鈉冷快堆運行中人員沾鈉急救處理的體外實驗驗證

馬佳艷，李東升，黃 偉，王珍珍，陳文悅，詹艷艷，劉玉龍

鈉冷快堆是一種新型核反應堆堆型，因其在固有安全性以及可增殖核燃料、嬗變長壽命放射性廢物以及高熱效率發(fā)電等優(yōu)勢，成為第四代先進核能系統(tǒng)的首選堆型[1]。液態(tài)鈉因其優(yōu)良的熱工水力性質而被用作鈉冷快堆的冷卻劑[2]。然而，液態(tài)鈉具有較高的化學活性[3]，鈉的氧化物及氫氧化物可引起眼睛、呼吸道及皮膚粘膜的化學灼傷，嚴重時可導致粘膜的水腫、潰爛，甚至失明。因此，研究鈉冷快堆機組運行和檢修期間人員意外沾鈉的處理及醫(yī)學急救策略是十分有必要的。

目前人員沾鈉的處理及醫(yī)學急救在國內外尚無明確可循的標準規(guī)范。本文調研了國內外鈉設施沾鈉急救經驗，分析機體不同部位化學燒傷的處理經驗，以新鮮離體豬為動物實驗模型，驗證并探討鈉冷快堆人員意外沾鈉處理及急救策略的適宜性，為示范快堆的安全運行提供技術支撐。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取新鮮離體去毛豬肉2塊（15 cm*20 cm），用紗布擦干皮膚表面，置于金屬托盤中備用；準備新鮮離體去毛豬頭1個，開瞼，縫眼球固定線，暴露出光滑的鞏膜及透明的角膜；準備新鮮離體去毛豬頭1個，口腔打開，暴露舌部及咽喉部備用；選取新鮮離體去毛豬肉1塊（15 cm*20 cm），中部用刀切長約10 cm傷口，平放于操作臺上備用。

1.2 方法及觀察指標 為便于輻射防護管理及實現(xiàn)職業(yè)照射控制最優(yōu)化，核動力廠廠內一般分為輻射控制區(qū)及非輻射控制區(qū)兩個區(qū)域。在正常運行和預計運行事件狀態(tài)下，場劑量率大于0.0005 mSv/h或可能受到空氣污染的所有場所均為輻射控制區(qū)；非輻射控制區(qū)是指核動力廠廠內工作人員進出不受輻射防護管理限制，受照不再屬于職業(yè)照射的范圍，一般不需要進行輻射監(jiān)測的區(qū)域，在該區(qū)域內，人員一年內預期所接受的劑量不超過1 mSv。本研究以新鮮離體豬為動物實驗模型，對輻射控制區(qū)、非輻射控制區(qū)兩個場所內沾鈉損傷后的急救處理進行體外實驗驗證，各部位沾鈉后急救處理的實驗步驟及pH值測試方法如下。

1.2.1 皮膚沾鈉 （1）將金屬鈉塊加熱至液態(tài)，用金屬勺取約2 g放置到平放于操作臺上的新鮮離體去毛豬肉皮膚表面，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用干燥鑷子，從皮膚表面去除沾附的鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）輻射控制區(qū)（對照組）：先使用醫(yī)用液體石蠟油沖洗燒傷部位，繼續(xù)使用大量流動清水沖洗0.5 h、1 h，觀察燒傷部位表現(xiàn)，使用pH試紙測試并記錄；非輻射控制區(qū)（研究組）：直接使用大量流動清水沖洗0.5 h、1 h，觀察燒傷部位表現(xiàn)，使用pH試紙測試并記錄；（4）燒傷部位涂抹燙傷膏，觀察燒傷部位表現(xiàn)，0.5 h后使用pH試紙測試并記錄。

1.2.2 眼沾鈉 （1）將金屬鈉塊用小刀切成厚度約1 mm*2 mm*5 mm小片，取1小片放置到平放于操作臺上的新鮮離體豬頭眼瞼內，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用干燥棉紗布，從眼瞼內擦去沾附的鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）對照組：滴入2滴麻醉劑，等待2 min后使用洗眼器快速沖洗結膜囊15 min，沖洗時上下翻轉眼瞼，使上下眼穹隆充分暴露，觀察燒傷部位表現(xiàn)，測試穹窿部結膜的pH值并記錄[4-5]；研究組：滴入2滴麻醉劑后，立即使用洗眼器快速沖洗結膜囊15 min，觀察燒傷部位表現(xiàn)，測試穹窿部結膜的pH值并記錄；（4）清水沖洗0.5 h后，觀察燒傷部位表現(xiàn)，測試穹窿部結膜的pH值并記錄。

1.2.3 食入鈉 （1）將金屬鈉塊用小刀切成厚度約1 mm* 2 mm*5 mm小片，取3小片分別放置到平放于操作臺上的新鮮離體豬頭口腔內舌上1/4、1/2表面及咽喉部，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用金屬鑷子，去除沾附在口腔內舌頭表面及咽喉部的鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）使用大量流動清水沖洗口腔內舌頭表面及咽喉部10 min，觀察燒傷部位表現(xiàn)，使用pH試紙測試并記錄；（4）清水沖洗0.5 h后使用pH試紙測試,觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄； （5）停止沖洗，靜待0.5 h, 觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄。

1.2.4 傷口沾鈉 （1）將金屬鈉塊用小刀切成厚度約1 mm* 2 mm*5 mm小片，取3小片放置到平放于操作臺上的新鮮離體豬肉傷口表面，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用金屬鑷子，去除沾附在傷口內的金屬鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）使用大量流動清水沖洗傷口15 min，觀察燒傷部位表現(xiàn),使用pH試紙測試并記錄；（4）沖洗0.5 h后使用pH試紙測試,觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄。

1.3 統(tǒng)計學處理 每組試驗的pH值重復測定3次，采用描述性研究方式進行數(shù)據分析。

2 結 果

各部位沾鈉的大體表現(xiàn)及pH值記錄如下所述，具體見圖1，表1。

2.1 皮膚沾鈉 輻射控制區(qū)（對照組）0.5 h pH=8.5～9.0， 1 h pH=8.0～8.5，非輻射控制區(qū)（研究組）0.5 h pH=8.5～9.0，1 h pH=7.5，研究組、對照組沖洗0.5 h后pH值接近，而研究組沖洗1 h后pH值更接近于中性，表明初始使用清水盡快、大量地沖洗可能皮膚沾鈉去污效果更優(yōu)。

2.2 眼部沾鈉 使用干燥棉紗布擦去殘余金屬鈉塊時，紗布發(fā)生燃燒，表明急救過程中使用紗布清除金屬鈉塊可能有致燃的風險。清水沖洗15 min后，對照組測得pH=8.0，研究組測得pH=7.0～7.5；清水沖洗0.5 h后，對照組測得pH=8.0，研究組測得pH=6.5，表明急救處理流程中，立即使用洗眼器沖洗導致眼部沾鈉損傷恢復時間更快。此外，實驗結果表明使用洗眼器沖洗結膜囊15 min后pH值仍較高，提示沖洗時間的長短與眼損傷的恢復時間呈負相關，建議沖洗時間不少于15 min。

2.3 食入鈉 正常豬口腔測得pH=6.0。使用大量流動清水沖洗10 min后測得pH=9.0，清水沖洗0.5 h后測得pH=7.5，接近中性。之后靜待0.5 h后測得pH=7.5。表明早期、大量流動清水沖洗0.5 h可以有效減輕食入鈉損傷。

表1 各部位沾鈉的大體表現(xiàn)及pH值

圖1 新鮮離體豬不同部位沾鈉損傷

2.4 傷口沾鈉 清水沖洗15 min后測得pH=7.5～8.0，清水沖洗0.5 h后測得pH=5.5（即pH試紙不再變色），表明早期、大量流動清水沖洗0.5 h可以有效減輕傷口沾鈉損傷。

3 討 論

近年來，為貫徹國家發(fā)展核能“熱堆、快堆、聚變堆”三步走的戰(zhàn)略方針，核動力廠在實驗快堆的經驗基礎上，建設新型池式鈉冷快中子反應堆，定位于生產電能，同時增殖核燃料，以液態(tài)金屬鈉為冷卻劑，采用世界上廣泛采用的鈉-鈉-水三回路設計。一回路系統(tǒng)采用一體化池式布置，主要設備和構件都安裝在主容器內。一、二回路構成的主熱傳輸系統(tǒng)均為兩環(huán)路結構，一、二回路均以液態(tài)金屬鈉為工質，一、二回路的熱邊溫度達到500℃左右，冷卻系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng) 中的鈉輔助系統(tǒng)涉及大量的熔融金屬鈉，正常情況下，熔融的液態(tài)鈉被包容在容器和管路中，并受到惰性氣體或石蠟油的保護。這些地方的鈉如果透過重重阻礙泄漏到空氣中，則有可能發(fā)生鈉火事故，當鈉從破裂的管道或容器中以霧滴狀形式噴出時會立即燃燒(在普通空氣中，鈉霧著火的溫度一般是120℃，鈉在空氣中的自燃溫度為（549±90）K。發(fā)生鈉火時，鈉工藝間內會產生大量濃煙，約30%的燃燒鈉形成氣溶膠懸浮物，鈉氣溶膠（主要由鈉的氧化物Na2O、Na2O2組成）經呼道和皮膚黏膜進入人體，會引起眼睛、呼吸道黏膜和皮膚黏膜的化學灼傷：嚴重時會導致黏膜的水腫、潰爛，甚至導致失明。另外，鈉火燃燒過程中產生的鈉放射性氣溶膠，通過傷口進入人體后產生持續(xù)內照射，導致內照射污染，Na-22和Na-24均為中毒組放射性核素。

液態(tài)鈉用作鈉冷快堆中的冷卻劑如果泄露到空氣中可對人體造成嚴重的損傷，主要包括液態(tài)金屬鈉導致的燙傷、金屬鈉遇水燃燒造成的燒傷及遇水后的反應產物氫氧化鈉造成的堿燒傷[2]。與壓水堆不同，快堆職業(yè)病防護的特殊性主要是針對鈉和鈉火進行的。為有效防止職業(yè)病的發(fā)生，在職業(yè)病防護設施設計專篇及職業(yè)病危害預評價報告中，針對鈉產生的職業(yè)病危害因素，在工程設計中采用鈉火預防措施、設置了鈉火探測系統(tǒng)、采用防止鈉火蔓延的緩解措施、制定相應的應急準備與響應計劃，對應急設施與設備、醫(yī)學應急救援、應急培訓與演習進行了明確規(guī)定，嚴格要求涉鈉工作人員配備必需的職業(yè)病防護用品。

核動力廠內易受意外沾鈉危害影響的人員主要為現(xiàn)場事故處理人員和各類操作人員，現(xiàn)場急救處置也把上述三方面作為救治要點。

發(fā)生皮膚沾鈉損傷后，液態(tài)金屬鈉可與皮膚表面的水分產生氫氧化鈉（強堿）并放出大量反應熱。氫氧化鈉滲透性較強，能使組織細胞脫水并皂化脂肪組織，形成可溶性強堿蛋白化合物而使創(chuàng)面加深，一般表現(xiàn)是局部灼痛，皮膚由白變紅，再變?yōu)樽厣⑿纬蓾僛6]。因此，根據化工企業(yè)及醫(yī)院的經驗，如鈉沾到皮膚，應快速去除皮膚上的殘鈉，除去受污染的衣物[7-8]，用大量流動清水盡快、清洗創(chuàng)面20～30 min，使用弱酸性溶液（乙酸、硼酸、醋酸）進行中和并用清水沖洗[6,9-10]。可以根據情況適時涂抹燙傷膏，消腫止痛，如殘鈉無法清除干凈或有傷口，則不建議涂抹，以免皮膚進一步損傷。因核動力廠內輻射控制區(qū)、非輻射控制區(qū)涉鈉分布特點不同，故而相應應急處理點急救物資的配備也有所不同。此外，輻射控制區(qū)內空氣中鈉及其化合物的允許濃度較非輻射控制區(qū)要高，因而發(fā)生鈉火事故的風險也高，故皮膚沾鈉損傷后對照組先選用液體石蠟油進行沖洗，待轉移至非輻射控制區(qū)時，進一步使用流動清水進行沖洗。本實驗結果表明研究組（非輻射控制區(qū)）皮膚沾鈉去污療效更佳，提示使用大量清水盡快、徹底地沖洗是治療的關鍵。

人員作業(yè)或處理異常事件過程中，鈉如濺到眼睛里，遇水生成氫氧化鈉，氫氧化鈉通過皂化反應形成具有雙相溶解度的堿性化合物，使堿性化學物質很快穿透角膜浸入眼深部組織。不僅如此，即使眼組織表面的堿性化學物質后續(xù)被沖洗干凈，已浸入眼組織內的堿性物質可持續(xù)向深部擴散，對眼部組織造成持續(xù)性破壞，最終因角膜穿孔或其它并發(fā)癥而導致失明[10]。因此，根據化工企業(yè)及醫(yī)院的經驗，如濺到眼睛里，應立即用生理鹽水或清水進行沖洗[6,9-15]，沖洗時間為15～30 min[9-10,13,15]，沖洗量為1000～2000 ml[12,14]。為避免眼瞼痙攣疼痛，急救過程中常使用滴眼液進行表面麻醉。正常淚液pH值為7.14～7.15，可在5.12～8.13間波動。本研究通過測穹窿部結膜的pH值作為判定停止沖洗的標準，結合本部分實驗結果，使用麻醉劑后立即沖洗組pH值更接近中性，眼部沾鈉去污效果更佳，提示立即沖洗處理對眼沾鈉損傷的預后起關鍵性作用。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，由于酸堿中和時會產熱，將進一步加重眼部損傷，而且中和液本身也有毒性，因此近年來已不贊成使用中和液沖洗眼部[5]。

發(fā)生鈉火事故時，鈉工藝間產生大量鈉氣溶膠顆粒，若工作人員未進行呼吸防護或防護不當則可能發(fā)生食入或吸入性損害，出現(xiàn)呼吸道刺激癥狀及喉頭水腫、呼吸困難，嚴重者導致窒息。若誤食則可能引起口腔、咽喉、食道、腸胃的損傷，輕者出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹痛，重者出現(xiàn)腸胃出血、穿孔及堿中毒、休克等[6]。因而，作業(yè)人員在涉鈉作業(yè)期間均需嚴格按照要求佩戴防護用品，做好個人防護。本研究證實，無論是食入鈉或傷口沾鈉事故，早期、大量、徹底地沖洗是急救的關鍵。此外，已有報道，如意外食入或吸入，也可以服食醋進行中和，然后服用蛋清、牛奶等保護胃粘膜[6]。

發(fā)生意外沾鈉事故后，受現(xiàn)場醫(yī)務條件限制，現(xiàn)場僅提供沾鈉后的緊急、臨時處理，處理后應及早送往地方醫(yī)院，進一步進行處理。

由于患者受到意外的刺激，精神非常緊張，加上眼部、口腔及創(chuàng)面燒灼樣疼痛，常表現(xiàn)為對治療結果不確定而恐懼不安。在緊急處置的同時，要特別重視心理護理，需要專業(yè)人員在事故的早、中、后期全程進行適當?shù)男睦砀深A，耐心細致地給患者介紹治療方法，使其認識到堿燒傷的危害性以及積極治療的重要性，增強患者的治療信心。

為減少意外沾鈉事故的發(fā)生，進一步保障工作人員的職業(yè)健康安全，核動力廠應根據現(xiàn)場不同涉鈉場所的分布特點，設立應急處理點，每個處理點應配備相應的急救物資。考慮到部分應急處理點存在一定距離，對于存在鈉火風險的作業(yè)，作業(yè)班組應攜帶便攜式急救藥箱，以便應急處理。對于涉鈉工作人員應進行崗前安全急救培訓，增加對沾鈉處理方法的實操培訓及考核，頻度可為每兩年一次，考核合格后方能持證上崗。同時，各核動力廠應配備熟悉并具備醫(yī)學急救及沾鈉急救能力的醫(yī)務人員。一旦發(fā)生人員意外沾鈉事故，應堅持“救命優(yōu)先”的原則。任何情況下，都要首先搶救危及生命的損傷，待病情平穩(wěn)后再處理沾鈉問題。對于人員沾鈉處理及急救的情況，醫(yī)務人員應予以完整記錄，同時報告職業(yè)健康管理人員。本研究結果表明，沖洗在沾鈉損傷的救治中起著極其重要的作用，傷后患者爭分奪秒就地取材對受傷部位進行沖洗，能最大限度減輕損傷，有效改變病情的轉歸。然而，目前國內尚未建立統(tǒng)一規(guī)范的人員沾鈉事故的急救方法和標準流程，也沒有針對鈉沾染損傷事故設計的專用沖洗工具。從國內鈉廠及鈉設施的處理經驗看，人員沾鈉處理及急救原則與化學燒傷的處理要求基本一致，細節(jié)上略有區(qū)別，總體上不影響沾鈉處理及急救的有效性。本研究以新鮮離體豬為模型，對鈉冷快堆運行中人員沾鈉急救策略進行體外實驗驗證，對急救措施的及時性及操作步驟的合理性進行考量，為標準規(guī)范的出臺及行業(yè)實踐經驗的積累提供新思路，有利于在該種新型堆型的運行過程中開展并不斷完善針對沾鈉處理方法的實操培訓及急救考核，有利于提高工作人員在發(fā)生職業(yè)暴露后的應急處理能力，將職業(yè)性沾鈉事故的損害盡可能地降到最低水平。