压水堆燃料元件生产线化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度分析与评价--中国期刊网

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压水堆燃料元件生产线化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度分析与评价

发表时间：2020/3/2 来源：《防护工程》2019年19期作者：赵可桢

[导读] 本文统计分析了2013-2017年压水堆燃料元件生产线化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度监测的结果，并对工作场所的辐射状况做出了评价。

赵可桢
        中核建中核燃料元件有限公司四川宜宾 644000
        摘要：本文统计分析了2013-2017年压水堆燃料元件生产线化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度监测的结果，并对工作场所的辐射状况做出了评价。结果表明：化工转化车间工作场所辐射状况良好，α放射性气溶胶浓度小于国家限值，工作人员的职业健康能得到有效保障。
        关键词：气溶胶浓度监测评价


        1 引言
        压水堆燃料元件生产所使用的原料是富集度小于5%的铀化合物，在生产过程中，这些低富集度的铀化合物有可能泄漏、溢出并悬浮在工作场所空气中形成α放射性气溶胶，对某一范围内的现场空气造成一定程度的污染。这种污染除了直接对工作人员产生外照射伤害之外，还可能通过吸入、食入、皮肤或伤口侵入等途径进入工作人员体内产生内照射伤害。因此，我们应该对压水堆燃料元件生产线工作场所空气中α放射性气溶胶浓度进行监测、分析和评价，以衡量工作场所的辐射卫生状况，评估当前使用的辐射防护手段的有效性，并采取有效措施降低工作场所空气中α放射性气溶胶的浓度，减少工作人员受到的内、外照射，确保工作人员的职业健康。
        2 监测方法
        空气中α放射性气溶胶浓度监测主要分为两部分，一是α放射性气溶胶样品的采集；二是α放射性气溶胶浓度的测量。
        2.1 采样方法
        α放射性气溶胶样品使用过滤法进行采集。在预定场所按预先规定的采样流量、采样时间和采样周期进行采样，采样点应设置在工作人员操作点附近，样品采集头应置于工作人员呼吸带位置[1]。
        2.2 测量方法
        α放射性气溶胶浓度使用衰变法进行测量。将从压水堆燃料元件生产线工作场所采集的α放射性气溶胶样品放置4天，待其短寿命放射性核素（主要是环境中的天然放射性物质氡、钍及其子体）衰变完成后，用四路低本底测量仪测量其放射性衰变计数，根据采样体积、温度、气压、测量装置的本底、探测效率、采样滤膜的自吸收系数、过滤效率等计算出α放射性气溶胶浓度[2]。
        3 质量控制
        为确保α放射性气溶胶浓度的监测质量，我们制定了以下质量控制措施：
        （1）定期对采样方案及采样操作规程进行评估，确保其有效性、适宜性；
        （2）定期对测量人员进行培训和考核，确保其具备相应的能力；
        （3）采样必须按照采样方案所规定的位置、频次和采样操作规程所规定的采样步骤进行操作，记录好采样时的工况条件；
        （4）正确安放、收取滤材，不得用手直接拿摸滤材，避免人为污染；
        （5）样品不得重叠、翻倒或直接暴露于空气中，必须存放于样品盒内避光隔热保存，避免交叉污染；
        （6）取样及测量过程中使用的计量器具、测量设备和标准物质在投入使用前及维修后，应检定、校准其性能和特性参数，经有资格的检定人员签发合格证后方可使用，未经检定或检定合格证过期的仪器不得使用；
        （7）每月抽取10-20%的样品作为质量控制样品，由不同人员进行重复测量；
        （8）在整个监测过程中，应保持测量结果具备可追踪的能力[3]。
        4 分析、评价范围和评价标准
        4.1 分析、评价范围
        本文主要通过对2013-2017年5年间压水堆燃料元件生产线化工转化车间（以下简称化工转化车间）空气中α放射性气溶胶浓度监测数据进行分析以评价工作场所的辐射状况（评价所用数据为2013-2017年化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度常规监测数据）。
        4.2 评价标准
        本文评价标准是依据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）和国家核安全主管部门批准的限值，以导出空气浓度DAC作为评价标准。对铀-235富集度为5%的铀化合物，S类化合物DAC值为1.24Bq/m3；M类化合物DAC值为4.07Bq/m3；F类化合物DAC值为13.1Bq/m3。
        5 放射性气溶胶浓度结果分析评价
        5.1 常规数据分析
        我们对2013-2017年5年间化工转化车间空气中α放射性气溶胶进行了统计，得到年平均浓度统计表及趋势图如下表1、图1所示。
        表1 2013-2017年α放射性气溶胶年平均浓度监测结果表
        年份 2013 2014 2015 2016 2017
        浓度值(Bq/m3) 0.20 0.18 0.17 0.16 0.15

        图1 2013-2017年α放射性气溶胶年平均浓度监测结果趋势图
        从表1、图1可以看出，化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度总体较低，且各年之间波动不大，说明化工转化车间一直处于正常且稳定的生产状态。
        对化工转化车间各生产岗位空气中α放射性气溶胶浓度进行统计，结果如图2-图6所示。


        图3 2013-2017年出料岗位α放射性气溶胶浓度监测结果图
        出料岗位在出料时会造成少量放射性物质溢出，因每年化工转化车间的产量不同，所以2013-2017年该岗位空气中α放射性气溶胶浓度波动较大，但总体还是处于一个较低的水平。


        图6 2013-2017年均匀化岗位α放射性气溶胶浓度监测结果表图
        均匀化岗位需要频繁进料和取样分析，开放性操作较多，放射性物质容易溢出并扩散到空气中，2013-2017年该岗位空气中α放射性气溶胶浓度整体处于一个相对较高的水平，但随着生产工艺的改进和管理的加强，该岗位空气中α放射性气溶胶浓度呈现逐年递减的趋势。
        从图2-6中还可以看出2013-2017年化工转化车间各岗位空气中α放射性气溶胶浓度在0.006-0.3个DAC之间，远低于1个DAC，符合国家核安全主管部门对工作场所放射性气溶胶浓度的规定限值。
        5.2 超限数据分析
        2013-2017年化工转化车间共采集常规监测数据6123个，其中超限数据7个，超限数据占比0.11%。对超限数据的具体岗位进行统计可以得出下表。
        表2 超限数据情况统计表

        从表2中能看出，化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度超限数据占比极低，且超限情况均为临时检修和临时更换配件等异常操作所致，说明在车间正常生产的情况下，工作场所空气中的放射性气溶胶浓度均能控制在国家核安全主管部门规定的限值之内。
        通过对具体的监测数据和车间现场生产状况的调查分析，可以总结出影响化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度的几个主要原因：
        （1）化工转化车间主要为密闭操作，放射性物质一般都在管道中流动，但在一些开放性操作较多的岗位（如进、出料岗位），放射性物质容易泄露到工作场所中；
        （2）正常生产期间进行临时检修，增加了放射性物质外泄的几率；
        （3）部分工作人员没有按照操作规程进行操作，造成放射性物质泄露或洒出；
        （4）部分岗位局部排风系统的作用不是很明显，造成岗位产生的放射性物质没有被抽入排风管道，而是扩散到工作场所中；
        （5）转运物料时各岗位之间的物流通道门关闭不及时，造成岗位之间空气的交叉污染；
        （6）部分设备密封性能不够好，内部负压达不到要求，造成放射性物质泄露到工作场所中。
        6 对策及效果验证
        为进一步加强监督管理，将工作场所空气中α放射性气溶胶浓度控制在更合理的水平，更好的保证工作人员的健康和安全，我们在2017年底针对发现的问题做出了以下相应的对策：
        （1）在开放性操作较多的岗位采取增加隔断等措施，避免放射性粉尘进入工作场所中；
        （2）加强设备维护保养并引入点检制度，保证设备的长期稳定运行，减少临时检修的次数；
        （3）严格按操作程序工作，尽量避免人为操作失误造成的物料泄漏，在物料转移前对物料存储罐表面进行清洁，避免放射性物质在转运过程中进入工作场所空气中；
        （4）采取针对性的措施，优化排风管道设计，提高局部排风系统的作用，确保现场空气及时得到稀释和净化；
        （5）转运物料时及时关闭各岗位间的物流通道门，减少岗位之间因空气流动而产生的交叉污染；
        （6）进行工艺技改解决设备密封性问题，避免设备内部的放射性物质进入工作场所空气中。
        表3 2018年各岗位α放射性气溶胶浓度监测结果表

        我们统计了2018年1-3月化工转化车间各岗位空气中α放射性气溶胶的浓度值如表3所示，从表3中可以看出，各岗位空气中α放射性气溶胶浓度均得到了有效的降低，说明我们采取的措施是行之有效的。
        7 结论
        通过对2013-2017年5年间压水堆燃料元件生产线化工转化车间空气中α放射性气溶胶浓度监测数据的分析，可以看出化工转化车间工作场所辐射状况良好，空气中α放射性气溶胶浓度小于国家限值，符合辐射防护法规及国家卫生标准的有关规定。这说明我们对生产现场采取的辐射防护措施是行之有效的，在压水堆燃料元件生产线化工转化车间运行期间，工作人员的职业健康能得到有效保障。
        参考文献：
        1.国防科学技术工业委员会. 铀加工和核燃料元件制造厂的职业辐射监测规定: EJ623—2005[S].
        2.国营八一二厂标准化委员会.工作场所空气中α放射性气溶胶浓度监测: Q/LHB3-331-2001[S].
        3.国家环境保护总局.电离辐射监测质量保证一般规定: GB8999-1988[S].