目前, 核工业大多数企业仍然采用工作场所放射性气溶胶浓度来进行个人内照射剂量估算。评价单位在评价过程中也应用该方法来评价工作人员个人年有效剂量是否符合标准要求。下面介绍核燃料循环系统用工作场所放射性气溶胶浓度进行个人内照射剂量估算的三种实际应用。

1 基本估算公式

用工作场所放射性气溶胶浓度进行个人内照射剂量估算的基本估算公式

1[1])

式中:I为5%丰度的UF₆的年摄入量, Bq; e为吸人单位摄入量的放射f生核素所致的待积有效剂量, Sv/Bq。

2)

式中:η为特殊口罩的过滤效率, 取0.7;t为年有效工作时间, h; B为标准人的呼吸率, 按1.2 m³/h计算; C为气溶胶浓度, Bq/m³。

2 实际应用 2.1 第一种情况

岗位处理的核素为单一核素, 且化合物种类单一。

举例:某铀浓缩厂所处理的化合物仅为UF₆。

2.1.1 估算条件

UF₆产品丰度5%, 根据《职业性内照射个人监测规范》(GB 129-2002)^[2]4.3.4的规定, 气溶胶粒子活度中值空气动力学直径假定为5 μm。

计算公式(1)中e:吸入单位摄人量的放射性核素所致的待积有效剂量, 按²³⁵U丰度为5%计算, 计算结果为6.34 E-07 Sv/Bq。

计算过程:5%浓缩UF₆中同位素丰度分别为: ²³⁴U:0.054%、²³⁵U:5.061%、²³⁸U:94.885%;²³⁴U比活度:2.3119 × 10⁸Bq/g; ²³⁵U比活度:7.9975 × 10⁴ Bq/g; 。²³⁸U比活度:1.2439 × 10⁴Bq/g^[3]。

K (总)=2.3119×10⁸×0.054%+7.9975×10⁴× 5.061%+1.2439 × 10⁴×94.885%=1.40 × 10⁵ Bq/g

5%浓缩UF₆²³⁴U、²³⁵U、²³⁸U活度比:²³⁴U:88.70% ²³⁵U:2.88%²³⁸U:8.39%:

e=88.70%×6.4 ×10^-7+2.88%×6.0 ×10^-7+ 8.39%×5.8 ×10^-7=6.34 ×10^-7Sv/Bq

计算公式(2)中C:气溶胶浓度, Bq/m³。取工作场所监测结果的最大值与物料比活度的乘积。

2.1.2 估算结果

估算结果见表 1。

2.2 第二种情况

该岗位处理的核素为单一核素, 但化合物种类较多。

举例:某厂铀转化工程, 该工程处理的化合物包括UO₂、UF₄、UF₆, 接触的铀为天然铀。

2.2.1 估算条件

气溶胶粒子活度中值空气动力学直径假定为5 μm。根据GB 18871规定, 计算出天然UO₂、UF₄、UF₆的待积有效剂量剂量系数分别为:①天然UO₂:S类、5 μm待积有效剂量剂量系数(e): 6.2 E-06 Sv/Bq; ②天然UF₄:M类、5 μm待积有效剂量剂量系数(e):1.8E-06 Sv/Bq; ③天然UF₆:F类、5 μm待积有效剂量剂量系数(e):6.2E-07 Sv/Bq (计算方法同第一种情况)。

因缺少各工序气溶胶中UO₂、UF₄、UF₆组分资料, 保守假定氢氟化厂房全部为UO₂, 氟化厂房全部为UF₄。作出该假设的依据:取计算的内照射剂量最大值。例如:厂房1气溶胶中有UO₂和UF₄, 假设①该厂房气溶胶全部为UO₂; ②该厂房气溶胶全部为UF₄, 取二者计算结果最大值。

2.2.2 估算结果

估算结果见表 2。

2.3 第三种情况

该岗位接触核素种类多, 每种核素组成的化合物种类多或不确定。

举例:某厂固体废物处理设施, 由于该处理设施处理的为积存的放射性废物, 因此含有多种核素, 且化合物种类不确定。

2.3.1 估算条件

吸人放射性气溶胶对工作人员产生的内照射剂量的估算公式如下:

3)

4)

其中, I_i为放射性气溶胶中核素i的年摄入量, Bq; e_i为吸入单位摄入量的放射性核素i所致的待积有效剂量, Sv/Bq。

5)

式中:η为特殊口罩的过滤效率, 取0.7;t为年工作时间, h; B为标准人的呼吸率, 按1.2 m³/h计算; C为气溶胶浓度, Bq/m³; F_i为i种核素在α或β气溶胶浓度中所占的百分比。

假设吸入的气溶胶中的各核素活度组分与废物中各核素的活度组分相同, 由表 4所示的气溶胶浓度监测结果可算出各核素的摄入量。

由于缺少各工序气溶胶中各种化合物种类及各种化合物所占组分资料, 因此, 待积有效剂量剂量系数均取该核素最大值。根据《职业性内照射个人监测规范》(GB 129-2002)^[2]4.3.4的规定, 假定气溶胶粒子活度中值空气动力学直径为5 μm。

根据GB 18871^[4]附录表B3, 查出废物中主要核素的待积有效剂量剂量系数e, 结果见表 3。

内照射剂量估算选取的关键工作岗位及其气溶胶浓度结果、工作人员年有效工作时间见表 4。

2.3.2 估算结果

根据核素构成比、气溶胶浓度及接触时间, 偏保守估算的关键岗位的工作人员个人内照射剂量结果见表 5。

3 讨论

根据上述三种个人内照射剂量估算方法, 可以粗略地估计某岗位人员的最大受照剂量, 对工作人员的防护效果进行评价, 以便在剂量超标或即将超标时能够及时采取措施, 预防超剂量事件和职业病的发生。