某水池贮源型⁶⁰ Co辐照装置建设项目, 通过⁶⁰ Co放射源在衰变时发出的γ射线对调味品(香辛料、脱水蔬菜、方便面调料), 一次性医疗用品(如输液器、注射器、医用敷料、乳胶手套等), 中草药, 中成药, 保健品及工业产品(如热缩材料)等进行照射, 为客户提供医疗产品灭菌、食品保鲜、化工材料改性等辐照加工。建设项目运行时将产生职业病危害因素, 本文通过对建设项目进行职业病危害控制效果放射防护评价, 从源头控制或消除职业病危害, 防治职业病, 保护放射工作人员和公众健康。

1 对象和方法 1.1 对象

选择某辐照中心, 该中心配备了水池贮源型⁶⁰Co辐照装置1套, 每根源棒规格为直径11.1 mm, 长451.5 mm, 活度为3.70 × 10¹⁴ Bq, 设计最大装源活度为3.70 × 10¹⁶ Bq, 该装置建成后初期装源8.14 × 10¹⁶ Bq。

1.2 方法 1.2.1 放射卫生调查

依据国家相关放射卫生法规和标准, 现场核实辐照装置运行情况、放射防护设施布局、安全防护设施设置和放射防护管理等措施及其执行情况, 对放射防护安全设施及管理措施的效果进行分析评价。

1.2.2 职业卫生检测

依据检测规范和方法, 对运行期间工作场所周围辐射水平进行检测, 放射工作人员个人剂量监测, 对贮源井水总α、总β及⁶⁰Co活度浓度进行检测, 对工作场所空气中臭氧、氮氧化物含量和噪声强度进行检测, 并与国家相关标准相比较, 对其符合程度做出评价。

1.2.3 检测仪器及条件

① 环境本底检测仪器:FD -3013H型智能化X-γ辐射仪(上海申核电子仪器有限公司)。②工作场所辐射水平仪器及条件:451P型加压电离室巡测仪(美国Thermo公司), 检测条件:放射源现有活度(距初装源9个月)7.38 × 10¹⁵ Bq, 升源后辐照室周围场所, 检测点距地面1.0 m, 墙(台)外检测点距墙(台)30 cm。③个人剂量监测仪器:RGD -3B型热释光剂量仪、GR-200A型圆片LiF (Mg, Cu, P)探测器(北京防化研究院), HW-Ⅴ型热释光精密退火炉(中国辐射防护研究院)。建设项目全体人员40名, 监测周期3个月, 连续监测12个月。④贮源井水中放射性检测设备及条件:BH1227四路低本底α、β测量仪(北京核仪器厂), BE3830高纯锗γ能谱仪(美国堪培拉公司)。检测条件:停止辐照后降至井内5 min后, 取水样。⑤臭氧、氮氧化物检测设备及条件:大气采样器, 721分光光度计。检测条件:辐照室内采样在放射源降至井内5 min后, 其他采样点在正常辐照时。⑥噪声检测设备及条件:HS6298B型噪声频谱分析仪。检测条件:在正常辐照时。

2 结果 2.1 放射工作场所分区与布局

建设项目工作场所包括辐照室、操作大厅、控制室、办公室、水处理间、检修间(见图 1)、以及辐射照室上方的电气间、进源间、风机房等辅助用房。辐照室设置在厂房中央, 内设迷道及贮源井, 迷道采取"S"字型设置; 贮源井设置副井, 剖面图见图 2, 利于辐射防护管理和职业照射的控制。

控制区包括辐照室(包括迷道)(见图 1深色中心区域)。辐照室门前贴有"当心电离辐射"警示标志, 门上方设有灯光警示牌和警铃, 升源时发出声光报警信号。控制室装有监视器, 可对操作大厅进行观察。采取了门-机联锁、剂量联锁等一系列安全联锁控制系统, 在工作状态下, 可防止任何人员进入该区域。

监督区包括操作大厅等货物装卸区域, 辐照室屋顶、控制室、办公室、水处理间、检修间(见图 1浅色区域)以及辐照室上方的电气间、进源间、风机房等直接与辐照室相邻的区域, 进行了场所辐射水平检测, 建设项目工作场所分区与布局及管理符合国家相关标准要求^[1]。

2.2 辐射危害分析 2.2.1 放射性危害因素

⁶⁰ Co衰变产生γ射线的半衰期为5.27 a, 平均能量为1.25 MeV。根据辐射产生方式的不同可分为下列几种:①贯穿出辐射屏蔽室的辐射。②贯穿出贮源井水的辐射。③贯穿出运输容器的辐射。④散射辐射:γ射线作用在辐照加工产品容器等和屏蔽室内壁上所产生的1次和多次散射线。对于屏蔽室迷路外墙和迷路入口处, 应考虑散射辐射。⑤天空散射, 贯穿出屏蔽室顶板的直射线和散射线, 被屏蔽室上方空气层所散射, 对屏蔽室外围区域地面上公众可能造成的照射。⑥放射性废水:由于⁶⁰ Co源被密封在耐腐蚀和抗冲击的双层不锈钢包壳内, 在正常情况下, 贮源水井中的水不存在放射性物质。在万一发生源包壳破损情况, 才会使井中的水受到污染带有放射性物质。⑦废源:⁶⁰Co源的半衰期为5.27 a, 其使用寿命可达15 a以上。在使用到一定寿期后, 将作为废源处理。⑧放射性废物:含放射性物质的井水, 其浓度超过10 Bq/L时, 将通过离子交换树脂和活性炭过滤器净化处理, 使井水的放射性浓度达到国家允许的排放标准(小于10 Bq/L), 树脂和过滤器等则成为放射性废物。

2.2.2 非放射性危害因素

① 臭氧和氮氧化物:在γ射线的照射下, 空气和辐照加工产品吸收辐射能量, 并通过电离作用产生臭氧(O₃)和氮氧化物(NO_X), 上述产物均属于有毒有害气体。在NO_X中以NO₂为主, 工作场所的NO₂最大容许浓度为O₃的17倍, 外部环境的NO₂最大容许浓度与O₃相近。因此, 采取适当的通风措施使工作场所O₃的浓度达到国家标准限值以内, 也就能够保证NOX的浓度在国家标准要求的限值内。②噪声:建设项目设有通风系统和输送系统, 将有噪声危害。③氢气:贮源水井中γ辐射与水作用发生水解, 生成H₂。空气中H₂的浓度达到4.1%时, 遇火可引起爆炸, 正常工作情况下, 需要适当通风。④其他:密封放射源容器约有数吨重, 在⁶⁰Co辐照源安装过程中需严格遵守有关的操作规程, 防止压砸损伤等情况的发生。

2.3 屏蔽设施及各种防护措施 2.3.1 屏蔽设施

辐照室采用混凝土屏蔽墙。辐照室周围的辅助用房(办公室、检修间、控制室和实验室)均采用砌体结构, 现浇钢筋混凝土梁板; 贮源井采用沉井结构; 控制室选用钢筋混凝土框架结构, 原料库和成品库采用轻钢结构。

辐照室的北屏蔽墙厚度为2.0 m, 东屏蔽墙厚度为2.4 m, 西屏蔽墙的内外厚度之和为2.4 m, 辐照室的南墙正对着操作大厅, 屏蔽墙厚度为1.9 m, 屋顶厚度为1.8 m。贮源水井的长度为2.8 m, 宽度为1.7 m, 深度为7.0 m, 副井池长500 mm, 宽400 mm, 深5.0 m。

2.3.2 防护措施

① 安全装置效果检查:对迷道入口管制, 源升降系统控制, 误留人员应急措施, 源架保护措施, 防止人员误留辐照室防护措施以及其他异常情况下的应急等措施进行了有效性检查, 各项措施运行良好。②放射性废物处理措施:已制订了三废处理计划, 采取通风装置排放废气。因尚未更换放射源, 也未发生放射事故, 暂无固体及液体废物。③防护用品:建设单位配备个人剂量计40个(每人1个), 个人剂量报警仪20个。经现场查验, 工作人员均佩戴个人剂量计, 进入辐照室时佩戴个人剂量报警仪。个人防护用品使用情况良好。④防护专项经费能按计划执行。⑤事故应急准备组织健全, 制度基本完善, 但未进行应急演练。⑥放射工作人员培训、健康检查、档案管理制度内容有待完善, 现有制度落实情况较好。

2.4 检测结果 2.4.1 辐射水平现状检测结果

在工作场所设置检测点, 检测结果见表 1。周围剂量当量率检测结果最大为0.29 μSv/h (进源间, 21号检测点), 符合国家标准^[2]不大于2.5 μSv/h要求。

2.4.2 个人剂量监测结果

个人剂量验证监测40人, 监测率为100%。全年监测4个周期, 年有效剂量最大为0.29 mSv, 最小为0.14 mSv, 符合国家规定^[3]及建设单位管理目标值(不大于5 mSv)要求。

2.4.3 贮源井水中放射性检测结果

贮源井水中放射性检测结果见表 2, 均符合国家标准^[4]要求。

2.4.4 臭氧含量检测结果

共设置12个检测点, 辐照室內空气中臭氧含量均小于＜0.20 mg/m³(最低探测限), 其他场所均小于＜0.10 mg/m³(最低探测限), 低于国家标准^[5]要求。

2.4.5 NO、NO₂检测结果

各设置5个检测点, 工作场所室內空气中NO含量均低于0.016 mg/m³(最低探测限), NO₂含量最大为0.12 mg/m³, 符合国家标准^[5]要求。

2.4.6 噪声强度检测结果

在风机房设置4个检测点, 噪声强度最大为75.4 dB (A), 符合国家标准^[6]要求。

3 讨论 3.1 增加最大检测条件下周围剂量当量率估算评价

因建设项目使用⁶⁰ Co半衰期仅为5.27 a, 从初装源至现场检测时放射源已由8.14 × 10¹⁶ Bq衰变至7.38 × 10¹⁵ Bq, 这种条件下的周围剂量当量率检测结果不能评价建设项目整个运行过程中防护效果, 特别是建设项目按设计最大装源活度3.70 × 10¹⁶ Bq运行时防护效果。本报告中周围剂量当量率检测最大值为0.29 μSv/h, 经偏安全估算, 最大工作条件时周围剂量当量率为1.45 μSv/h (未扣除天然本底)。并对这个估算结果进行评价, 仍未超过剂量率控制水平。

3.2 重视现状评价

尽管辐照装置具备一系列安全联锁, 但由于⁶⁰Co活度高, 工作人员一旦误入或误留在辐照室内, 停留几分钟人员受照的剂量就达到10 Gy以上, 且距源越近, 剂量越大; 在距离源很近时, 停留几秒钟就可达到致死剂量。为了避免放射事故发生, 放射防护管理工作尤为重要。除验收检测, 验证检测、状态检测外, 还应加强职业病危害评价工作。控制效果评价完成后, 应定期进行现状评价, 以全面评价职业病危害防护设施及措施、管理制度运行的有效性, 确保工作人员及相关工作的安全与健康。

3.3 开展应急演

练多年来辐照事故时有发生, 如山西太原2008年辐照厂事故、山东济宁2004年辐照厂事故等等^[7], 均严重危害工作人员健康。而建设单位往往只重视放射事故应急预案、应急计划的编制而忽视事故应急工作, 如不储备应急物资, 不进行应急演练, 使应急预案仅为纸上谈兵, 缺乏可操作性。一旦发生事故, 难以控制。因此, 建设单位必须按照应急预案经常进行应急演练, 发现问题及时解决, 确保事故情况下把危害降至最低。