某大型石化公司核輻射儀表運行期環境影響評價

福建省輻射環境監督站 卞心彤

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某大型石化公司核輻射儀表運行期環境影響評價

福建省輻射環境監督站 卞心彤

用輻射監測儀對某大型石化公司核輻射儀表的周圍環境進行監測，并依據國家有關標準的要求對儀表所安裝位置的周圍環境進行環境影響分析評價。評價結果表明，該公司使用的核輻射儀表中所帶的放射源在正常運行過程中的輻射屏蔽防護符合有關標準要求，對放射性職業工作人員和周圍公眾的年有效劑量分別低于相應的劑量約束值。

核輻射儀表 輻射 環境影響評價

1 工程分析

1.1 核輻射儀表概況

某大型石化公司的聚丙烯、聚乙烯、芳烴、IGCC和溶劑脫瀝青等裝置的生產工藝流程中采用了大量的液體罐、反應器等，為了測出液體密封罐或反應器里液位或料位的高度，多采用核輻射儀表(帶有137Cs及241Am-9Be放射源)來控制。該公司的核輻射儀表分為料位計和密度計。料位計用于測量反應罐或儲罐中物料的料位；密度計用于測量反應罐中物料的密度。

1.2 核輻射儀表的工藝原理及使用方式

料位控制儀的檢測原理是利用放射源發出的γ射線或中子在穿透被測物質時，在被測物質中被部分吸收而減弱的特性。料位儀使用的137Cs（γ源）或241Am-9Be（中子源）放射源安放在鉛罐中，與接收射線的探測器分置于被測物料儲罐相對的兩側，鉛罐的準直孔對準探測器，準直孔可通過源閘開啟和關閉。在開啟源閘后，放射源通過準直孔發出一束很窄的γ射線或中子(稱為有用線束)，穿透被測物料儲罐壁和儲罐內物料到達射線探測器。

本公司使用的1臺137Cs密度計的檢測原理與料位計的原理相似，基于被測物質對γ射線在穿透被測物質時，在被測物質中被部分吸收而減弱的特性。

1.3 該公司所用放射性同位素的性質（見表1）

表1 該公司所用放射性同位素的性質

*: 作為中子源使用，但每10000Bq活度中子產額不到1個，從防護角度只需考慮γ射線。

1.4 主要污染源及污染途徑分析

本公司使用的241Am-9Be中子源和137Cs γ放射源均屬于密封放射源，放射性物質封裝在氬弧焊的不銹鋼包殼內，二者的使用方式均為非接觸式測量，使用時被測物料不可能與放射源包殼表面相接觸，因此不會造成放射源損傷，不會產生放射性污染。

由于金屬鉛對γ射線有較強的吸收減弱作用，放射源鉛容器對放射源的γ射線起到有效的屏蔽作用。在料位儀、密度計的放射源容器準直孔方向，是需要引出γ射線以供使用的方向，該方向的射線相對較強，稱為有用線束。料位儀、密度計放射源有用線束對準物料儲罐和該儀表的輻射探測器方向，均沒有對著人員的方向，一般情況下只有其散射線可能照射到附近的人員；在有用線束之外的其它方向，放射源的γ射線受到鉛容器的屏蔽減弱，僅有較弱的漏射線。

因此，核輻射儀表的主要污染途徑是核輻射儀表所帶放射源容器的漏射線及有用線束散射線對周圍人員的γ外照射。

2 評價標準

評價標準采用《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)，包括職業照射、公眾照射劑量限值與劑量管理目標值。

含密封源容器的放射防護要求按照《含密封源儀表的衛生防護標準》(GBZ125-2002)的規定控制。

公眾照射劑量限值為，實踐（如本項目）使公眾中有關關鍵人群組的成員所受到的年平均有效劑量估計值不超過1mSv，該值為世界范圍內天然本底輻射年有效劑量中值（2.4mSv，UNSCEAR2000報告附件B）的41.6%。特殊情況下，如果5個連續年的年平均不超過1mSv，則某一單一年份的有效劑量可提高到5mSv。本項目核輻射儀表公眾人員劑量管理目標值取限值的1/4，即每年0.25 mSv。

職業照射劑量限值為，由審管部門決定的連續5年的年平均有效劑量（不作追溯性平均）不超過20mSv，其中任何一年不超過50mSv。職業工作人員的劑量管理目標值取限值的1/4，即每年5 mSv。

含密封源儀表表面5cm處及1m處的劑量當量率及使用場所應滿足表2的要求。

表2 含密封源儀表的使用場所和相應的泄漏射線控制量

3 運行期環境影響分析

3.1 核輻射儀表周圍環境放射性現狀監測

該公司的核輻射儀表已投入運行，因此對正常運行的核輻射儀表的周圍環境進行現場劑量率監測，監測結果見表3。

監測期間天氣晴，氣溫29℃，濕度72％。監測工況：源處于正常工作狀態。監測儀器：采用美國FLUKE公司的451P加壓電離室巡測儀。

表 3　聚丙烯車間核輻射儀表周圍環境γ輻射劑量率監測結果

注：未扣除環境天然本底值。源前方表面是指核輻射儀表準直孔的背面。

由表3可見，所監測的料位計和密度計的源強比較弱，防護較好，除了距設備表面5cm的γ輻射劑量率測值略高于本底外，其余各點測值均屬于一般的環境天然本底輻射水平。

3.2 料位儀、密度計巡視人員的年附加有效劑量值估算及評價

運營期環境影響主要是核輻射儀表所帶放射源容器的漏射線、有用線束散射線對儀表巡視人員及偶然經過儀表周圍場所其他人員的γ外照射。

料位儀、密度計安裝位置為高溫、高空的環境，平時無人停留，僅料位儀、密度計安裝處附近設有巡視通道的位置偶爾有人經過，但由于儲罐設備金屬部分對天然本底輻射的吸收作用，以及放射源較弱、防護較好等原因，料位儀、密度計附近通道處γ輻射劑量率略高于遠離放射源處的環境本底值，對偶爾經過的人員影響可忽略不計。因此只須估算核輻射儀表巡視人員的受照劑量。

儀器巡視人員每2小時巡視一次，但主要是巡視除核輻射儀表以外的其它儀表，人員居留因子T取值為偶然居留因子（T=1/16），年工作時間為2000h，年停留時間為125h；人員通過平臺處的劑量率取本次測量放射源1m處的最大值(保守估算)5.16μSv/h，則年受照附加有效劑量值為0.643mSv，只占放射性職業工作人員年劑量管理目標值（5 mSv）的13％。

在設備維修期間，只要按操作規范的要求關閉放射源閘，避免受到有用線束的誤照射，從實測結果（表3）可知，由于放射源周圍環境輻射水平基本為本底水平，而且維修時間相對較短，維修人員受照附加有效劑量值可忽略不計。

4 輻射污染防治措施

4.1 輻射污染防護設施分析

本公司的核輻射儀表使用的放射源均屬于密封放射源，在正常運行情況下不產生放射性“三廢”。其輻射防護設施包括：（1）儀器設備的放射源屏蔽容器，可屏蔽大部分的γ射線；（2）放射源源閘，在維修、運輸和貯存等情況下可關閉源閘，切斷有用線束，避免人員受到誤照射；（3）有關電離輻射標志，可提醒人員，避免誤照射，防止放射源丟失。該公司使用的所有核輻射儀表的安裝場所均設有電離輻射警告標志。

根據表2的有關要求，從表3可知：

①有的車間的儀表的源容器表面5cm處和1m處的γ劑量率最大值分別小于2.5μSv/h和0.25μSv/h。對人員的活動范圍不需作限制。

②有的車間的核輻射儀表均屬自動化控制，不設固定的操作位，距源容器1m區域內除巡視工人外很少有人停留，儀表的源容器表面5cm處和1m處的γ劑量率最大值分別處于2.5≤H<25μSv/h和0.25≤H<2.5μSv/h，因此在該車間的核輻射儀表距源容器外表面3m的區域內應劃為監督區。該公司已經在這些核輻射儀表所在位置掛上警示標志。

4.2 輻射環境管理措施分析

根據國家的有關要求，該公司已建立輻射安全與防護管理組織，制定安全管理制度、操作使用規程和事故應急預案等程序。放射性工作人員已按要求參加有關輻射安全教育培訓及有關崗位培訓，操作人員均持有輻射工作人員崗位培訓合格證。此外還要求工作人員嚴格遵守基本的操作程序，重視和防范可能產生的各種輻射安全事故風險，確保輻射安全。

5 評價結論

該公司已運行的核輻射儀表的屏蔽材料及厚度基本能夠滿足防護要求，對放射性職業工作人員和周圍公眾的年有效劑量分別低于相應的劑量約束值。因此，在實施了本報告提出的輻射污染防治措施要求后，從輻射安全與環境保護角度看，該項目是可行的。