易燃品γ輻照的安全控制研究

伍曉利 李宗軍 龐元龍 王懷君 劉健勇（中物院核物理與化學(xué)研究所 621900）

易燃品γ輻照的安全控制研究

伍曉利 李宗軍 龐元龍 王懷君 劉健勇（中物院核物理與化學(xué)研究所 621900）

本文對(duì)易燃品在γ輻照試驗(yàn)中的安全風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)進(jìn)行了分析。針對(duì)特殊危險(xiǎn)樣品——易燃品在γ輻照試驗(yàn)中存在的鈷源裝置運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、易燃品輻照效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)生事故后兩種重要危險(xiǎn)源之間的可能發(fā)生的伴生事故做了詳細(xì)的辨識(shí)，并應(yīng)對(duì)采取的安全控制措施進(jìn)行了分析和探討。為易燃品γ輻照試驗(yàn)的安全控制技術(shù)研究提供了可行的思路和方法，對(duì)提高鈷源輻照裝置開展易燃品輻照試驗(yàn)的本質(zhì)安全具有指導(dǎo)意義。

γ輻照；鈷源裝置；安全控制；易燃品

1 引言

隨著抗輻射加固技術(shù)研究的深入開展，易燃品的γ輻射效應(yīng)研究已逐漸成為鈷源輻照裝置運(yùn)行試驗(yàn)的重要內(nèi)容之一。由于易燃品是一種具有特殊危險(xiǎn)的樣品，在試驗(yàn)過程中既要對(duì)鈷源裝置運(yùn)行所具有的輻射和非輻射事故進(jìn)行必要的安全控制，還需對(duì)易燃品自身及在輻射過程中可能發(fā)生的危險(xiǎn)因素進(jìn)行充分的危害辨識(shí)和安全控制，同時(shí)，還需探討在某種危險(xiǎn)因素發(fā)生事故條件下可能引發(fā)的伴生事故，制定必要的控制措施，防止事故的擴(kuò)大，以確保試驗(yàn)過程中人員和設(shè)備的安全。

2 試驗(yàn)過程中的危害分析

1-大平臺(tái)；2-鐵質(zhì)試驗(yàn)臺(tái)；3-阻燃鋼罐；4-試驗(yàn)支架；5-試件；6-源架；7-鈷源；8-護(hù)原板；9-貯源井圖1易燃品g射線輻照試驗(yàn)示意圖

2.1 鈷源裝置運(yùn)行

鈷源裝置運(yùn)行過程中所可能發(fā)生的最大可信性事故來源于裝置的安全連鎖失效造成工作人員的輻射事故和裝置輻射源的卡源事故，

在裝置安全連鎖系統(tǒng)失效的情況下，可能造成工作人員的輻照事故可分為兩種，一是在裝置運(yùn)行狀態(tài)下誤入輻照室，而連鎖安全系統(tǒng)無報(bào)警信號(hào)，導(dǎo)致放射源不能即時(shí)降入貯源井中，從而造成人員的受照事故；二是在人員誤滯留輻照室情況下提升放射源，而輻照室內(nèi)安全連鎖系統(tǒng)不能給出裝置強(qiáng)行停止運(yùn)行信號(hào)，造成人員的嚴(yán)重受照事故。

輻射源的卡源事故是指輻射源在運(yùn)行工作位置，由于升降鋼絲繩脫落滑輪組或者護(hù)源板變形引起輻射源架卡住，無法正常降落至貯源井內(nèi)，從而導(dǎo)致輻射源長(zhǎng)期在工作位的裝置重大運(yùn)行事故。當(dāng)發(fā)生卡源事故時(shí)，放射源長(zhǎng)期暴露在空氣中，一是造成輻射樣品長(zhǎng)期受照，二是輻射源對(duì)周圍物品長(zhǎng)期加熱，極易引起易燃品燃燒，引發(fā)伴生火災(zāi)事故。

2.2 易燃品的輻射效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)

由于易燃品γ輻照試驗(yàn)過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而放熱，導(dǎo)致溫升效應(yīng)。放置在密閉的阻燃鋼罐內(nèi)的易燃品隨著γ輻照試驗(yàn)的進(jìn)行，溫度逐漸升高。當(dāng)溫度達(dá)到易燃品的燃燒臨界點(diǎn)后，易燃品發(fā)生劇烈燃燒，從而極可能引發(fā)事故。

易燃品γ輻照試驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生的靜電效應(yīng)，當(dāng)靜電累積到一定程度也極可能引起易燃品的的燃燒，從而極可能引發(fā)事故。

2.3 伴生風(fēng)險(xiǎn)

當(dāng)鈷源裝置發(fā)生卡源事故時(shí)，由于輻射樣品受到超高劑量的長(zhǎng)期輻照導(dǎo)致溫升效應(yīng)明顯，極易造成易燃品燃燒，從而引發(fā)伴生事故。

當(dāng)易燃品發(fā)生燃燒，一是危害放射源的安全；二是由于劇烈燃燒引起阻燃鋼罐振動(dòng)、位移，沖撞輻照室內(nèi)裝置設(shè)施，極易產(chǎn)生對(duì)貯源架的沖擊，引發(fā)輻射源散落事故。

3 安全控制

3.1 鈷源裝置運(yùn)行事故風(fēng)險(xiǎn)控制

嚴(yán)格按照裝置維護(hù)規(guī)程實(shí)施設(shè)備與各系統(tǒng)的檢查、維護(hù)和檢修，確保裝置運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定可靠。鈷源輻照裝置運(yùn)行中的安全管理及環(huán)境劑量監(jiān)測(cè)儀表的配置、檢定和標(biāo)識(shí)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

進(jìn)入鈷源裝置控制區(qū)所有人員佩戴個(gè)人劑量計(jì)和個(gè)人劑量報(bào)警儀跟隨裝置運(yùn)行值班人員；裝置值班人員須手持便攜式劑量監(jiān)測(cè)儀緩慢進(jìn)入控制區(qū)，確保在參試人員進(jìn)入控制區(qū)的輻射劑量數(shù)據(jù)處于環(huán)境本底。

3.2 易燃品的輻射效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)控制

易燃品在γ射線輻照過程中會(huì)發(fā)生溫升效應(yīng)，當(dāng)溫度累積到燃點(diǎn)的情況下易燃品會(huì)發(fā)生燃燒。因此，需在線監(jiān)測(cè)易燃品的實(shí)時(shí)溫度，以采取停止輻照或必要的冷卻方式降低易燃品的溫度，確保易燃品在γ射線輻照試驗(yàn)的本質(zhì)安全。

當(dāng)靜電累積到一定程度引起易燃品的的燃燒，γ輻照試驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生的靜電效應(yīng)有可能會(huì)引起易燃品的爆炸、燃燒。采用接地等必要的方式消除靜電。

3.3 伴生風(fēng)險(xiǎn)控制

目前易燃品γ射線輻照試驗(yàn)是將易燃品固定在試驗(yàn)支架上，放入阻燃鋼罐內(nèi)進(jìn)行輻照，即使易燃品試件在試驗(yàn)時(shí)發(fā)生燃燒，阻燃鋼罐完全能防住燃燒擴(kuò)散，不會(huì)危及輻射源的安全。同時(shí)，利用阻燃鋼罐專用的支撐平臺(tái)固定阻燃鋼罐以防止罐內(nèi)燃燒高溫振動(dòng)產(chǎn)生位移導(dǎo)致放射源卡源事故。支撐平臺(tái)下端用螺栓地面相連，用螺栓與阻燃鋼罐連接。在罐內(nèi)易燃品即使發(fā)生意外燃燒，阻燃鋼罐不會(huì)產(chǎn)生大的位移。

輻照裝置在輻照室內(nèi)安裝有消防噴淋系統(tǒng)，當(dāng)輻射源當(dāng)鈷源裝置發(fā)生卡源事故時(shí)，可利用噴淋系統(tǒng)對(duì)輻照?qǐng)鲞M(jìn)行噴淋降溫，防止易燃品試件由于環(huán)境溫度升高而發(fā)生燃燒。

4 分析和討論

通過詳細(xì)的分析和部分測(cè)試結(jié)果表明，易燃品在其γ輻照試驗(yàn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)危害在利用阻燃鋼罐和故意裝置安全措施是可控的，能夠滿足試驗(yàn)的安全需要。

目前易燃品的γ輻照試驗(yàn)的安全控制遵照現(xiàn)有的輻照裝置的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。但由于試驗(yàn)過程涉及兩種重要的危險(xiǎn)源（即易燃品和輻射源），每次試驗(yàn)均需要必要的安全論證，隨著此類試驗(yàn)的增加，有必要建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以便遵照?qǐng)?zhí)行。