輻射防護最優(yōu)化技術(shù)在某反應(yīng)堆退役中的實踐

楊坤　李睿之

摘 要：利用輻射防護最優(yōu)化軟件visiplan對某反應(yīng)堆放射性廢液儲存罐的退役方案進行最優(yōu)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(yōu)的退役方案，不僅產(chǎn)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(yōu)化技術(shù)可以在核設(shè)施退役中為優(yōu)化輻射防護方案，完善應(yīng)急處置預(yù)案等提供技術(shù)支持，同時，為提升我國核設(shè)施退役科技水平，縮小與發(fā)達國家之間的差距發(fā)揮重要的作用。

關(guān)鍵詞：輻射防護最優(yōu)化 反應(yīng)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(yōu)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(jīng)濟和技術(shù)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(jié)構(gòu)復雜、工作場所輻射分布復雜的反應(yīng)堆中開展ALARA分析很困難。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，各種ALARA分析軟件被開發(fā)出來，提高了工作效率。利用visiplan4.0對某反應(yīng)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(fā)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(shè)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(huán)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(shè)定好的方案規(guī)劃路徑和人員數(shù)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(jié)合退役難度、產(chǎn)生的二次廢物量、經(jīng)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(nèi)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(jù)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(jù)現(xiàn)場實測的劑量率值，使用Visiplan4.0建立的模型推算，計算結(jié)果如表2所示。

據(jù)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(jù)規(guī)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(jié)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(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3的結(jié)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(jié)語

輻射防護最優(yōu)化是當今國內(nèi)外核設(shè)施退役的關(guān)注點之一，同時也是難點之一，尤其是結(jié)構(gòu)復雜的反應(yīng)堆。Visiplan4.0作為應(yīng)用最廣泛的輻射防護最優(yōu)化計算軟件在歐美各國得到了廣泛應(yīng)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(guī)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(shè)計人員可以根據(jù)需要建立不同的場景并計算，結(jié)果可以為評估和完善輻射防護方案，提前制定應(yīng)急預(yù)案等方面提供技術(shù)支持。

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

參考文獻

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