實驗室中氚的安全防護

劉文娜 葛婷 王東紅 丁洪深

摘? 要：氚是β放射性核素，分析測試過程中會釋放到環(huán)境中，對人體產(chǎn)生內(nèi)照射危害，需重視實驗室中氚的安全防護。本文簡要介紹了氚的性質(zhì)，對實驗室中氚的防護重點、防護措施及污染處理進行探討，在管理制度、工作場所、實驗用品、職業(yè)人員等方面采取有效的防護措施，可避免或減少氚通過各種途徑進入人體，確保實驗人員自身及實驗室安全。

關(guān)鍵詞：氚? 分析測試? 實驗室 防護

中圖分類號：TL64 1 ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）04（c）-0088-03

Safety Protection of Tritium in Laboratory

LIU Wenna? GE Ting? WANG Donghong? DING Hongshen

（Nuclear and Radiation Safety Monitoring Center of Shandong Province， Jinan， Shandong Province，

250117 China）

Abstract： Tritium is a β radionuclide， which will be released into the environment during analysis and testing， causing internal exposure to the human. It is necessary to pay attention to the safety protection of tritium in the laboratory. This article briefly introduces the properties of tritium， discusses the protection focus， protective measures and decontamination of tritium in the laboratory. The useful measures that is taken in the management systems， workplaces， laboratory supplies and experimenter can avoid or reduce the various channels that tritium gets into people's body， which can ensure the safety of the experimenter and the laboratory.

Key Words： Tritium; Analysis test; Laboratory; Safety protection

氚是氫的放射性同位素，是環(huán)境中分布最廣泛的放射性核素之一，記作“3H”或“T”，屬于低毒性核素。氚既是天然放射性核素，又是人工放射性核素。天然氚主要在大氣中宇宙射線中的質(zhì)子和中子與氮和氧的相互作用而生成，產(chǎn)生率為7.2×1016Bq/a，全球盤存量為1.3×1018Bq。全球各國日益增長的核電站的氚排放已成為環(huán)境氚產(chǎn)生的主要人為來源[1]。

氚的監(jiān)測是輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和核電廠監(jiān)督性監(jiān)測的重要組成部分，實驗室是實驗人員對氚進行分析測試的場所，氚能在樣品分析過程中釋放出來，通過呼吸系統(tǒng)、消化道系統(tǒng)等途徑進入人體內(nèi)，通過氧化和同位素交換反應(yīng)，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生電離、引起細(xì)胞單鏈斷裂，導(dǎo)致基因突變，對人體組織器官產(chǎn)生持續(xù)的較大的內(nèi)照射危害[2-3]。直至衰變完全或完全排除體外，而氚在體內(nèi)的排泄速度極慢，排出體外的過程十分漫長，容易造成人體的長期負(fù)擔(dān)。因此，為保證實驗人員及環(huán)境安全，應(yīng)重視實驗室中氚的安全防護。

1? 氚的性質(zhì)

氚是純β射線的發(fā)射體，β射線能量很低，最大能量僅為18.61keV，平均能量為5.7keV，半衰期為12.3年。氚發(fā)射的β粒子能量低，在空氣、水、生物組織中的最大射程分別為0.054cm、5.2um、6.5um。由于氚在生物組織中的最大射程比表皮內(nèi)基底細(xì)胞所在的深度還要短，所以氚的外照射影響可以忽略不計[4]。

氚能與水和生物機體中的氫發(fā)生同位素交換反應(yīng)而存在于空氣、水、食物及一切生物體中，氚可以通過多種途徑進入人體，對人體組織產(chǎn)生內(nèi)照射危害。氚進入人體的途徑主要有：呼吸道途徑，含有氚的氣體、液體或者固體微粒通過污染的空氣經(jīng)呼吸道吸入體內(nèi)，呼吸道吸入是氚進入人體的重要途徑;消化道途徑，食入或飲用受到氚污染的食物或者飲料、用被氚沾污的手觸摸口腔、嘴唇;皮膚滲入，完好的皮膚能提供一個有效的防止大部分放射性物質(zhì)進入人體內(nèi)的天然屏障，但氣態(tài)氚或氚化水對皮膚有很強的穿透能力，極易通過表面完好的皮膚滲入而被吸收;傷口侵入，當(dāng)皮膚破裂、劃傷、刺傷或擦傷時，氚就有可能通過傷口進入皮下組織，產(chǎn)生內(nèi)照射[5]。

2? 氚防護重點

通?？諝馕廴竞捅砻嫖廴臼菍嶒炇抑须胺雷o的重點[6]。有效的空氣污染防護可以防止氚通過呼吸道和皮膚滲入等途徑進入人體，有效表面污染防護可以防止氚通過消化道、傷口進入人體。

2.1 空氣污染

空氣中的氚一般分為兩類：一類是常溫、常壓下是氣態(tài)的氣態(tài)氚;另一類是懸浮于空氣中的含氚的固體或液體小顆粒。環(huán)境中的氚主要以氚化水（HTO）的形式存在，雖然有少量是以氣體HT、T2、CH3T的形態(tài)存在，但由于它們的化學(xué)不穩(wěn)定性，在潮濕的環(huán)境中能較快地轉(zhuǎn)變成HTO形態(tài)[7]。

2.2 表面污染

表面污染是指物體或者人體表面沾染有放射性微粒、粉塵或者放射性液體。分為松散污染和固定污染。松散污染是指用擦拭、清洗等方法可以移除或者去除的污染，一般以機械吸附和物理吸附存在的污染多屬于松散污染;固定污染是指采用多種技術(shù)，經(jīng)多次去污仍然不能消除的污染。一般以化學(xué)作用存在的污染多屬于固定污染。

固定污染和松散污染可能因為各種原因懸浮到空氣中，而被吸入人體內(nèi)，也可能因為不規(guī)范的工作方式或不良的個人習(xí)慣，由污染的手、體表或傷口進入人體，進而造成內(nèi)照射危害。

3? 防護措施

實驗室中氚的防護主要通過制定各種規(guī)章制度，采取一切合理可行的措施，盡可能切斷或減少氚進入人體的途徑，在最優(yōu)化原則的范圍內(nèi)，使攝入量減少到盡可能低的水平[8]。

3.1 管理制度

建立完善的管理體制，制定嚴(yán)格的規(guī)章制度。實驗人員需持證上崗，實驗室不準(zhǔn)吸煙、進食（包括飲水）或存放食物，嚴(yán)格管理含氚量高的試劑、樣品，嚴(yán)禁外流，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)存儲及使用流程，需嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行實驗等。

3.2 工作場所

實驗室配備通風(fēng)櫥或手套箱等實驗室設(shè)施，將氚的操作分析限定在小范圍內(nèi);保持通風(fēng)，稀釋和減少房間內(nèi)的氚濃度;配備洗眼器、淋浴頭等洗消設(shè)備;配備更衣室，備有放射性污染監(jiān)測儀表，對進出實驗室人員進行放射性表面污染監(jiān)測;實驗室的墻壁、操作臺面、地面、水槽等應(yīng)選用或鋪設(shè)不易污染、耐化學(xué)腐蝕、容易去污的材料，且應(yīng)定期進行表面污染檢查與監(jiān)測;實驗室保持清潔，清潔實驗室時應(yīng)避免塵土飛揚，應(yīng)用吸塵器或濕拖把、濕抹布擦拭地面或操作臺面。

3.3 實驗用品

為了防止器具和設(shè)備污染，可對器具和設(shè)備用塑料膜加以保護，工作結(jié)束后，將塑料膜取下作為廢物處理;固體和液體廢物應(yīng)分開存放，實驗過程中被氚沾污的濾紙、手套、塑料吸頭、注射器等固體廢物放在專門的放射性垃圾桶內(nèi)，沾污的閃爍液等液體廢物專門收集在液體廢物罐內(nèi);嚴(yán)格區(qū)分實驗過程中產(chǎn)生的氚沾污廢物與普通非放射性廢物，不可混同收集和處理，被氚沾污的廢物不可隨意丟入垃圾桶或者倒入下水道，應(yīng)對收集后放入放射性垃圾桶。

3.4 職業(yè)人員

掌握氚的相關(guān)知識及實驗儀器的正確使用方法，充分了解實驗用品的性狀及可能危害，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，盡量避免發(fā)生污染;實驗人員進入實驗室前必須正確穿戴個人防護用品，如工作服、手套、口罩等，將實驗人員圍封起來，盡量減少皮膚裸露的面積，防止皮膚被刺傷、割破，防止氚進入體內(nèi);熟練掌握分析方法，在實驗中盡量減少放射性物質(zhì)的操作量，在保證質(zhì)量的前提下，力求熟練、迅速完成實驗，盡量減少與放射性物質(zhì)的接觸時間;養(yǎng)成良好工作作風(fēng)和個人習(xí)慣，避免污染和污染擴散，比如身體不要隨意依靠在墻壁、儀器上，手不可亂摸扶手、墻壁，不要推眼鏡，更不要摸自己的臉部，特別是嘴、眼、鼻等部位;堅持實驗完畢后立即洗手或洗澡。

4? 氚污染處理

在實驗操作中，若不慎發(fā)生污染，適時地采取去污措施是防止污染擴散的有效措施，氚的常用去污劑有水、酒精、5%EDTANa2和5%六偏磷酸鈉溶液等。

4.1 空氣污染

空氣污染可采用空氣凈化或稀釋的方式處理。空氣凈化，一般通過吸附、過濾、除塵等方法，盡量降低實驗室空氣中氚的水平;稀釋是對實驗室進行通風(fēng)換氣，以清潔的空氣替換被污染的空氣，換氣次數(shù)視空氣被污染的水平而定。

4.2 表面污染

經(jīng)測量，確認(rèn)已經(jīng)超過表面污染控制水平（見表1）的設(shè)備、地面、墻面等應(yīng)采取去污措施。此外對那些可能與人體接觸的表面，如其污染水平高于本底，但沒有超過控制水平，在可能的情況下也應(yīng)該去污，使其回到或接近本底水平。

表面去污應(yīng)遵循以下原則：及時處理，在污染早期， 同位素與物體表面結(jié)合不太牢固，容易去除，去污應(yīng)越早進行越好;控制去污范圍，去污盡量局限在污染區(qū)域，避免污染范圍擴大，并使處理污染產(chǎn)生的放射性廢物盡量地少;由低活性污染區(qū)開始，然后到高活性污染區(qū)進行，禁止將高活性污染區(qū)的物質(zhì)帶到低活性污染區(qū)，加重低活性污染區(qū)的污染程度;將污染程度不同的物品分類去污，不可全部混在一起，所用去污用品也必須分開使用，防止輕污染的物品污染程度加重;根據(jù)污染情況合理選擇去污方法，如實驗室表面污染后，應(yīng)根據(jù)表面材料的性質(zhì)及污染情況，選用適當(dāng)?shù)娜ノ鄯椒?，一般先用水及去污粉或肥皂刷洗，若污染?yán)重則考慮用稀鹽酸或檸檬酸溶液沖洗，或刮去表面或更換材料[10]。

4.3 人體

體表沾染、傷口沾染時，應(yīng)及時用大量水或其他氚去污劑處理，盡量避免氚被吸收進入體內(nèi);去污時應(yīng)盡量避免污染面積擴大，嚴(yán)防皮膚擦傷;若傷口污染嚴(yán)重，清洗效果又差時，應(yīng)尋求醫(yī)學(xué)幫助。體內(nèi)污染氚時，因進入人體的氚和水的生物轉(zhuǎn)運相同，可通過大量飲水或使用利尿劑如雙氫克脲噻加速體內(nèi)氚的排除。

5? 結(jié)語

氚能存在于空氣、水、食物及一切生物體中，可以通過多種途徑進入人體，對人體組織產(chǎn)生內(nèi)照射危害。實驗室人員應(yīng)了解氚的性質(zhì)，熟悉氚進入人體的途徑，針對空氣污染防護和表面污染防護，在管理制度、工作場所、實驗用品、職業(yè)人員等氚防護重點采取防護措施，并了解氚污染的處理知識，確保實驗人員自身及實驗室安全。

參考文獻

[1] 潘自強.核與輻射安全[M].北京：中國環(huán)境出版社，2015：19-20.

[2] 趙新景，丁洪深，劉文娜.環(huán)境生物樣品中氚分析測量方法研究[J].中國輻射衛(wèi)生，2019，28（5）：525-527.

[3] 惠剛.壓水堆機組氚的來源與控制[J].科技視界，2020（15）：156-158.

[4] 張欽.核設(shè)施周圍土壤中有機氚的分布規(guī)律研究[D].上海：中國科學(xué)院大學(xué)（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所），2019.

[5] 李炳林.氦-3回路中氚的輻射安全分析[J].輻射防護，2020，40（2）：104-109.

[6] 潘自強.電離輻射防護和輻射源安全[M]版.北京：原子能出版社，2007：290-294.

[7] 丁洪深，趙新景，劉曉林.空氣冷凝法對氚化水采集與測量的實驗研究[J].中國輻射衛(wèi)生，2018，27（2）：

142-144.

[8] 馬楠，錢錦程，巫文威，等.我國核醫(yī)學(xué)從業(yè)人員職業(yè)照射及防護建議[J].中國職業(yè)醫(yī)學(xué)，2018，45（1）：119-122.

[9] 電離輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)（GB18871-2002）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[10] 寧萍，劉芬菊，張友九，等.淺談如何安全使用氚實驗室[J].中國實用醫(yī)藥，2011，6（6）：234-235.