輻射防護最優化技術在某反應堆退役中的實踐

楊坤　李睿之

摘 要：利用輻射防護最優化軟件visiplan對某反應堆放射性廢液儲存罐的退役方案進行最優化分析，計算了不同場景下的工作人員的累積吸收劑量，并進行利益-代價分析。通過對比及綜合分析，提出了最優的退役方案，不僅產生的二次廢物最少，而且能夠最大程度地降低人員受照劑量。實踐表明，輻射防護最優化技術可以在核設施退役中為優化輻射防護方案，完善應急處置預案等提供技術支持，同時，為提升我國核設施退役科技水平，縮小與發達國家之間的差距發揮重要的作用。

關鍵詞：輻射防護最優化 反應堆 退役

中圖分類號：TL943 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0059-02

輻射防護最優化原則是指在實施某項輻射實踐的過程中，對可能采取的幾種方案進行選擇時，考慮了經濟和技術等因素后，將輻射照射保持在合理達到的盡可能低的水平，即ALARA（As Low As Reasonably Achievable）原則。在結構復雜、工作場所輻射分布復雜的反應堆中開展ALARA分析很困難。隨著計算機技術的發展，各種ALARA分析軟件被開發出來，提高了工作效率。利用visiplan4.0對某反應堆放射性廢液罐的拆除方案進行了ALARA分析。

1 ALARA分析工具介紹

Visiplan4.0是比利時核能研究中心開發的ALARA分析軟件。該軟件提供了多種形狀的放射源和核素，通過設定工作人員的操作時間和操作方式等，計算工作人員完成某項工作所受劑量。該軟件計算過程可分為4步，第一步：建立工作環境和對象的3D模型，并定義放射源種類和活度；第二步：按照事先設定好的方案規劃路徑和人員數量等信息；第三步：分別計算不同場景下人員累積受照劑量；第四步：結合退役難度、產生的二次廢物量、經費等影響因素綜合比較分析，得到最佳退役方案。

2 放射性廢液儲存罐退役方案ALARA分析

2.1 3D建模和源項計算

（1）放射性廢水儲存罐和放射源建模。

放射性廢液儲存罐所在的房間尺寸為8 300 mm×2 500 mm×6 500 mm，工藝間內有1個放射性廢液儲存罐和1個臨時廢水收集罐，尺寸如表1所示。

根據表1建立的放射性廢液儲存罐、工藝間和放射源模型如圖1所示。

（2）源項計算。

根據現場實測的劑量率值，使用Visiplan4.0建立的模型推算，計算結果如表2所示。

據此推算廢液儲存罐的總放射性活度為4.98×108 Bq，其中放射性廢液儲存罐活度4.92×108 Bq。

2.2 廢液儲存罐退役方案描述

根據規劃，提出了4種退役方案。

方案1：將兩個罐體的連接管道切斷，依次移走臨時收集罐和廢液儲存罐，整體吊裝至指定位置進行解體。

方案2：將兩個罐體的連接管道切斷，依次移走廢液儲存罐和臨時收集罐，吊裝至指定位置進行解體。

方案3：先對兩個罐體去污。完成去污后再按方案1進行切割解體。

方案4：先對廢液儲存罐底進行局部去污，完成去污后再按方案1進行切割、解體。

2.3 計算條件及結果

計算條件為：（1）工作人員4人；（2）切割工具安裝時間15 min，切割一次20 min；（3）臨時收集罐整體吊裝，時間10 min。分別對4種方案進行計算，結果如表3所示。

根據表3的結果，再按照利益代價進行綜合分析，表明第4種方案的退役成本最小，見表4所示。

3 結語

輻射防護最優化是當今國內外核設施退役的關注點之一，同時也是難點之一，尤其是結構復雜的反應堆。Visiplan4.0作為應用最廣泛的輻射防護最優化計算軟件在歐美各國得到了廣泛應用。它提供了方便、快捷的3D建模方式，快速的源項計算方法以及路徑規劃方法，能夠準確地計算出不同操作工序下人員的累積吸收劑量。工程設計人員可以根據需要建立不同的場景并計算，結果可以為評估和完善輻射防護方案，提前制定應急預案等方面提供技術支持。

在我國，核設施退役屬于新興產業，近年來，隨著各級組織和部門對環境以及安全的重視程度不斷提升，輻射防護最優化也逐漸被重視起來。今后隨著核設施退役工程的開展，這項技術將在源項調查、輻射安全分析等方面發揮重要的作用。

參考文獻

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