影響放射性建筑退役的因素

姜星斗

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

1 退役概念

一般的工業設施在停止使用后將設備拆除，廠房簡單清理后即可重新使用或者將廠房拆除。同樣地，核設施停止使用后，也需要進行這樣的處理工作。然而考慮到核設施具有放射性的特點，其停止使用后的處理工作與普通工業設施有較大區別。核設施退役是核設施達到或超過設計壽期或者因為其他原因終止運行后所應采取的行動，通過退役可將殘留的放射性物質和其他有害物質的危害作用減少到可以接受的水平，使場址可以有限制的使用或可以無限制的開放和使用[1]。

2 退役需求

根據我國GB 18871-2002電離輻射防護與輻射源安全基本標準，要求源的設計和建(制)造應保證源便于將來在滿足標準規定的防護與安全要求的前提下退役[2]。在核設施退役工程中，至少應包括去污、切割解體、拆除、廢物處理與處置、環境整治等任務[1]。上述工作中，去污、切割解體及拆除這三類工作現場實施的順利與否，與放射性建筑(廠房)能否提供必要的便利條件密切相關。

1)去污。去污可分為物理去污技術和化學去污技術。放射性建筑物在役期間由于運行操作以及事故，常會造成地面或者墻面受到放射性污染，特別是核化工建筑物部分區域的地面。因此，在放射性建筑物易污染區域的表面，應該有針對性地設計為易去污材質。此外，放射性建筑上下水的設計，也直接影響著現場的去污方案。2)切割解體。退役工程中，放射性物項的切割解體包括了現場就地切割解體以及整體拆卸后運至特定場所切割解體兩類。無論是現場就地切割解體，或者運至特定場所切割解體，都需要在放射性建筑中臨時建立起特定的人流通道和物流通道，以及相應的輔助設施，如通風、照明、起吊設備等。3)拆除。拆除是退役工程最重要的環節，無論是放射性污染物項的拆除，或者是非放射性物項的拆除，在拆除過程中都需要借助進排風、采暖、上下水、照明及工業用電等輔助設施。在拆除過程中，需要根據建筑的分區布置、分區通風、特殊屏蔽構造以及輔助設施來制定拆除方案。

3 放射性建筑物應為退役考慮的因素

3.1 分區布置

根據GB 18871-2002電離輻射防護與輻射源安全基本標準第6.4條的規定[2]，應把輻射工作場所分為控制區和監督區，以便于輻射防護管理和職業照射控制。根據標準的要求，放射性建筑的監督區通常不需要專門的防護手段或安全措施，但應采用適當的手段畫出監督區的邊界，并在監督區入口的適當地點設立表明監督區的標牌。而需要和可能需要專門防護手段或安全措施的區域應定為控制區，并應采用實體邊界劃定控制區，在控制區的進出口及其他適當位置處設立醒目的、符合標準規定的警告標志。

在過去的工作實踐中，大型的放射性建筑物是由三類區域組成的，其中Ⅰ區一般包括設備室、熱室或者厚壁手套箱等放射性水平較高的區域，Ⅱ區包括安裝廳、熱室后區等放射性水平中等區域，Ⅲ區包括走廊、取樣廊等放射性水平較低的區域。工作人員從非放射性區域進入Ⅲ區必須通過衛生出入口完成家常服更換Ⅲ區工作服的程序，從Ⅲ區進出Ⅱ區必須通過氣閘(雙層密封門)并進行污染檢測，從Ⅱ區進出Ⅰ區必須在氣閘內更換Ⅰ區檢修工作服，并進行污染檢測。

3.2 分區通風

根據核工業標準規定，通風系統應根據建筑物內的分區進行設計。在分區布置的建筑物中，空氣流動方向順序由非污染區到污染區;由低污染區到高污染區。進出氣載污染水平不同的區域，要嚴格控制空氣閘門隔間內的氣流流向，防止污染空氣彌散[2]。EJ/T 938-95這是為了確保受到污染的空氣不會由污染區向非污染區擴散，或者由高污染區向低污染區擴散。分區通風準則除了在運行期間可以控制放射性的擴散，對退役時放射性物項拆除產生的大量放射性灰塵、煙塵和氣溶膠的擴散也有良好的控制作用。此外，考慮到放射性建筑物內部的放射性源項和放射性物項，標準[2]同樣要求，建筑物外墻和內部各區之間的圍擋物應該盡量密封。在核設施退役過程中，良好的密封可以保證分區退役過程中氣流的良好組織，保護現場工作人員不吸入不必要的放射性氣溶膠，同時保證放射性流出物不會不受控制和從監測地流入環境。

3.3 屏蔽設計，固定屏蔽和移動式屏蔽

放射性建筑物內部有特定放射源，為保證運行期間操作人員的安全，對放射源均設有屏蔽。屏蔽后可以確保工作人員受到的職業照射低于國家標準的要求。在放射性建筑物中，常見的屏蔽包括:鋼筋混凝土墻體、鋼板、鑄鐵塊、鉛塊等。其中，鋼筋混凝土墻體作為建筑物的重要組成部分，在穩定性、可行性和經濟性等方面均有優勢，是最常見的屏蔽體。

在退役工程開始時，就要全面調查放射性建筑物內部結構，對具有屏蔽作用的墻體進行特殊標記，在設計退役方案時，應該針對原建筑屏蔽體的功能，分析退役工作所需的特殊屏蔽，包括對退役工作人員的屏蔽和對退役拆除放射性物項的屏蔽。很多情況下，需要根據現有建筑物的屏蔽體，新增移動式屏蔽，如鋼板或者鉛皮等。新增移動式屏蔽與建筑物現有的屏蔽體應該實現無縫對接，確保輻射安全。這也要求放射性建筑物在設計之初就應為日后退役工作的拆除和廢物運輸預先考慮，提供預留場地和接口。

3.4 覆面和涂層

放射性建筑物一般采用混凝土結構，在事故工況下，如廢液泄漏、放射性物項跌落等事故，混凝土表面可能受到放射性沾污。擦拭等去污手段對混凝土表面去污效果很差，而表面剝離等去污手段對在役建筑物破壞性太大，運行期間很難進行。為降低混凝土結構受到污染的可能性，在可能受到放射性沾污的墻面或者地面表面鋪設一層覆面。常使用的覆面包括不銹鋼覆面和塑料覆面，其中不銹鋼覆面常用于設備室、熱室等放射性水平較高的小房間內，可有效防止放射性廢液泄漏事故對墻、地面造成的污染，便于事故后的清洗去污。塑料覆面一般常用于安裝檢修廳等放射性水平相對較低，但可能經常受到污染的場所，受到污染后一般對其進行擦拭去污，個別污染嚴重位置可局部剝離。個別位置難以設置覆面的，可以在表面噴涂特殊涂層。

3.5 通道

放射性建筑物為內部物項的流動設有特殊通道。運行期間，放射性物項出入建筑物均需通過特定門斗，在建筑物內部的轉運也必須通過設計的預留通道。但是在退役過程中，建筑物原有物項的流動通道可能已破損，或者無法滿足退役特殊要求，導致放射性物項流動必須重新建立通道。新建的通道可能是服務于整個設施拆除下來的物項的，壽命持續數年;也可能是僅僅為某一物項專用一次的。這樣的情況在過去的工作中屢見不鮮，浪費了大量的資金，也為現場實施人員增加不必要的職業照射劑量。因此，放射性建筑物在設計期間就應充分考慮日后退役的需求，盡可能規劃利于退役時拆除、解體和物項外運等工作的通道，或者預留一些簡單改造后即可滿足退役物流需求的工藝房間。

人員進出放射性建筑同樣要通過人員通道，包括連接室外與廠房的衛生出入口，以及不同水平放射性區域之間的氣閘。但是，大量高劑量水平的區域在運行期間操作人員并不需要進入，而在退役工程中，這些區域去污后很有可能需要人員進去直接拆除或遙控拆除，甚至在無法去污的情況下退役人員也必須進入某些區域。工作區域的大量增加，導致了原有人員通道無法滿足退役的需求。因此，很多已完成的退役項目前期對衛生出入口進行了改造，以適應退役現場人員和物項的流動需求。

3.6 輔助設施

放射性建筑物在退役期間，需要在廠房內完成去污、拆除、解體以及外運等多種工作。但是，很多退役時的工作場所是按照人員禁止進入或者短時間停留的工藝要求而設計的。因此，這些場所的風量、溫度、照度等均不能滿足相關標準中對于人員在內部停留和工作的要求。更重要的是，待退役設施經過長達數十年的使用，部分輔助設施已老化或者損毀，原有功能都難以保證，更無法滿足我國目前已升級的國家標準和行業標準。為確保退役人員在退役工作過程中的安全和健康，在退役前需要對相關系統進行整治和完善，主要包括新增配電和臨時配電、整治現有照明系統和通風系統、設立現場可移動式局部排風系統、安裝移動式照明設備等。退役時大量從現場拆卸下來的放射性物項需要轉運。小型物項可通過推車等機具實現水平轉運，大尺寸物項或者放射性水平較高的物項需要吊車完成水平方向的轉運。而豎直方向的轉運任務一般依賴吊車和電梯。在沒有廠房吊車和電梯的區域，退役拆除的大量物項難以外運，在廠房設計時就應提前考慮大型設備的安裝和拆除工作，為日后退役考慮起吊設備和運輸通道，或者為退役預留新增起吊設備的接口。

4 退役案例

4.1 上海微堆退役

上海微型中子源反應堆(簡稱上海微堆)1992年正式投入試用，到2004年停堆，共安全運行了13年，運行期間未發生任何安全事故。上海微堆位于徐匯區，徐匯區屬上海市中心城區，人口稠密，交通發達，商業繁榮，科研機構集中。特別是上海微堆坐落于漕河涇新興技術開發區東部，該地區主要為科研機構與高科技企業。

上海微堆退役工作始于2005年，前期對廢物進行了清理和集中，對退役所需的風、水、電等輔助系統進行維護和改造，劃分退役工作場所的放射性區域，改建了原設施的衛生出入口和廢物運輸通道。前期工作的準備非常充分，這也給后續的退役工作帶來了極大的便利，該項目現已完成退役，廠址無限制開放。

4.2 北京核儀表廠源庫退役

北京核儀表廠地處朝陽區大北窯地區，為寸土寸金的商業地區。該廠在科研和生產中需要使用放射源，因此該廠建有放射源庫用于存放各種放射源。源庫在多年的工作中未發生過任何事故，但由于其功能需要，不可避免的受到輕微放射性的沾污。

北京核儀表廠退役工作始于2005年，該廠源庫設有屏蔽門和迷宮式入口，可有效降低工作人員誤受照射的概率。但源庫面積較小，均未設衛生出入口。退役前針對該建筑物的特點，改造源庫入口處的過渡間，作為人員更換工作服和進行劑量檢測的場所。如果退役人員在源庫內工作時受到污染，離開過渡間前應進行去污，確保人員離開源庫后不會對室外環境造成污染。

5 結語

目前，越來越多的核設施退役經驗表明，必須在設計、建造和運行階段就對將來放射性建筑物的退役進行充分的考慮。盡可能在系統和設備的布置、材料的選擇以及整體布局等方面考慮便于退役的因素，可以有效地減小退役工作人員的職業照射劑量，降低退役對環境和人員的影響，減少退役廢物產量，同時降低退役工程的施工難度，縮減退役費用。

[1]羅上庚.核設施退役中幾個值得重視的問題[J].輻射防護，2002，22(3):129-134.

[2]GB 18871-2002，電離輻射防護與輻射源安全基本標準[S].

[3]EJ/T 938-95，核燃料后處理廠通風與空氣凈化設計規定[S].