鈷-60輻照裝置事故分析與改進

王 洪,李 棟（山東萊州華電萊州發(fā)電有限公司,山東 萊州 261400）

鈷-60輻照裝置事故分析與改進

王 洪,李 棟
（山東萊州華電萊州發(fā)電有限公司,山東 萊州 261400）

文章簡要介紹了目前商用工業(yè)鈷-60輻照裝置的構(gòu)成與運行機理。對國內(nèi)外鈷-60輻照裝置的4起事故進行了匯總，對部分典型事故進行了詳述，深入透徹地分析了事故的原因。并且合理地提出了2項創(chuàng)新措施，即設(shè)置金剛石膜的探測器、添加攝像頭裝置。并且予以可行性的證明。

鈷-60裝置;事故匯總;監(jiān)控;改進措施

1 引言

隨著社會的快進步，輻射應用技術(shù)的推廣，輻照裝置目前已被廣泛的應用。它利用衰變過程中釋放的高能射線對食品、藥品、化工產(chǎn)品、生物制品等進行殺毒滅菌或保鮮改性等。雖然鈷-60輻照裝置的可靠性頗佳，然而鈷-60的強放射性以及近些年仍有有不同程度的事故發(fā)生，我們不得不予以高度重視。文章對幾例典型事故進行分析。在不降低裝置目前利用率的基礎(chǔ)上提出若干建議對后續(xù)安全措施進行了加固研究的探索。

2典型事故與分析

2.1事故匯總

1990年6月,以色列，裝源12.6 PBq 輸送機構(gòu)故障 ,信號誤報警 ,值班員誤判斷 ,人為斷開報警電纜線 ,誤入。受到10～15 G y 輻照劑量,1人受照死亡。

1991年10月,白俄羅斯，裝源28.1 PBq 。輸送機構(gòu)故障 ,未佩戴個人劑量計 ,違章繞過安全設(shè)施 ,誤入 。受到11～18 G y 輻照劑量,1人受照死亡。

2.2 事故分析

（1）廣州輻照中心事故分析。1）裝置裝源量達到90萬居里，然而為了一貫的提高輻照利用率，而犧牲了安全保護措施，沒有在源板外側(cè)加焊合金擋板，致使貨物經(jīng)過時，貨門倒下后直接落在源板上，源板被卡住從而不能照常提升；2）貨架壞損失修，導致貨門不緊，貨物在運動的時候?qū)㈤T擠出，傾倒在源板上，卡住放射源；3）應急措施不夠完善，對發(fā)生事故的預案欠缺導致卡源48天才被解決，明知劑量累積會照成貨物起火卻沒做充分準備導致燒毀后的貨物嚴重堵住迷道。

（2）河南杞縣利民輻照廠事故分析。1）裝源量20萬居里，與廣州輻照中心一樣，沒有焊接合金擋板，貨物落在井口上卡住了源的下降；2）沒有很好的降溫措施，致使貨物起火，大大增加了事故解決難度；3）在這次事故中，特別要提出的是由于沒有成熟的預案它造成了嚴重的社會不良效應。事故發(fā)生后，公司領(lǐng)導一再隱瞞狀況，導致部分群眾在各信息平臺憑空猜測，夸大事實，以至于當?shù)厝罕娂w遷移，產(chǎn)生了極不安定的因素，造成了相當壞的社會后果。

3 安全改造

3.1 環(huán)境監(jiān)控

對于環(huán)境，我們可以引入金剛石膜的探測器。從探測器信號電流隨γ射線連續(xù)照射劑量的變化曲中得知：劑量率為3.7×C/( kg?s)、 能量為1.25MeV的γ輻射并沒有引起金剛石探測器電信號的下降， 在γ射線的連續(xù)照射劑量達到10.32C/kg時， 沒有觀測到探測器信號電流／電荷收集效率的下降。因此我們就可以隨時檢測輻射室內(nèi)環(huán)境的定點照射劑量，最有效的使輻照裝置在監(jiān)控之下。

3.2 程序監(jiān)控

鈷-60輻照事故中，國內(nèi)外多起人員誤入輻照室受輻射傷害事故都與安全控制、 聯(lián)鎖系統(tǒng)失靈有關(guān)。

程序監(jiān)控是檢查各種安全裝置、 源升降聯(lián)鎖系統(tǒng)、 信號指示系統(tǒng)的有效性 ,以避免各安全控制裝置、 聯(lián)鎖系統(tǒng)失靈 ,造成工作人員的誤判斷而受輻射危害。

3.3 增加設(shè)施

攝像頭裝置。在輻照室水井上方添加攝像頭裝置，不僅能夠?qū)κ鹿实慕鉀Q起到至關(guān)重要的作用，同時也強化了對裝置運行的監(jiān)控。輻照裝置運行時，照射量是很大的，很容易直接損壞攝像頭。以某農(nóng)科院鈷60輻照裝置為例，裝源22萬居里，升源后，屋頂離源板1.2米，墻厚2米。

我們在源板上方建立一個含微型的去離子水管道，管道又不銹鋼合金組成，內(nèi)壁浸上反光油漆。近輻射源兩端端用高透光鉛玻璃密封，遠離輻照源一端，將攝像頭置于水中。

首先我們從原理上分析這種方法的可行性。1.25MeV的γ射線在水中時康普頓散射占優(yōu)勢。經(jīng)多次散射后，γ光子能量逐漸下降直至光電效應占有而被吸收掉，所以產(chǎn)物都是電子，在水分子中很容易被減弱掉。然而可見光能量低，大致在1.61eV～3.10eV之間，波長在770～390納米間，根據(jù)波粒二象性，可知此時波的效果相對更加明顯。

水中傳播問題就是水中光散射、光吸收特性引起的光量下降，一般水下觀察距離可達2～4個衰減長度，視場角約為40°，5米以下都具有利用價值，“奧林巴斯μ550WP”攝像機就可達到3米左右。這說明了我們僅把攝像頭放在去離子水管道中進行攝像是完全可行的。

由于能量為1.25MeV時能量通量密度與劑量率的轉(zhuǎn)化因子=1.765(mSv/h)/[MeV/()]，則轉(zhuǎn)換可求得該探測點無屏蔽層時的劑量D。

K-屏蔽體的有效減弱倍數(shù)；D-無屏蔽體情況下探測點的劑量； -屏蔽體外探測點所在區(qū)域的劑量約束值

為了以下計算保守起見，我們選取離源平面42厘米處的劑量20KGy為離源1.2米處的上方的劑量。

而屏蔽強外經(jīng)測量，起劑量為10mSv，在此劑量下，攝像頭正常工作，不受輻射的影響。

所以現(xiàn)在要求經(jīng)去離子水屏蔽后到達攝像頭的劑量為10mSv。

所以K==2.0

即減弱倍數(shù)要為2.0

經(jīng)查上表可得需要287厘米的水層來屏蔽。由于墻體厚2米，因而我們在管道初段加了用于密閉的高透射鉛玻璃。完全可以達到屏蔽要求

4 結(jié)論

通過對鈷-60輻照裝置的事故分析，在前人基礎(chǔ)上，運用了新方法，新思想合理地提出了四項改進措施，并且從理論上證明其完全可靠、可行，此外還初步提出了提高經(jīng)濟性的方法。只有完善的設(shè)計，完整的防護，嚴格的管理與人員培訓。這樣軟件和硬件都達標，方可保輻照裝置的長期安全運行。

[1]武齊心,程豐民,王榮鎖.某鈷-60輻照裝置超劑量照射事故與分析[J].中國輻射衛(wèi)生,2008,17(01):68-69.

[2]GB17279-1998，水池貯源型輻照裝置設(shè)計安全準則[s].

[3]金輝.鈷源輻照裝置的安全監(jiān)控與事故防范[J].中國輻射衛(wèi)生,2006,15(01):67-69.