据不完全统计，我国现有钴源辐照装置150多座，装源活度达到1.485 × 10¹⁸ Bq，这些装置在放射源达到使用寿期或者装置停止使用退役时，都涉及放射源的安全回取回收工作，由于操作的是Ⅰ、Ⅱ放射源，存在强辐射场，操作人员有受到超剂量照射的潜在危险; 另一方面，在放射源档案资料记录不清或者放射源回取回收数量记录不清，给后期放射源安全处理处置留下类似于1992年山西忻州辐射事故^[1]的潜在风险。因此，对钴源辐照装置达到寿期源回取回收作业进行安全与防护的优化设计^[2]，消除放射源失控及人员超剂量照射的风险，并使作业人员的受照剂量在低于剂量限值情况下，降到合理尽可能低的水平，以达到确保放射源与人安全的目的是非常必要和有意义的。

1 概况

一设计装源活度为1.85 × 10¹⁵ Bq的静态钴源辐照实验装置，在非运行期间，放射源贮存在3.5米深井水中，装置上现装有30枚放射源，总活度1.042 × 10¹⁵Bq，其中有18枚放射源达到使用寿期，活度为7.877 × 10¹³ Bq，为了防止达到寿期的放射源包壳破损，造成贮源井水的污染，需要将放射源回取倒装到铅罐中，送存放场所暂存。

2 倒装作业方法流程及其存在风险分析

倒装作业需要作业人员使用约4.5 m长柄钳，在水深3.5 m井底，将辐照装置花篮上装源套管直径18 mm、长300 mm取下，把套管中的源倒入井底白色搪瓷盘中，然后将18枚直径15 mm、长90 mm放射源插放在回收花篮的直径17 mm孔内，确认数量后再将花篮装入铅罐，铅罐盖盖后，从贮源井中吊出，拧紧铅罐顶部的固定螺丝，将装源铅罐运到存放场所。

放射源的回取回收存在以下作业风险，辐照装置上除了有达到寿期放射源外，还有继续使用的放射源，在辐照装置花篮中放射源档案(源出厂日期、出厂活度、规格、在花篮上的位置)不清的情况下，可能出现把辐照装置继续使用的源作为废源回取，而将超出使用寿期的源继续留在装置上的风险，或出现放射源未完全回收的风险; 装置上现有总活度1.042 × 10¹⁵ Bq，作业时人员在贮源井边作业，有人员意外坠井近距离接触强辐射源风险; 在装置上装源套管倒出放射源，从水井提出的过程中，一旦套管中遗留有放射源，单枚源的活度为4.376 × 10¹² Bq，会使现场的人员受到大剂量照射; 在选择的装源容器厚度不满足屏蔽要求时，铅罐表面的剂量率可能大于2 mSv /h许可值，从井底吊出铅罐固定顶盖、铅罐吊装以及用轨道运出辐照室的过程中，人员要近距离接触铅罐受到照射风险; 另外，在井水水质能见度差，或者作业人员操作长柄钳不熟练的情况下，回取回收作业时间会延长，人员受到不必要剂量照射。

3 倒装过程安全与防护的优化设计

在倒装过程中，由于技术、机械工具、设备和工作组织等因素有可能使潜在危险演变成辐射事故，或使作业人员的受照剂量没有受控达到最低，因此，在倒源之前要对倒装作业方案进行安全与防护的优化设计，确定出适宜的安全与防护措施，使受到潜在照射的可能性、受照的剂量大小降到合理可行尽量低的水平，整个作业过程符合辐射防护三原则的要求^[3]。

3.1 放射源档案资料清查

1992年山西忻州发生的3人死亡的辐射事故，就是源于停用的钴源辐照装置放射源账目不清^[4]，因此，在回取钴源辐照装置的放射源前，再次核实辐照装置花篮上放射源的档案资料，包括生产厂家、出厂日期、数量、规格、源的编码、活度、放射源在源架的位置等，特别要做好待倒装源和在用源位置的确认，倒装源数量确认，倒装过程要记录倒装数量，拍摄影像资料，确认数量后再装入铅罐，消除放射源失控的潜在风险。

3.2 屏蔽容器的选择与合理利用屏蔽容器的容积

根据GB 11806-2004《放射性物质安全运输规程》包装容器铅罐外表面上任一点的最高辐射水平应不超过2 mSv /h规定，倒装源利用现有铅罐，铅罐的直径640 mm，高800 mm，内腔直径160 mm，内腔高200 mm，铅罐壁厚240 mm，其减弱倍数1 × 10^6[5]，经估算铅罐最大装源活度为5.834 × 10¹⁴ Bq，可以满足盛装总活度7.877 × 10¹³Bq的18枚源的屏蔽要求，盛装后铅罐表面剂量率为0.27 mSv /h。为了合理利用铅罐内腔，并考虑便于放射源最后处置，制作了放射源的摆放花篮(直径145mm、高90mm)，在花篮隔架上均匀布孔(直径17 mm)，放射源逐一插入花篮的孔中，做到回收的放射源摆放整齐，数目一目了然。

3.3 井水可视度的保障

倒装作业要在3.5 m深的水底进行，井水水质要清澈见底，井水底部无沉淀物或其他杂物影响，铅罐入水前要冲洗掉表面的灰尘，现场安装无影灯，为作业人员提供良好的视觉环境，便于准确操作，防止遗漏放射源事件的发生，并为缩短作业时间提供良好条件。

3.4 设定作业的个人剂量限值

对倒装源工作现场的剂量场进行监测与评估，作业前监测贮源井井水表面的剂量率、倒装作业位置的剂量率，经检测井水表面的最大剂量率3.90 × 10^-7Gy /h，按照倒转作业三天24 h计算，预估倒装时个人的受照剂量9.36 μSv; 另外加上铅罐顶盖固定、铅罐吊装与轨道运输人员近距离作业需2 h，按照运输容器表面剂量率小于2 mSv /h，预计铅罐固定运输时人员的受照剂量4 mSv; 因此，设定整个作业过程的个人剂量限值为5 mSv。

3.5 防止倒源现场出现意外大剂量照射

应配置多重冗余的辐射监测警报仪，防止单一种类探测器在大剂量场发生堵塞而报出假数据。首先利用辐照装置在线的WF-103 γ辐射监测仪(GM探测器)，在辐照室放置一台FD3013B辐射监测仪[NaI(TI)探测器]，再配备一台跟踪监测用便携式FH40G-FHZ672 (NaI (TI)探测器)，倒装作业人员在佩戴热释光剂量计基础上，再佩戴FJ 2000(GM探测器)个人剂量报警仪，仪器报警阈值均设为2.5 μSv /h，通过使用不同种类探测器，只要任一仪器报警，就立即停止作业针对原因采取措施。

3.6 意外照射的作业环节跟踪监测

对从井中取出套管、吊出铅罐等18枚超出寿期的放射源分布辐照装置花篮上12根套管(直径18 mm、长300 mm)中，从花篮上取下套管倒出源后，将套管提出水井的过程，套管中的源有可能未完全倒出，在上提套管过程中要跟踪监测，一旦发现仪器监测的剂量率有增高的趋势，迅速将套管放入井水，将残留的放射源倒出，防止超剂量照射事件发生。另外，在装源铅罐上提时，也存在顶盖未放好剂量高的情况，也要跟踪进行监测。

3.7 作业人员操作熟练

作业人员操作长柄钳技能要熟练，倒装源使用的长柄钳约4.5 m长，在水深3.5 m井底，夹取直径15 mm、长90 mm放射源插放在花篮直径17 mm、长90 mm的孔内，技能熟练的人员倒装一枚源的时间能缩短在几分钟内，从而降低人员所受剂量。

3.8 剂量控制

做好铅罐吊装、铅罐顶盖固定、铅罐用轨道运出辐照室等需要人员近距离接触铅罐作业的优化，选择包装容器时，应满足装入18枚源后表面上任一点剂量率＜2 mSv /h，在屏蔽容器吊出水面时及时测量表面剂量率，评估人员受到的剂量，尽可能缩短人与铅罐的接触时间，确保人员受照剂量在5 mSv限值范围内。

4 小结

在静态钴源辐照实验装置达到寿期源回取回收实际操作过程中，贯彻剂量限制和潜在照射危险限制、辐射防护与安全最优化原则^[6]，执行安全与防护优化的方案，在放射源档案资料清楚情况下，选择符合屏蔽要求包装容器，保障水质、井下照度作业条件，根据估算和实测的辐射水平设定个人剂量限值(5 mSv); 现场配置多重冗余的辐射监测报警仪(剂量阈值为2.5 μSv /h)，以防范大剂量照射事件的发生; 倒装作业全程系安全带，防止人员意外跌入井中受到大剂量照射(近距离接触1.042 × 10¹⁵ Bq放射源)危险，对可能引发意外照射的装源套管和装源铅罐从井底提出过程进行了跟踪监测，通过这些措施防止潜在照射事件的发生。同时，通过作业条件的水质、作业照明保障，创造良好的作业环境，选择能熟练操作长柄钳作业人员操作等，缩短倒装作业时间。整个过程未发生超剂量照射时间，测得参加倒装及铅罐运输全过程作业人员个人受照的最大剂量为0.05 mSv，达到了预期尽可能降低作业人员受照剂量目的。

通过对钴源辐照装置超期服役源回取回收工作安全与防护的优化设计，指导完成了放射源的安全回收，杜绝了潜在照射事故，在5 mSv剂量限值范围内，将人员受照剂量降到合理可行尽量低的水平，使辐射防护最优化在倒源操作中得到良好实施。