淺析放射化學實驗室輻射防護及其三廢管理

劉瑞廉，祖衛兵

（中核陜西鈾濃縮有限公司，陜西漢中723312）

隨著我國經濟的不斷發展，公司的產能不斷擴大，進廠原料和出廠產品中六氟化鈾純度和硅等37種雜質元素含量分析檢測任務日漸繁重。伴隨著放射化學實驗室管理的綜合問題，對接觸含鈾等放射性物質的實驗室輻射防護管理和放射性三廢管理提出了更高要求，目前還沒有這一類對接觸含鈾等放射性物質的實驗室輻射防護管理和實驗室放射性三廢管理的現行條文，中核陜西鈾濃縮有限公司分析計量部光譜化學科根據自身崗位特點科學合理的做到實驗室輻射防護管理，創新提升完善放射性三廢管理，同時保證工作的環境以及周圍環境的安全，放射化學實驗室分析檢測工作階段的基本原則，提高實驗室人員的防護質量，從而確保放射化學實驗室在確保安全的前提下按期完成分析檢測工作，具有重要的現實意義。

1 放射化學實驗室輻射防護的基本原則和基本措施

放射化學實驗室主要面臨的輻射來源主要分兩種：一種是六氟化鈾，是一種化學毒性，又有放射性危害的物質；另一種是氟、氟化氫。嚴格地講，這些并不屬輻射防護的范疇，但是在濃縮鈾生產中，氟及其化合物總是與鈾同時存在的，對氟及其化合物的防護也已成為放化實驗室中一類特殊的輻射防護問題。

綜上所述，放化實驗室輻射防護，主要考慮的是鈾的α內照射和β、γ的外照射危害。

1.1 內照射的危害及防護

放化實驗室工作人員所受的照射，因工作條件而異，在實際工作中主要是內照射，而外照射僅存在于六氟化鈾樣品水解等開放性操作場合，而且凡有外照射之處，多半同時伴有內照射。內照射不同于外照射的顯著特點是即使停止接觸放射性物質以后，已經進入體內的放射性核素，仍繼續產生照射，所以內照射的危害更嚴重。內照射防護的基本原則是采取各種措施，盡可能的隔斷放射性物質進入人體內的各種途徑，在可以合理做到的限度內，使攝入量減少到允許標準以下盡量低的水平。攝入放射性物質的途徑[1]不外乎是：吸入被污染的空氣、飲用被污染的水、食入被污染的食物或者放射性物質直接從傷口進入體內。

放化實驗室防止這些現象發生的根本措施就是嚴格遵守有關的安全操作規程和建立良好的個人衛生習慣。經呼吸道進入體內，是人體攝入放射性物質最主要的途徑。因此，空氣污染是造成內照射的主要根源，防止放射性物質，經呼吸道進入體內的基本措施是：1）空氣凈化：通過空氣過濾，除塵等方法，盡量降低空氣中放射性粉塵或放射性氣溶膠的濃度。2）通排風：不停排出被污染的空氣并換清潔空氣，降低空氣中的放射性物質濃度。3）密閉包容：把可能成為污染源的放射性物質放在密閉容器中，或把可能污染工作環境的操作放在密閉的小室或手套箱中進行，與工作場所的空氣隔絕。4）個人防護：放射化學實驗室工作人員佩戴使用各種合格防護用品，使自己的呼吸道與工作環境的空氣處于半隔離或全隔離狀態，保證吸入的空氣經過凈化過濾。

1.2 外照射的危害及防護

放化實驗室外照射防護的基本原則是：采取各種措施，控制輻射對人體的照射，使之保持在可以合理做到的最低水平，保障個人所受的劑量當量不超過國家規定的標準。我國輻射防護標準[2]對于放射性工作人員的劑量當量限值的規定為：年劑量當量限值，全身均勻外照射50mSv/a、眼晶體150mSv/a、其他單個器官或組織500mSv/a；特殊照射：一次不大于l00mSv，一生中不大于250mSv；應急照射：一次不大于250mSv。在射線防護計算中，一般按全身均勻外照射取劑量當量限值，即50mSv/a，以此可換算出月、周、日、時的劑量當量限值，月劑量當量限值為50/12=4.16mSv/月；周劑量當量限值為50/50=lmSv/周；日劑量當量限值為l/6=167μSv/d；每小時劑量當量限值為167/8=21μSv/h。

外照射防護的具體方法有三種：1）控制受照時間：受照射時間愈長，所受累積劑量愈大。2）增大與輻射源之間的距離：對于點源，受照劑量率與離子源的距離平方成反比。3）屏蔽：在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物，把外照射劑量減少到允許水平以下。

1.3 崗位自主防護技術措施

光譜化學科放射化學分析班遵守以上規范以外，根據崗位特點，可采取如下技術措施進行防護工作：1）包容：分析操作中，將專料樣品包容封閉。在六氟化鈾純度分析項目中，我們將P10取樣器放置在玻璃干燥器中，過夜靜置。P10封裝如有漏，氟化氫會腐蝕干燥器玻璃內表面，我們就會采取特殊技術措施進行處置。2）隔離：我們將不同的分析項目，分場所進行操作分割開來，執行分區管理。化學純度項目在302#實驗室；化學雜質項目在301#實驗室；光譜雜質項目在201#實驗室。3）稀釋：在合理控制下，利用干凈的空氣使場所空氣中的放射性濃度降低到控制水平以下。在化學純度分析檢測水解操作中，將整個操作場所放在通風柜中，通過控制通風柜拉門減少操作面的面積，來增大進入通風柜的新鮮空氣流量。4）增效：在光譜雜質和化學純度分析檢測項目六氟化鈾水解操作中，分別采取增大雜質取樣杯內徑并加蓋蓋子及適量增加P10取樣杯水解時的純水體積，由70mL增加到80mL的技術措施，來提高六氟化鈾水解效率。

通過這些自主防護技術措施，防止有害的確定效應（非隨機性效應），同時限制隨機性效應的發生率，使之合理的達到盡可能低的水平。

2 放射化學實驗室三廢管理

2.1 三廢的來源

1）首先是含鈾廢液，含鈾廢液的主要來源有：專料樣品分析檢測后，余留的測試含鈾溶液；專料樣品分析檢測中，前化學處理過程中產生的含鈾廢液；專料樣品分析檢測中，清洗容量瓶、燒杯、鉑金坩堝、鉑金舟、取樣器吸頭、移液管、吸量管等的含鈾清洗液。

2）其次是含鈾氣溶膠及含氟廢氣兩類[3]。含鈾氣溶膠在專料樣品分析檢測全過程中，因為六氟化鈾水解操作為開放型操作，在烘干、趕氟和高溫水解等操作過程逸散到空氣中，含氟及氟化氫等廢氣也是伴隨著這些操作產生。

3）最后是固體廢棄物。固體廢棄物的主要來源是放射性污染物，主要包括棉紗手套、特殊防護口罩、沾污棉織物、乳膠手套等沾污橡膠制品和沾污工器具，除此還有在專料樣品分析檢測過程中產生的沾污的固體器具等。

2.2 放射化學實驗室三廢暫存管理的原則和方法

放化實驗室三廢暫存管理的原則，首先要做到從源頭控制[4]，對于專料樣品及其外來含鈾樣品的分析檢測過程中，在保證分析結果準確及時的前提下，需要盡可能的減少復測次數，從而降低三廢的產生；其次是提高三廢暫存管理的安全性和科學性，從過程中提高對三廢的“管控”水平，堅持對三廢分門別類收集的原則，分類收集要根據實際的分析檢測任務出發，將三廢能夠做到分門別類的收集，有效的減少三廢的排放量。

清洗方式為：按照少量多次的原則，逐一對各器皿用蒸餾水清洗，產生較多的含鈾廢液，與公司當前對于放射性廢液管理的工作思路不一致。

為了減少廢液產生量,在實際工作中，摸索實驗后總結發現了一種更為高效的器皿清洗方式，即“連環沖洗法”，清洗方式更為高效。具體操作方法如下：光譜化學科放射化學分析班在專料樣品六氟化鈾純度的分析檢測過程中，是這樣收集含鈾廢液的：（以一批次四個專料樣品量計）1）用洗瓶對P10取樣器杯體少量多次進行清洗，清洗液約40mL收集在500mL聚四氟乙烯燒杯中（以下稱廢液收集杯）；2）稱取完八氧化三鈾的鉑金舟及鉑金舟蓋經加熱的硝酸清洗后，用洗瓶沖洗，在其下用廢液收集杯盛裝，清洗液約200mL；3）電位滴定和庫侖滴定結束后，對25mL滴定池、250mL燒杯和250mL容量瓶用洗瓶沖洗，約500mL廢液收集在廢液收集杯中；4）將這約740mL的含鈾廢液倒入廢液桶中，再對廢液收集杯用少量清水沖洗兩、三次，依次倒入廢液桶中。

以上操作的實施，可將放射性廢液量降低(1200-740)/1200×100%=38%，大幅度降低了純度分析工作中的放射性廢液量。

光譜化學科放射化學分析班在進行161/162中硅、磷、氯、溴，锝等雜質分析工作中，又是這樣進行廢液收集的。操作中要對分析操作中使用的各種器皿如樣品瓶、容量瓶、移液管、比色皿、燒杯、分液漏斗、離心管等進行清洗。1）將待清洗器皿按照種類進行排序；2）用約10mL蒸餾水對排序1號器皿進行正常清洗，清洗液轉入2號皿進行清洗，然后將清洗液轉入3號器皿進行清洗，以此類推，直至將所有器皿全部清洗一遍，清洗液收集入專用廢液杯中：重復步驟2～3次；3）將專用廢液杯中的放射性廢液收集于放射性廢液桶中，清洗工作結束。

以上操作的實施，可將放射性廢液量降低(1800-1000)/1800×100%=44%，大幅度降低了雜質分析工作中的放射性廢液量。

最后，要堅持持續改進的原則。要在實際工作中做到及時的學習掌握新技術，及時的更新分析檢測技術和先進的管理理念。

3 結語

核能對于解決限制我國當前發展的能源瓶頸，有著非常實際的作用，是滿足日益擴大能源需求的現實途徑。因此，加強放射化學實驗室輻射防護和三廢管理的水平，有著一定的現實意義，能夠為公司建設成為一流核燃料生產基地，做好主工藝系統“明亮的眼睛”提供技術支持，同時能夠保護周邊環境，使得工藝系統安全高效運行。