淺談電子輻射工程設計

黃昕

摘 要：作者從我國輻照加工產業發展現狀開始分析，對輻照加工生產建筑的設計進行了一個深入的剖析，并舉例說明了進行此類建筑設計工作時需要注意的地方，以使讀者更加清楚相關建筑的設計工作。

關鍵詞：輻照加工；輻射防護；環境評估；輻射屏蔽

引 言

輻照食品安全性聯合專家委員會于1980年正式向全世界提出：“任何食物收到10kgy以下照射量的輻照，都不會因輻照引起毒性危害；以及1997年，該委員會高劑量研究小組宣告超過10kgy高劑量輻射也是安全的。這些結論的宣告，極大的推動了世界各國輻照產業的發展。北美，歐洲的輻照加工應用已經十分廣泛，亞洲，南美洲甚至非洲都相繼有不少裝置投入使用。年產值數千億美元。如美國九十年代中期產值已經超過兩千億美元，為核電（730億美元）的3.5倍，占美國GDP的3.9%，并創造約370萬個就業崗位，是核電的9.3倍。近幾年來，輻射加工技術在配方，抗氧化劑，交聯機理，性能檢測等方面的研究正向更深，更寬的方向發展，在材料科學，生命科學，生物工程，環境保護，營養學，醫療科學，電子工程，航空航天，地址。石油化工等方面已取得重要成果。因此輻射加工技術正在突破傳統的應用格局，向科技前沿和生產廣度滲透，形成許多新的應用領域。

我國輻射加工產業具有較好的技術基礎。近幾十年來，在改革開放大環境影響下，產業化進程發展較快，年平均以20%的速度增長。目前投入使用的電子加速器生產線約50多條，束功率達2830kW，加上鈷源裝置，年加工物品超過70億元產值，在國民經濟中占有一席之地。[1]

1 總體要求

一般來說，一個電子加速器輻照生產廠房的總體布置除了遵循工業企業總平面布置和工業企業設計衛生標準（GBZ1-2002）外還需要經過有資質的環境評價單位出據環境評價報告詳細評價對周邊環境產生的影響。同時，需要滿足GB50752-2012《電子輻射工程技術規范》的相關要求。

廠房建設選址需依據我國現行的衛生、環境保護、城鄉規劃及土地利用等法規、標準和擬建工業企業建設項目生產過程的衛生特征、有害因素危害狀況，結合建設地點的規劃恙現狀，水文、地質、氣象等因素以及為保障和促進人群健康需要，進行綜合分析而確定。

（1）廠房宜布置在當地夏季最小頻率風向的被保護對象的上風側。

（2）和居住建筑之間必須設置足夠寬度的衛生防護距離，按GB116 54～GB11666、GB18053～GB18083及其它相關國家標準執行。

（3）廠房平面布局、豎向設計應符合電子加速器裝置相關運行工況、輻射加工物流、輔助生產和生產管理的相關優化要求。

（4）布置電子加速器輻射裝置的廠房耐火等級不低于丙類；

（5）普通的生產車間主要可以分為以下幾個區域：

①輻照生產區——安放有電子加速器生產線的“堡壘”；

②普通生產區——“堡壘”外部供產品裝卸、檢查的傳送帶區域；

③貨物暫存區——提供需照射及照射完畢貨物臨時堆放區域；

④收發貨區——需要進行輻射照射的產品進出廠房的緩沖區；

⑤輔助生產區——包括相關辦公、衛生等輔助區域。

其余區域根據業主對廠房的具體要求增加。這其中，輻照生產區是整個廠房的核心部分。圖1[2]即為一個常見的輻照加工裝置常用的屏蔽室設計。通常這類構筑分為上下兩層，上層主要放置加速器主機部分以及配電柜等相關附屬設備。下層為輻照大廳，貨物在此接受射線照射。同時，為了使用方便以及控制輻射屏蔽的效果，通常使束流垂直于地面射出。并且，由于屏蔽的關系，此結構一般為大體積鋼筋混凝土結構，因此，需要在結構設計上與廠房主體結構脫開。

2 設計實例

對于輻照加工生產廠房來說其不僅僅需要滿足普通工業廠房需要關注的問題，同時，還必須在輻射監控及防護上面對設計具有一定的考量。下面，我們就以某輻照加工生產企業的加工廠為例，詳細說明一下在此類廠房設計中需要注意的幾點問題：

2.1 總平面布置

新建廠房與已建廠房共用一個場地主要出入口，出入口設置在廠區的東面，并靠近東面的城市道路。單體周圍設車行環道兼做消防環道，路寬最小4m，轉彎半徑大于9m，與普通廠房要求一致。

新建廠房在單體的北側、西側各布置主要的人員出入口，分別服務于不同的區域。在單體的南側設置物流出入口。各出入口分工明確，相對獨立互不干擾。

2.2 單體設計

新建廠房為產品輻照加工廠房，總建筑面積3051.88m2；占地面積2664.92m2；建筑總高10.9m；建筑耐火等級：二級；生產類別：丙類；抗震設防烈度：7度；防水等級：II級；設計使用年限：50年。

如圖3所示，整個廠房主要由輻照設備區、作業區和生產區三大塊組成，將產品輻照的工藝流程有序地組織在一起。輻照設備區和作業區作為整個工藝的核心組成部分放置在廠房的左側；生產區融合了普通生產、產品暫存、及收發貨等一系列功能，布置在廠房的右側，并與作業區產生直接聯系。同時，利用輻照設備區的上部防止輻照設備的空間高度，在周邊區域布置控制室、設備間、值班室等相關生產用房，見圖4。整個“堡壘”與廠房建筑主體結構完全脫開建設。

3 設計注意要點

（1）整個輻照生產區我們俗稱“堡壘”，由鋼筋混凝土剪力墻建造，并與主體廠房結構完全脫離。同時，必須由具有資質的輻射屏蔽專業計算確定迷宮的形式和布置，并同時計算出符合要求的墻體厚度。

（2）加速器相關設備用房結合堡壘布置在其周圍。

（3）將加速器控制室設置在具有良好觀察生產線及出入口視野的位置。例如：如果加速器裝置位于“堡壘”二層，則控制室也可以利用二層多余的地方設置。

（4）輻射生產區在不設置迷宮走道時，進出生產區的出入口均應設置相應的屏蔽門，屏蔽門的厚度及與墻體搭接的長度均需經過屏蔽計算得出，并由具有資質的企業加工門體。

（5）所有穿越屏蔽墻的管線均需要提前預埋入混凝土，并且以“U”形管的方式預埋，兩端伸出地面不小于100mm。

（6）加速器堡壘的出入口必須設置鎖閉聯動及安全警示燈。在設備運轉時防止人員的進入，以及在人員未離開輻照區域時設備的誤啟動。

（7）其他注意事項：廠房的其他部分均按照民用建筑防火規范及廠房的工藝流程進行設計。

輻照設備控制室需要設置相應的門禁系統，控制非持有相關輻照設備操作許可證的人員的進入。

4 結 語

隨著輻照加工產業的不斷發展和壯大，會有越來越多的企業會涉足這一行業，同時，也會有越來越多的人從事與之相關的行業，因此，怎樣在建筑技術上保證人們安全開展輻照加工工作的第一道防線，就需要我們不斷加強對現有技術和規范的熟悉，細心做好每一個細節的考慮。

參考文獻

[1]中國輻照輻照加工國內外現狀和發展趨勢2009.9.28.

[2]裴元吉.10MeV電子直線加速器及其應用《輻射加工》2006（4）：39～45.