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摘要:以核技術(shù)應(yīng)用過程中使用的若干類密封放射源為對(duì)象，針對(duì)放射源暫存庫的特點(diǎn)從工藝技術(shù)方案、布局要求、庫體形式選擇、庫坑設(shè)計(jì)等方面入手，總結(jié)了放射源暫存庫設(shè)計(jì)過程中值得注意的一些問題，以供工程設(shè)計(jì)人員參考。

關(guān)鍵詞:放射源，工藝設(shè)計(jì)，蓋板設(shè)計(jì)

1概述

隨著核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與核技術(shù)進(jìn)步，放射源廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、地質(zhì)、勘探與開采、工業(yè)探傷、無損檢測(cè)、機(jī)械制造與安裝、建材、冶金、儀表等各行各業(yè)，放射源的應(yīng)用為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、保障人民健康做出了重大貢獻(xiàn)。在取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的同時(shí)，我國(guó)放射源丟失、被盜或失控和放射性污染事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重危害著社會(huì)安定和環(huán)境安全。放射源的安全儲(chǔ)存和管理尤其是密封放射源的安全管理已成為了我國(guó)環(huán)保部門重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。因此，為便于密封放射源的集中存放和安全管理，非常有必要建立針對(duì)放射源暫存的密封放射源暫存庫。

2工藝技術(shù)方案研究與設(shè)計(jì)

放射源暫存庫工藝設(shè)計(jì)應(yīng)保證滿足放射源庫運(yùn)行、檢修和退役過程中，放射源的接收、運(yùn)輸、存放、取源、外運(yùn)、去污與拆除等活動(dòng)所需的系統(tǒng)、設(shè)備、儀器、搬運(yùn)工具的需求。源庫應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，滿足周轉(zhuǎn)使用的需求。

2．1設(shè)計(jì)原則

1)遵循國(guó)家有關(guān)建設(shè)項(xiàng)目的程序和規(guī)定。2)采用安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的工藝路線和設(shè)備，源庫內(nèi)的工藝配置做到布局合理、操作管理方便、可實(shí)施性強(qiáng)。3)建立安全保衛(wèi)系統(tǒng)，確保放射源的安全管理。4)對(duì)放射源暫存庫實(shí)行信息化管理。5)確保工作人員和公眾所受的輻射劑量滿足規(guī)范的要求。

2．2放射源存取工藝流程及布局要求

1)放射源存取工藝流程。源庫接收的放射源應(yīng)符合GB4075—2009密封放射源一般要求和分級(jí)［1］的要求。2)源庫布局要求。放射源暫存庫的布局應(yīng)根據(jù)放射源的數(shù)量和類型的具體情況，合理設(shè)置放射源裝卸區(qū)和放射源貯存區(qū)。放射源貯存區(qū)可分為γ源存放區(qū)、中子源存放區(qū)、刻度尺和探傷機(jī)存放區(qū)等，必要時(shí)可增設(shè)特殊放射源(較高活度或較高劑量)存放區(qū)。同時(shí)，放射源暫存庫還需設(shè)置用于執(zhí)行放射源管理登記、輻射監(jiān)測(cè)儀器及衛(wèi)生用品和工具材料等貯存的輔助功能間，主要包括:登記室、更衣室、工具間、通風(fēng)機(jī)房和配電間等。放射源暫存庫的布置原則可歸納為以下幾點(diǎn):1)不同種類放射源應(yīng)分開存放;2)高活度的放射源應(yīng)存放在有屏蔽蓋板的貯源坑內(nèi)。活度較低或半衰期較短的放射源可以放置在地面上的鐵柜中;3)對(duì)高活度放射源應(yīng)考慮盡量縮短其搬運(yùn)距離，其存放區(qū)應(yīng)有適當(dāng)?shù)钠帘未胧?4)各區(qū)需留有一定的距離，以便于日常的檢查、回取和轉(zhuǎn)運(yùn);5)應(yīng)采取措施加強(qiáng)對(duì)放射源的安全保衛(wèi);6)排風(fēng)機(jī)房的布置應(yīng)靠近需要排風(fēng)的貯源坑;7)活度大于37GBq的放射源，應(yīng)一源一坑，單獨(dú)存放。

3放射源暫存庫設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3．1庫體形式選擇

放射源暫存庫庫體形式分為地上式、地下式、半地上式三種。庫體形式的選擇需結(jié)合項(xiàng)目所在地環(huán)境、氣候、水文、地質(zhì)、地震等因素綜合考慮。我國(guó)東部及南部地區(qū)一般選用地上式，西部及北部地區(qū)一般選用地下式。三種形式示意圖見圖1。GBZ142［2］和SY6322［3］中均對(duì)貯源坑做出了規(guī)定，貯源坑深度不應(yīng)小于1．2m，其上口應(yīng)高出地面100mm～150mm。筆者認(rèn)為從設(shè)計(jì)角度講，由于放射源暫存庫均采用無水消防，可將源庫貯存區(qū)設(shè)計(jì)為高出周圍地面15cm以上的高臺(tái)，庫坑上口可與臺(tái)面平齊。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有:1)貯源區(qū)域平整，便于存、取源操作;2)未凸出周圍地面，有效避免坑口碰損;3)增加非常規(guī)情況蓋板開啟的難度，有效防止放射源被盜。

3．2庫坑設(shè)計(jì)

庫坑設(shè)計(jì)包括庫坑形狀選擇和庫坑蓋板設(shè)計(jì)等。

3．2．1庫坑形狀設(shè)計(jì)貯源坑一般設(shè)計(jì)為方形庫坑和圓形庫坑兩種，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)見表1。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際工程條件、放射源源項(xiàng)、工程預(yù)算等因素綜合考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3．2．2庫坑蓋板設(shè)計(jì)1)蓋板材料選擇。常用的蓋板材料包括:混凝土、鐵、鉛、水封、硼、聚乙烯、石墨、氫化鋰、鎢合金、貧化鈾等，蓋板材料的選擇既要考慮到材料的輻射防護(hù)性能，也要綜合考慮材料的物理化學(xué)性能，可加工性，材料成本等因素，一般來講，貯存γ源的源坑蓋板材料通常選用混凝土、鋼材和鉛板中的一種或多種組合設(shè)計(jì);貯存中子源的源坑蓋板材料通常選用石蠟、混凝土、含硼聚乙烯、碳化硼鋁等。2)蓋板形狀設(shè)計(jì)。為滿足輻射屏蔽需求，庫坑及蓋板周邊均要設(shè)計(jì)成企口［4］;為保護(hù)蓋板周邊不會(huì)因吊運(yùn)撞擊造成邊角損壞，蓋板的周邊和企口處、墻與蓋板的結(jié)合處應(yīng)設(shè)覆面或包鑲角鋼;企口有“倒梯形”和“T形”兩種，見圖2。建議蓋板設(shè)計(jì)為單級(jí)或多級(jí)倒梯形，見圖3，這樣的優(yōu)點(diǎn)是在蓋板閉合時(shí)，蓋板可直接滑入企口，避免蓋板的邊角和庫坑發(fā)生直接碰撞，有利于減小蓋板遠(yuǎn)程啟閉操作的難度。3)蓋板吊耳設(shè)計(jì)。a．蓋板吊耳個(gè)數(shù)設(shè)置。圓形蓋板吊耳個(gè)數(shù)可設(shè)置成一個(gè)或三個(gè)，方形蓋板吊耳則至少設(shè)置兩個(gè)以上。蓋板吊鉤不宜高出地面，吊鉤部位要求光滑和便于去除放射性污染。b．吊耳形式設(shè)計(jì)。蓋板吊耳可設(shè)計(jì)為固定內(nèi)凹式、固定外凸式和旋轉(zhuǎn)外凸式三種，詳見圖4。固定內(nèi)凹式平整，美觀，但加工困難，尤其是在蓋板較薄的情況下;固定外凸式;旋轉(zhuǎn)外凸式結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。在近年的工程應(yīng)用中，有報(bào)道蓋板采用無吊耳設(shè)計(jì)，將蓋板預(yù)埋鋼板，吊車吊鉤采用電磁吸盤方式進(jìn)行蓋板的啟閉操作。4)蓋板屏蔽設(shè)計(jì)。根據(jù)庫坑存儲(chǔ)的不同類型和級(jí)別的放射源的源項(xiàng)需進(jìn)行相應(yīng)的蓋板屏蔽設(shè)計(jì)。張?jiān)茲龋?］在放射源庫的設(shè)計(jì)中，針對(duì)若干種密封放射源，設(shè)計(jì)了一種保守、簡(jiǎn)便的屏蔽計(jì)算方法，滿足國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求，本文不再贅述。

3．3放射源存取流程及主要設(shè)備(吊裝工具)

應(yīng)根據(jù)放射源庫中最大件的重量、尺寸、放射性活度水平及存、取源工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和搬運(yùn)操作條件，選取合適的搬運(yùn)設(shè)備，如吊車(數(shù)控或手動(dòng))、叉車(電動(dòng)或手動(dòng))、電瓶車、手推小車等。對(duì)放射源搬運(yùn)設(shè)備的基本要求如下:1)操作簡(jiǎn)單，行走平穩(wěn)、安全可靠;2)定位準(zhǔn)確;3)滿足放射源存取高度要求;4)起重能力滿足最重件的吊裝要求;5)與外包裝、抓具、栓固件相匹配。采用的工器具的基本要求如下:1)操作簡(jiǎn)單，安全可靠;2)有足夠的強(qiáng)度;3)有可靠的自鎖或栓固機(jī)構(gòu);4)與容器(吊籃、外包裝)和搬運(yùn)設(shè)備相匹配;5)無尖銳棱角、毛刺，以免損壞容器和傷害人員。

4結(jié)語

放射源的安全儲(chǔ)存和管理已成為了我國(guó)環(huán)保部門重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。放射源暫存庫的設(shè)計(jì)需從管理、衛(wèi)生、安防、環(huán)保、消防等多個(gè)角度統(tǒng)籌考慮。建議我國(guó)盡快制定針對(duì)放射源暫存庫選址、設(shè)計(jì)與建造相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

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作者：苗獻(xiàn)鋒 劉虎平 王學(xué)思 范永梅 郭勝輝 邢建鋒 高朋杰 單位：中核第四研究設(shè)計(jì)工程有限公司