小型密封源辐照装置主要故障的初始起因(事件)列于表 3, 这是依据小型辐照装置的结构,使用特点和辐射事故资料提出的。为了预防辐射事故的发生,需要采取有针对性的技术与管理措施,以避免或排除辐射事故的初始起因,或者在出现可能导致辐射事故的物项与人为事件时,及时发现和排除。由于部件质量或设计缺陷,耗损老化以及人员失误等原因,辐照装置在运行过程中可能发生零部件或局部系统(措施)故障。为了保证设备、人员和环境的安全,辐照装置的安全保护系统必须遵循单一故障准则,即保护系统内单一故障或单次事件引起的多故障不损害系统的基本保护功能。为达到此要求,在辐照装置的安全保护系统设计中,应着重做以下几点考虑:(1)冗余原则。按其功能,每项保护参数只要设置一个技术措施,但为了提高系统的可靠性,可增设一个或几个功能完全相同的冗余措施。每个措施彼此独立,其中任一个措施故障,并不损害系统的基本保护功能。冗余措施适用于辐照监测,安全联锁或元器件。(2)独立性。各冗余元件,措施或设备之间,在电气和结构上相互独立,功能无依赖关系。(3)差异性。对一个假想故障实行同一保护措施的各个系统与元器件,它们在结构,生产厂家和操作等方面有差别。(4)分离性。执行相同功能的各系统间实体隔离或设置屏障,以减少由于某一共同外因(如火灭)引起同时发生故障的概率。(5)耐辐照性。暴露在照射室内的控制设备和连接电缆应有屏蔽或其它保护措施,以防止因长期辐照使其可靠性降低。(6)强制性。在我国目前的管理水平和人员素质条件下,将人员判断和操作的误失率降低到很低水平是比较困难的,因此,在安全保护系统设计时,人为控制只能做为一个铺助的控制手段,必须设置强制性的自动控制措施。
为了保证安全保护系统始终处于良好的工作状态,在装置运行期间,定期的技术维护必不可少,这是由于各种电器元件与机械产品使用后耗损或可能出现故障,通常工业产品失效率与使用时间的关系如附图所示。在早期生效期失效率较高,这一阶段产品失效的原因多数是由于设计、原料或制造过程中的缺陷造成的。在更换新另部件时,应通过筛选、假负荷或其他方法,将有缺陷的部件剔除。为了防止到达耗损失效期,装置定期的进行预防性检修和更换新部件是必要的。在随机失效期的失效率是预计辐照装置事故风险的重要依据之一,因此不断地积累这方面的资料,对于分析和进一步提高装置的安全性是有益的。
[1] |
杨世魁. 国内外核辐射事故概况.核辐射事故的医学处理[M]. 北京: 原子能出版社, 1992: 1-32.
|
[2] |
Sources, effects and risks of ionizing radiation. UNSCEAR 1988 report to the general assembly, with annexes. New: York: United Nations, 1988 : 28-31.
|
[3] |
Lushbaugh C. C., Total-body irradiation: A historical review and follow-up. in Hubner K. F. et al., eds. The medical basis for radiation accident preparedness. New York: Elsevier, 1980 : 3-15.
|
[4] |
IAEA.The Radiological accident in Goiania. Vienna, 1-22 Ma.1990.
|
[5] |
Ionizing radiation: sources and biological effects. UNSCEAR 1982 report[J]. New York: United Nations, 1982, 413-423. |
[6] |
United States Atomic Energy Commission. Operational accident and radiation exposure experience. WASH-1192, 1975.
|
[7] |
Biles M. B. Characterisics of radiation exposure accidents. Proceedings of a syposium, IAEA-SM-119/49, 1969.
|
[8] |
Sagstuen E, et al. , Dosimetry by ESR spectroscopy following a radiation accident[J]. Health Phys, 1983, 45(5): 961. DOI:10.1097/00004032-198311000-00001 |
[9] |
Steidley D. K. Co-60 hot cell accident[J]. Health Phys., 1976, 31: 382. |