核電站放射性輕微污染物料的清潔解控

張曉文

中國輻射防護研究院 山西 太原 030006

在核電站運行過程中會產生各種各樣的廢料廢物,其中就包含有放射性輕微污染物料。因為這些放射性輕微污染物料本身具備輻射水平低、廢物量大等特點,如果處理不當不僅會對核電站的放射性廢物料的貯存空間產生較大壓力,也使得核電站的運行經濟負擔增加。

一、政策依據

在核電站的放射性輕微污染物料的清潔解控作業中,必須要嚴格遵守相關的政策方針,并能夠根據相關的規范、標準展開清潔解控工作。

在核電站的實際運行中,要根據《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》看所采取的清潔解控是否符合審管部門規定的清潔解控水平,在相關指標達標后才可以實施清潔解控。根據《核科學技術術語 輻射防護與輻射源安全》(GB/T4960.5—1996)中對于清潔解控水平的定義,如果清潔解控水平是審管部門規定的以活度濃度和低于或等于規定值,核電站運行中產生的輻射源就可以不再受審管部門的管理控制。

為了保證實施清潔解控的合理性,就需要根據《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871—2002)、《排除、豁免和解控概念的適用》(IAEA RS-G-1.7)、《擬再循環、再利用或作非放射性廢物處置的固體物質的放射性獲得測量》(GB/T17947—2008)、《核設施的鋼鐵、鋁、鎳和銅再循環、再利用的清潔解控水平》(GB/T 17567—2009)以及《可免于輻射監管的物料中放射性核素活度濃度》(GB 27742—2011)等相關的規則與標準,來評估放射性輕微污染物料輻射水平測量和清潔解控水平。

二、清潔解控基本流程

針對不同的核電站放射性輕微污染物料的特征不同,采取治理與清潔解控,還需要根據相關的標準與規范,采取合理的清潔解控基本流程,保證各項工作順利展開。

(一)做好污染物料的源項分析工作

為了測量和評估污染物料的放射性水平和污染程度,為清潔解控物料管理選擇最佳的測量方案,就需要相關的技術人員能夠在制定清潔解控實施方案之前先對本核電站運行中的污染物料的數據進行收集與分析。首先,需要確定該物料的來源,對該廢物廢料在核電站中的哪個回路與系統中產生,在哪個作業階段產生都要有比較明確的信息;其次,還要進一步明確該物料的材質特性。因為各個物料材質之間的差異也會導致采取的輻射測量內容與測量方式存在較大的差異,因此就必須要明確污染物料的材質的組成及材質特性。一般核電站的廢物廢料的材質包括混凝土、不銹鋼或塑料有機物。再次,還要明確該廢物廢料的產生量,調研該廢物廢料的體積、質量等具體數據,明確實施清潔解控的總體工作量。第四,還要明確核電站物料的輻射水平和類型。要求相關的人員必須準確描述物料的放射性污染特征,如污染的類型、種類、可能的核素類型和活度水平等特征都進行準確描述。最后,還必須要明確污染物料的貯存時間。這樣就可以更加全面的考慮放射性核素衰變對污染物料輻射水平的影響。這是因為在大量的實踐中證明部分清潔解控含有短壽命放射性核素材料,因此要做好放射性污染材料產生后貯存時間的計算工作。

(二)檢測輕微放射性污染物料輻射水平

首先,要設計輻射水平檢測內容。在《擬再循環、再利用或作非放射性廢物處置的固體物質的放射性獲得測量》(GB/T17947—2008)中以放射性廢物清潔解控作為切入點,對核電站中設施運行、退役中產生的擬再循環、再利用或作非放射性廢物處置固體物質中的放射性活度測量所采用的方法與原則進行了明確的規定。在該標準中對清潔解控輻射水平的檢測內容進行了明確規定,如對劑量率測量、表面污染測量、活度濃度測量。通過采取有效的清潔解控輻射水平檢測,相關的技術人員能夠獲得真實、可靠的物料放射性水平數據,但是還需要注意在檢測中產生的成本。通過采取表面劑量掃描和表面污染測量的方式,能夠比較直接、迅速的獲得檢測結果,該檢測的成本比較低,對于一些已知的輕微放射性污染物料的源項和易測量的核素的物料,就可以使用該方法。采集物品然后進行實驗室分析的方式能夠有效的提升測量的可靠性。但是應用該方法還需要一定的測量時間與分析時間,測量中產生的成本較高,如果不清楚輕微放射性污染物料的源項,就可以應用該檢測方法。因為核電站的輕微放射性污染物料測量與分析中存在一定的污染,為了能保證相關技術工作人員的安全性,就可以先使用表面劑量測量的方式,降低人員受照劑量,最后,工作人員就可以對一些不能確定的樣品進行實驗室活度濃度測量,從而明確輕微放射性污染物料輻射水平。

根據實踐情況來看,部分檢測方式雖然在某些情況下能夠發揮較大的作用,但是該種測量方式不能夠全面的確定該污染物料處在清潔解控水平的哪個程度。如劑量掃面與表面污染測量的方式,雖然可以明確一部分污染物料到底是高于解控水平或低于解控水平,但是仍舊有一部分不能確定其清潔解控水平,還需要進一步的應用實驗室采樣分析測量的方式來明確物料的活度水平。

(三)選取樣品,分析樣品代表性

核電站的輕微性放射性污染物料的清潔解控實施中最重要的是就是要在分析環節中獲得可靠性較高的輻射水平數據,要求輕微性放射性污染物料的檢測內容全面、充分、完整,這就需要相關的技術工作人員保證在檢測中所選取的樣本具有較高的代表性。相關的技術工作人員要從核電站的輕微放射性污染物料清潔解控角度出發,在進行輻射水平檢測的時候還要盡可能的采集多樣化的樣品。相關的技術人員還需要根據以往經驗中掌握的輕微放射性污染物料特點與樣本的特性,在采集樣品的時候,就可以采取科學、合理的采樣布點方法,優化樣品采集量。

(四)受照劑量估算

根據《排除、豁免和解控概念的適用》(IAEA RS-G-1.7)中的相關規定與標準,通過應用排除概念可以比較準確的導出適用于天然放射性核素的活度濃度值;通過應用豁免概念可以比較準確的導出人工放射性核素的活度濃度值。根據《可免于輻射監管的物料中放射性核素活度濃度》(GB 27742—2011)中的不同照射情景(外照射、粉塵吸入和食入)的通用參數和分配系數來估算核電站的可能的受照劑量,這樣也可以對核電站的輕微放射性污染物料的清潔解控水平,清潔解控后采取何種管理措施提供準確的依據,也能確定實施清潔解控的劑量是否滿足規定的劑量準則。

結束語

總而言之,為了能夠進一步的實現對核電站的放射性物料的最小化處理,最主要的處理措施就是要對核電站作業中產生的輕微放射性污染物料采取清潔解控。在實際的工作中就必須要根據相關的標準與程序來分析核電站作業中的輕微放射性污染物的各類特性,然后采取符合其特性的清潔解控流程。