談核電廠廢物小化的輻射防護(hù)設(shè)計(jì)范文

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【摘要】核電廠在具體運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢物，產(chǎn)生的輻射會(huì)對(duì)環(huán)境，以及人的身體健康造成直接影響。因此，在對(duì)核電廠進(jìn)行分析過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將廢物最小化中輻射防護(hù)設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行分析，從而提高設(shè)計(jì)的合理性，避免對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

【關(guān)鍵詞】核電廠；廢物；輻射防護(hù)；包裝容器

核電廠固體廢物處理設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將其輻射防護(hù)最小優(yōu)化，以及廢物最小化原則。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用的策略，以及實(shí)施方法都存在一定的差異性，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何通過(guò)合理的方式，使兩者和諧統(tǒng)一，是設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)思考的一項(xiàng)問(wèn)題，下面，針對(duì)該項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行探討。

1放射性廢物最小化的意義

（1）對(duì)環(huán)境保護(hù)和群眾健康意義重大。特別是在我國(guó)特色社會(huì)主義科學(xué)發(fā)展觀的要求下，應(yīng)當(dāng)在加強(qiáng)對(duì)核能的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，大力推行核電站放射性廢物最小化，能夠最大程度減少人們對(duì)核電站中形成的各種放射性廢物的傷害，減少人們身體受到的傷害，同時(shí)，也能夠起到維護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的作用，確保了核電事業(yè)的健康發(fā)展。（2）將發(fā)射性廢物最小化作為最終的目標(biāo)，開(kāi)展具有針對(duì)性的管理工作，這一方面可以使相關(guān)單位的科學(xué)管理水平能夠得到提升，另一方面也可以使降低公眾對(duì)于核電站在運(yùn)行期間，對(duì)于放射性廢物造成的危害的擔(dān)憂，具有不錯(cuò)社會(huì)效益，可以促進(jìn)核電事業(yè)的健康發(fā)展[1]。（3）處理放射性廢物的難度較大，并且較高的費(fèi)用，因此，推行廢物最小化，能夠有效的減少?gòu)U物的生成量，從而減少相關(guān)單位在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，在該方面的投入，具有不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。

2核放射物的來(lái)源及廢物最小化的合理實(shí)踐

2.1核放射物的來(lái)源核電站在運(yùn)營(yíng)期間會(huì)產(chǎn)生大量的發(fā)生性廢物，這些廢物通常都來(lái)自反應(yīng)堆的運(yùn)行。反應(yīng)堆運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)形成具有放射性核素，從而會(huì)形成大量具有反射性，并且會(huì)對(duì)環(huán)境和對(duì)人們身體造成危害的放射性廢物。核素來(lái)自裂變和活化，從實(shí)際情況來(lái)看，活化過(guò)程產(chǎn)生的核素的半衰期通常都較多，具有長(zhǎng)期輻射的放射性廢物的數(shù)量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少[2]。與之不同的是，裂變核算半衰期通常都較長(zhǎng)，因此，廢物放射性來(lái)源多數(shù)都是裂變核算。放射性廢物通常都通過(guò)設(shè)備泄漏、換料大修等途徑形成，廢物有氣、液、固三種形態(tài)。

2.2廢物最小化的合理實(shí)踐設(shè)計(jì)固體廢物處理工藝過(guò)程中，為了每隔廢物包內(nèi)的廢物體積，通過(guò)對(duì)提升廢物減容比工藝進(jìn)行應(yīng)用，從而大幅度降低廢物的具體體積大小。在具體問(wèn)題思考過(guò)程中，從減小廢物包體積角度入手，在設(shè)計(jì)廢物包裝容器時(shí)，應(yīng)當(dāng)摒棄過(guò)去體積大，壁厚的不合理設(shè)計(jì)方式，適當(dāng)縮小容器體積，降低容器壁厚度，通過(guò)該方式，達(dá)到降低廢物包裝體積大小的最終目的。在設(shè)計(jì)固體廢物處理設(shè)施布置方面，考慮到新的核電站多數(shù)采用的都為單堆布置方式，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，為了降低成本，考慮設(shè)置服務(wù)廢物中心專設(shè)設(shè)施，對(duì)這種單獨(dú)的廢物處理中心進(jìn)行應(yīng)用，可以完成對(duì)核電站運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生的各種廢物的合理處理[3]。

3設(shè)計(jì)固體廢物期間輻射防護(hù)優(yōu)化

新建核電站中的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是對(duì)各種廢物進(jìn)行集中處理，在實(shí)際處理過(guò)程中，要對(duì)固體廢物進(jìn)行收集、分揀、分裝等多項(xiàng)操作。針對(duì)核電站固體廢物處理輻射防護(hù)，進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)對(duì)已經(jīng)運(yùn)行的核電廠的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)合理反饋，主要包括的內(nèi)容有調(diào)研輻射源、工作水平、分析人員受照劑量等。同時(shí)，核電站在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢物，因此需要使用大量的廢物桶，這些廢物東表面劑量效率高，在實(shí)際處理過(guò)程中，若沒(méi)有采用屏蔽容器完成相應(yīng)的屏蔽操作，將會(huì)使部分工作長(zhǎng)輻射分區(qū)與原設(shè)計(jì)相比出現(xiàn)超標(biāo)情況，如果運(yùn)行過(guò)程中，若設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象，此時(shí)，相關(guān)工作人員無(wú)法靠近[4]。這在一定程度上也表明了，在實(shí)施廢物最小化過(guò)程中，也會(huì)引起輻射設(shè)計(jì)問(wèn)題。因此，在具體設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)依據(jù)減容比相對(duì)較高的處理工藝特點(diǎn)、新型廢物包裝容易的具體特點(diǎn)，在廢物整備、處理、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)，做好相應(yīng)的輻射防護(hù)分析，并且要做好相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射的合理控制，減少因?yàn)檩椛鋯?wèn)題帶來(lái)的不良影響。

4處理廢物最小化輻射防護(hù)問(wèn)題的合理化建議

在核電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮核電站在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種固體廢物的護(hù)理工藝，在實(shí)際問(wèn)題處理過(guò)程中，傳統(tǒng)的水泥固化對(duì)核電站運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的濃縮液、廢樹(shù)脂的包容率約為40%。而對(duì)某核電站廢物處理中心，在從具體處理過(guò)程中，采用脫水、烘干、干燥等各項(xiàng)工藝，針對(duì)中低放廢樹(shù)脂減容比的數(shù)值能夠達(dá)到1.5-3，而針對(duì)濃縮液能夠超過(guò)7。通過(guò)該方式，可以在對(duì)這類廢物進(jìn)行整備前，大幅度減小廢物的具體體積大小[5]。但是，需要工作人員注意的是，雖然廢物的體積變小了，但是隨著而來(lái)的會(huì)出現(xiàn)其它各種不同類型的問(wèn)題，其中最為重要的一項(xiàng)問(wèn)題就是，放射性固體廢物活動(dòng)濃度將會(huì)出現(xiàn)大幅度升上。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)一回路廢樹(shù)脂活度濃度平均值的凈化，通常都會(huì)達(dá)到10-30GBq/Kg水平，最大值通常會(huì)維持在100-300GBq/Kg水平。這樣在對(duì)廢樹(shù)脂進(jìn)行處理，以及相應(yīng)的整備、暫存、轉(zhuǎn)運(yùn)、包裝容器表面劑量時(shí)，通常會(huì)達(dá)到幾Sv/h劑量水平，情況嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)_(dá)到幾十Sv/h劑量水平，輻射較為嚴(yán)重，則不僅會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成威脅，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)ぷ魅藛T，以及周邊的人員的身體造成傷害。在核電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，面對(duì)如此高的輻射現(xiàn)象，在對(duì)核電站運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢物進(jìn)行處理，以及對(duì)子項(xiàng)輻射防護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）通過(guò)對(duì)先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行應(yīng)用，提升對(duì)產(chǎn)生的各種廢物的處理、整備、運(yùn)轉(zhuǎn)等各項(xiàng)設(shè)備的自動(dòng)化和可靠性，在條件允許的情況下，對(duì)人員的行為進(jìn)行限制，盡量降低正常運(yùn)行過(guò)程中，人員接近其的可能性，從而降低造成的不良影響。（2）在處理、整理、存儲(chǔ)（暫時(shí)）工藝形成的廢物過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)增加相應(yīng)的生物屏蔽設(shè)備。例如，比較常見(jiàn)的屏蔽門、屏蔽暫存容器、屏蔽運(yùn)轉(zhuǎn)器等，通過(guò)對(duì)這些裝置的應(yīng)用，達(dá)到屏蔽輻射的作用[5]。針對(duì)處理、整理工藝廢物的廠房來(lái)說(shuō)，可以適當(dāng)增加迷宮，通過(guò)該方式，減少高輻射區(qū)域?qū)ο噜彽洼椛鋮^(qū)域造成的影響。（3）相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)入到檢修房間中，適當(dāng)?shù)脑黾颖匾鄳?yīng)的輻射監(jiān)測(cè)裝置、以及相應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)和連鎖監(jiān)控措施，通過(guò)對(duì)這些設(shè)施的應(yīng)用，保證在現(xiàn)場(chǎng)工作的人員在具體工作中，確保在高輻射區(qū)域的輻射源被完全移除，不會(huì)對(duì)環(huán)境和人的身體造成威脅[6]。此外，如果核電站在運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了輻射源意外出現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)發(fā)出相應(yīng)的警告，使工作人員能夠快速撤離高輻射區(qū)，以免受到危害。（4）針對(duì)核電站應(yīng)用的弱屏蔽效果的包裝容器，應(yīng)當(dāng)充分考慮運(yùn)轉(zhuǎn)和暫存中的屏蔽。特別是對(duì)于暫存在廠房中的高輻射水平廢物桶，引起的天空反散射防護(hù)，以及處置場(chǎng)對(duì)這些廢物桶在具體接收過(guò)程中的實(shí)際要求。（5）在設(shè)計(jì)核電站廢物處理中心時(shí)，要依據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置科學(xué)的輻射分區(qū)、人流、氣流、物流，并且要對(duì)防輻射性設(shè)備，以及管道和閥門進(jìn)行合理布置，從而使放射性廢物暫存和運(yùn)容器密封性等到進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)放射性物質(zhì)泄漏情況的合理控制。

5核電站放射性廢物最小化的發(fā)展前景

目前，人們的核能的應(yīng)用停留在裂變上，在具體應(yīng)用期間，避免不了需要面對(duì)產(chǎn)生大量放射性廢物問(wèn)題。隨著人們對(duì)核電能依賴的不斷提升，放射性廢物最小化理念在世界范圍已經(jīng)得到普及，并且得到了相關(guān)工作人員的重視。雖然我國(guó)在對(duì)核能應(yīng)用期間，依據(jù)相應(yīng)的環(huán)保要求，對(duì)產(chǎn)生的放射性廢物進(jìn)行收集、處理、貯存，并且也配備了完善的放射性廢物管理設(shè)施。但是，面對(duì)大量的放射性廢物，處理起來(lái)仍然面臨著較大難度，因此，要加強(qiáng)對(duì)放射性廢物最小的推動(dòng)。在放射性廢物管理法律法規(guī)方面我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距，并未形成一套完善的管理體系。一些管理標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)施多年，已經(jīng)無(wú)法適用于不斷發(fā)展的核電領(lǐng)域[7]。近幾年，我國(guó)也加強(qiáng)了在該項(xiàng)內(nèi)容的研究，增加了投入，在充分考慮我國(guó)具體情況的基礎(chǔ)上，對(duì)國(guó)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了借鑒，對(duì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善，從而促進(jìn)我國(guó)在核放射性廢物最小化方面的管理。技術(shù)層面上，國(guó)際上出現(xiàn)了零污染控制區(qū)、可降解材料應(yīng)用等，先進(jìn)的技術(shù)為放射性廢物最小化的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有有利的支持。隨著對(duì)核能應(yīng)用的不斷加強(qiáng)，我國(guó)在也加強(qiáng)了對(duì)廢物處理技術(shù)內(nèi)容的而研發(fā)，例如，通過(guò)一段時(shí)間的努力，我國(guó)在極低放廢物清潔解控技術(shù)、近零排放技術(shù)等方面的研究也都取得了不錯(cuò)的成績(jī)。此外，建設(shè)放射性固體廢物處置場(chǎng)地，以及廢物處理中心也都得到了相關(guān)工作人員的重視。雖然，現(xiàn)階段我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在廢物處理技術(shù)方面還存在一定差距，但是，相信隨著國(guó)家在方面投入的增加，以及相關(guān)工作人員的不斷努力，我國(guó)在放射廢物最小化方面一定能夠達(dá)到一個(gè)嶄新的高度。

6結(jié)束語(yǔ)

在核電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)從輻射防護(hù)角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射防護(hù)的科學(xué)設(shè)計(jì)，減少輻射帶來(lái)的各種問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)廢物最小化和防輻射優(yōu)化設(shè)計(jì)兩者間的平衡。

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作者：葛旭陽(yáng) 單位：中核核電運(yùn)行管理有限公司