鈷-60輻照裝置事故分析與改進(jìn)

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(jìn)

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(jiǎn)要介紹了目前商用工業(yè)鈷-60輻照裝置的構(gòu)成與運(yùn)行機(jī)理。對(duì)國(guó)內(nèi)外鈷-60輻照裝置的4起事故進(jìn)行了匯總，對(duì)部分典型事故進(jìn)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(xiàng)創(chuàng)新措施，即設(shè)置金剛石膜的探測(cè)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(jìn)措施

1 引言

隨著社會(huì)的快進(jìn)步，輻射應(yīng)用技術(shù)的推廣，輻照裝置目前已被廣泛的應(yīng)用。它利用衰變過(guò)程中釋放的高能射線對(duì)食品、藥品、化工產(chǎn)品、生物制品等進(jìn)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(qiáng)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(duì)幾例典型事故進(jìn)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(duì)后續(xù)安全措施進(jìn)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(jī)構(gòu)故障 ,信號(hào)誤報(bào)警 ,值班員誤判斷 ,人為斷開(kāi)報(bào)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(jī)構(gòu)故障 ,未佩戴個(gè)人劑量計(jì) ,違章繞過(guò)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(dá)到90萬(wàn)居里，然而為了一貫的提高輻照利用率，而犧牲了安全保護(hù)措施，沒(méi)有在源板外側(cè)加焊合金擋板，致使貨物經(jīng)過(guò)時(shí)，貨門(mén)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(dǎo)致貨門(mén)不緊，貨物在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候?qū)㈤T(mén)擠出，傾倒在源板上，卡住放射源；3）應(yīng)急措施不夠完善，對(duì)發(fā)生事故的預(yù)案欠缺導(dǎo)致卡源48天才被解決，明知?jiǎng)┝坷鄯e會(huì)照成貨物起火卻沒(méi)做充分準(zhǔn)備導(dǎo)致燒毀后的貨物嚴(yán)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(wàn)居里，與廣州輻照中心一樣，沒(méi)有焊接合金擋板，貨物落在井口上卡住了源的下降；2）沒(méi)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(méi)有成熟的預(yù)案它造成了嚴(yán)重的社會(huì)不良效應(yīng)。事故發(fā)生后，公司領(lǐng)導(dǎo)一再隱瞞狀況，導(dǎo)致部分群眾在各信息平臺(tái)憑空猜測(cè)，夸大事實(shí)，以至于當(dāng)?shù)厝罕娂w遷移，產(chǎn)生了極不安定的因素，造成了相當(dāng)壞的社會(huì)后果。

3 安全改造

3.1 環(huán)境監(jiān)控

對(duì)于環(huán)境，我們可以引入金剛石膜的探測(cè)器。從探測(cè)器信號(hào)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(méi)有引起金剛石探測(cè)器電信號(hào)的下降， 在γ射線的連續(xù)照射劑量達(dá)到10.32C/kg時(shí)， 沒(méi)有觀測(cè)到探測(cè)器信號(hào)電流／電荷收集效率的下降。因此我們就可以隨時(shí)檢測(cè)輻射室內(nèi)環(huán)境的定點(diǎn)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(guó)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(hào)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(shí)也強(qiáng)化了對(duì)裝置運(yùn)行的監(jiān)控。輻照裝置運(yùn)行時(shí)，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(wàn)居里，升源后，屋頂離源板1.2米，墻厚2米。

我們?cè)谠窗迳戏浇⒁粋€(gè)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(yuǎn)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(shí)康普頓散射占優(yōu)勢(shì)。經(jīng)多次散射后，γ光子能量逐漸下降直至光電效應(yīng)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(jiàn)光能量低，大致在1.61eV～3.10eV之間，波長(zhǎng)在770～390納米間，根據(jù)波粒二象性，可知此時(shí)波的效果相對(duì)更加明顯。

水中傳播問(wèn)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(dá)2～4個(gè)衰減長(zhǎng)度，視場(chǎng)角約為40°，5米以下都具有利用價(jià)值，“奧林巴斯μ550WP”攝像機(jī)就可達(dá)到3米左右。這說(shuō)明了我們僅把攝像頭放在去離子水管道中進(jìn)行攝像是完全可行的。

由于能量為1.25MeV時(shí)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(cè)點(diǎn)無(wú)屏蔽層時(shí)的劑量D。

K-屏蔽體的有效減弱倍數(shù)；D-無(wú)屏蔽體情況下探測(cè)點(diǎn)的劑量； -屏蔽體外探測(cè)點(diǎn)所在區(qū)域的劑量約束值

為了以下計(jì)算保守起見(jiàn)，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(qiáng)外經(jīng)測(cè)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(dá)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(lái)屏蔽。由于墻體厚2米，因而我們?cè)诠艿莱醵渭恿擞糜诿荛]的高透射鉛玻璃。完全可以達(dá)到屏蔽要求

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)鈷-60輻照裝置的事故分析，在前人基礎(chǔ)上，運(yùn)用了新方法，新思想合理地提出了四項(xiàng)改進(jìn)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(jì)性的方法。只有完善的設(shè)計(jì)，完整的防護(hù)，嚴(yán)格的管理與人員培訓(xùn)。這樣軟件和硬件都達(dá)標(biāo)，方可保輻照裝置的長(zhǎng)期安全運(yùn)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(guó)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(jì)安全準(zhǔn)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(guó)輻射衛(wèi)生,2006,15(01):67-69.