工業(yè)輻照裝置的安全與防護_第1頁
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文檔簡介

第一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六內(nèi)容第1章:工業(yè)輻照裝置概述第2章:γ輻照裝置的安全與防護第3章:電子加速器輻照裝置的安全與防護第4章:事故案例與經(jīng)驗教訓第二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第1章:概述第三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六工業(yè)輻照的定義工業(yè)輻照所用的輻射源

工業(yè)輻照的應用現(xiàn)狀第四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六工業(yè)輻照的定義

工業(yè)輻照,又稱輻射加工,是指利用電離輻射與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的物理效應、化學效應和生物效應,對物質(zhì)和材料進行加工處理的一種核技術。輻射加工通常包括γ輻射加工和電子加速器輻射加工。第五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六工業(yè)輻照所用的輻射源

輻射源是指可以通過發(fā)射電離輻射或釋放放射性物質(zhì)而引起輻射的一切物質(zhì)或實體。常見的輻射源有:放射性核素,加速器輻射源,核反應堆等。工業(yè)輻照的輻射源可以分為兩大類:(1)γ輻射源,包括鈷-60和銫-137。(2)加速器輻射源,包括電子束和X射線。第六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六γ輻射源圖1.160Co和137Cs的衰變綱圖第七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束輻射源圖1.2工業(yè)輻照常用的電子加速器能量能量范圍束功率主要機型束流形式主要用途低0.15-0.3MeV幾kW-100kW電子簾加速器連續(xù)束涂層固化,細線、薄膜、片狀物的輻照,煙氣脫硫和污水處理等中0.3-3

MeV幾十kW-400kW高頻高壓加速器(地那米);高壓變壓器型加速器連續(xù)束電線電纜的聚乙烯絕緣材料和聚乙烯發(fā)泡塑料的輻射交聯(lián),橡膠硫化;輻照生產(chǎn)高強度耐溫聚乙烯熱縮管等高3-10

MeV幾kW-幾百kW電子直線加速器;梅花瓣型加速器脈沖醫(yī)療用品的輻射消毒,食品保藏,電子元器件改性,材料改性等方面等第八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六據(jù)不完全統(tǒng)計,全世界現(xiàn)有大型γ輻照裝置210多座,總裝源量超過7.4×1018Bq(2億Ci)。其中,我國自主設計裝源能力1.11×1016Bq(30萬Ci)以上的工業(yè)γ輻照裝置約56座,總設計裝源能力1.48×1018Bq。其他各類γ輻照裝置(包括研究用鈷源)130余座。正在使用的電子束設施超過1300臺。工業(yè)輻照的應用現(xiàn)狀第九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六濕式貯源輻照裝置全景圖干式貯源輻照裝置全景圖伽馬輻照裝置第十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束輻照裝置第十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六工業(yè)輻照裝置的應用現(xiàn)狀醫(yī)療用品的滅菌消毒材料輻照改性食品貯存保鮮農(nóng)業(yè)應用環(huán)境污染治理第十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第2章:工業(yè)γ輻照裝置的防護與安全第十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六

1、γ輻照裝置的分類第十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六γ輻照裝置的分類原則1、國際原子能機構安全叢書No.107“γ射線和電子束輻照裝置的輻射安全”(2006版)2、GB17568-2008《γ輻照裝置設計、建造和使用規(guī)范》根據(jù)輻照裝置的設計,尤其是放射源的出入口控制和屏蔽,將γ輻照裝置分成以下四類:第十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六結構設計使得人身體不可能進入密封源和正在進行輻照的空間。

[國際原子能機構安全叢書107]

在任何時間都被屏蔽;完全密封于由固體材料制造的干式容器中;第I類自屏蔽干法貯源輻照裝置

第十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六自屏蔽干法貯源輻照裝置

第十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六不使用時是完全屏蔽的;照射是在輻照室中進行的,而輻照室通過入口控制系統(tǒng)保證在照射時人員不能進入。

[國際原子能機構安全叢書107]密封于由固體材料制造的干式容器中;

第II類固定源室干法貯源γ輻照裝置受控人員可進入的輻照設施,其中的密封源是:第十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六固定源室干法貯源輻照裝置人員進入門控制臺源架轉臺第十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六樣品容器升降纜去離子水池大約7

m源架源棒在任何時候都是密封的,結構設計和正確的使用方式使得人員進入密封源和正在進行輻照的空間受到限制。

[國際原子能機構安全叢書107]放在一個注滿水的存放池中,第III類濕法貯源水下輻照裝置一種輻照裝置,其中的密封源是:第二十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六不使用時是完全屏蔽的;照射是在輻照室中進行的,輻照室通過一個入口控制系統(tǒng)保證在照射時人員不能進入。

[國際原子能機構安全叢書107]放在一個注滿水的存放池中;

第IV類固定源室濕法貯源γ輻照裝置

人員進入受到控制的輻照設施,其中的密封源是:第二十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六2m水泥屏蔽體升降纜源升降氣缸源的運輸容器入口產(chǎn)品輸送帶屏蔽水池導向纜控制臺源架(安全位置)人員進入門源運輸容器固定源室濕法貯源γ輻照裝置

第二十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六2、γ輻照裝置的組成第二十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六輻射源源架及其操作系統(tǒng)屏蔽防護系統(tǒng)輻照貨物傳輸系統(tǒng)(略)控制系統(tǒng)劑量系統(tǒng)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)通風系統(tǒng)水處理系統(tǒng)γ輻照裝置的組成第二十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六γ輻射源

表1γ輻射源特性表放射源射線種類能量/MeV半衰期/年比活度/PBq·kg-1自吸收每千瓦所需活度/PBq鈷-60銫-137γγ1.17/1.330.665.2730.211.1~4.440.8910%30~50%2.4811.1第二十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六γ輻射源Nickelplated60CopelletsHighspecificactivity60CopelletsStainlesssteelspacerscustomizedtosourcevolumeDoubleencapsulationinlowcarbonstainlesssteelSpecialassemblyprocedureensuresuniformsourcedensityHeliarcwelding第二十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六放射源的分類核素名稱I類源(Bq)II類源(Bq)III類源(Bq)IV類源(Bq)V類源(Bq)Co-60≥3×1013≥3×1011≥3×1010≥3×108≥1×105Cs-137≥1×1014≥1×1012≥1×1011≥1×109≥1×104第二十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六放射源的貯存放射源在輻照室內(nèi)的貯存方式有干法和濕法兩種。干法貯源是在輻照室設置干式貯源井或貯源鉛容器,放射源在非照射狀態(tài)時退到井下或容器內(nèi)。現(xiàn)在一般都采用濕法貯源,即在輻照室內(nèi)設一個深水井,讓放射源在非照射狀態(tài)時降入裝滿去離子水的水井底部的安全位置,當工作時被將其提升到地面上的工作位置。

第二十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六源架

源架是為盛載和布置放射源以形成特定輻射場的專用設備,一般由不銹鋼材料制造。對源架的基本要求:(1)放射源能安全可靠地裝載在源架上;(2)放射源的裝卸方便;(3)保證放射源不受機械損傷;(4)提出水面后能迅速排空積水;(5)源架的容量應該按裝置最大裝源能力設計,并要適當?shù)目紤]每年的補充量;(6)為了保護源架的安全,應設有防止輻照物碰撞的保護裝置。第二十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六常用的源架類型:(1)線源(2)筒狀源(3)單板源

(4)雙板源第三十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六筒心源架單板源架第三十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六源升降系統(tǒng)

源架的升降通常是用鋼絲繩通過滑輪引出輻照室,由升降操作系統(tǒng)在輻照室外完成的。源升降機具有以下功能:(1)源架在井下存放位置和井上工作位置的定位;(2)給出源架位置的指示;(3)驅動系統(tǒng)的過力矩保護;(4)斷電自動降源;(5)源架迫降;(6)建立以升降源為中心的安全聯(lián)鎖。源架升降系統(tǒng)按驅動方式分為電動、液壓和氣動三種類型。目前采用氣動及液壓驅動較多。第三十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六屏蔽防護系統(tǒng)輻照室主防護墻的屏蔽設計輻照室迷道的屏蔽設計輻照室屋頂?shù)钠帘卧O計貯源水井深度屏蔽防護門的厚度

第三十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六控制系統(tǒng)放射源升降的控制產(chǎn)品傳輸系統(tǒng)的控制輻照室門的控制進、排風機的遠距離控制信號系統(tǒng)和智能語音報警系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理和監(jiān)控系統(tǒng)第三十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六控制臺第三十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六條件顏色緊急情況(停止按鈕或光)紅色警告–危險

或紅色緊急信息(輻照裝置故障)紅色注意(非緊急情況,需要知道一些功能在啟動)黃色或橙色正常(輻照裝置沒用使用,或者功能安全)綠色信息藍色狀態(tài)指示器第三十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六安全聯(lián)鎖系統(tǒng)

γ輻照裝置必須設有功能齊全、性能可靠的安全聯(lián)鎖系統(tǒng),特別對人員和貨物出入口、源架操作系統(tǒng)、貨物傳輸系統(tǒng)等進行有效的監(jiān)控和聯(lián)鎖。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)由物理器件、機械或電器設施組成,并依賴自動控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖設計實現(xiàn)。第三十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六劑量系統(tǒng)輻射安全劑量監(jiān)測①輻照工作場所的劑量監(jiān)測②工作人員的個人劑量監(jiān)測③貯源井水和鈷源運輸容器放射性污染的監(jiān)測輻照室內(nèi)劑量場的測定輻照產(chǎn)品吸收劑量的測量第三十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六通風系統(tǒng)輻解過程會產(chǎn)生臭氧、氮氧化物以及其它的有毒氣體。需要采取措施防止人員暴露于超過相關審管部門規(guī)定的濃度限值的有毒氣體中。

通常采用能使輻照室中產(chǎn)生負壓的通風系統(tǒng)。連續(xù)地測量空氣流,一旦該系統(tǒng)失效,則將自動終止輻射。通常應用時間延遲聯(lián)鎖裝置。第三十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六水處理系統(tǒng)

現(xiàn)在絕大多數(shù)γ輻照裝置采用濕法貯源系統(tǒng)。貯源水井基礎用防水混凝土制造,內(nèi)襯不銹鋼覆面。為了避免水中的雜質(zhì)腐蝕放射源,貯源井水要使用去離子水或蒸餾水。水質(zhì)要求:電導率:1~10μS/cmpH值:5.5~8.5氯(Cl-)離子:≤1ppm第四十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六3、γ輻照裝置的防護與安全第四十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六相關國家標準GB17568-2008?γ輻照裝置設計建造和使用規(guī)范?GB10252—2009(尚未正式發(fā)布)?輻照裝置的輻射防護與安全標準?

第四十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六輻射安全設計原則:(1)縱深防御原則

(2)冗余性

(3)多元性

(4)獨立性第四十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六輻射防護原則:(1)輻射實踐的正當性

(2)輻射防護與安全最優(yōu)化

(3)劑量限制和潛在照射危險限制

(4)劑量約束和潛在照射危險約束第四十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六輻射源的安全應當考慮火災、爆炸、腐蝕和任何其它與密封放射源的使用有關的任何事項。影響因素:密封源中放射性物質(zhì)的活度材料的輻射毒性、浸出性和溶解性

化學性質(zhì)和物理形態(tài)

源的使用環(huán)境第四十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六輻射源的安全濕法貯源的特殊要求:應該保證密封源在正常的水池存儲條件下不被明顯腐蝕。還必須考慮限制源密封材料的熱疲勞的要求。源在水中應該是完全不溶解的,這樣可以將容器破裂的后果控制在最小化。第四十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六輻射源的安全濕法貯源的特殊要求:源被腐蝕的照片第四十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六輻射源的安全有關放射源的證明和文件型號和標志/源的序列號;核素、活度和日期;特殊形態(tài)證書;ISO分類;泄漏測試證書;污染測試證書第四十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六源架的安全密封源應該被牢固定在源架上,不能輕易移動。用于源的定位與移動目的的裝置,應該能夠在輻射屏蔽物外采用源的升降系統(tǒng)控制。源支持物或源架發(fā)生故障,若不能把源移入指定位置,可能導致輻射事故。第四十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六源架的安全應該為輻射源提供有效的機械保護,以防止其受到諸如產(chǎn)品包裝箱或運輸容器等物項的干擾和損害。

不管是直接還是間接,產(chǎn)品定位系統(tǒng)不能與輻射源發(fā)生接觸。這可以通過在產(chǎn)品定位系統(tǒng)中采用保護性隔板、導向桿或地板導向來實現(xiàn)。第五十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六屏蔽防護系統(tǒng)設計輻照室主防護墻的屏蔽設計輻照室迷道的設計輻照室屋頂?shù)钠帘卧O計貯源水井深度防護門的厚度輻照室內(nèi)臭氧排除計算第五十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六屏蔽防護系統(tǒng)設計

主要參考國家標準GB10252—2009?γ輻照裝置的輻射防護與安全標準?第五十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六

對于大型板源輻照裝置,簡單的點源、面源積分法計算是不合適的,由ICRP推薦并已在全世界通用的是”蒙特卡羅法”,它由專用的計算機程序MCNP計算,再根據(jù)不同的屏蔽材料,可得出一個具體輻照室各墻體的屏蔽厚度。第五十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六貯源水井第五十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六貯源水井安裝一個自動水位控制器,保持在預定的水位以上。水池必須防滲,并且在所有可預見情況下都能保留水。

必須能承受運輸源容器的重量,并且不會影響水池的完整性。第五十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第五十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六貯源水井(續(xù))水池的防護安裝物理屏障,如圍欄或金屬蓋,防止人員偶然掉入源存儲池中。輻射監(jiān)測儀在離子交換柱上安裝固定式輻射監(jiān)測儀,并且與安全控制系統(tǒng)聯(lián)鎖。如果污染達到預設的報警水平,源會回到其屏蔽位置并且水循環(huán)停止。第五十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第五十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六安全聯(lián)鎖系統(tǒng)

第五十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六1、鑰匙控制放射源的升降開關、輻照室人員通道門和貨物通道門的開關必須采用同一把鑰匙,或多把鑰匙牢固串結一起,這一把鑰匙或一串鑰匙還必須與一臺有效的便攜式輻射檢測報警儀牢固連在一起。必須保證該鑰匙只有值班人員或安全員才能使用。第六十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六2、便攜式輻射檢測報警儀進入輻照室的操作人員必須攜帶與多用途鑰匙(串)連接在一起的可攜式輻射檢測報警儀,在輻照室人員入口處應設置校驗源(如10μCi的137Cs放射源),操作人員進入輻照室之前應用校驗源檢查輻射檢測報警儀是否工作正常。第六十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六3、固定式輻射監(jiān)測儀輻照裝置的控制區(qū)內(nèi)(輻照室迷道入口以內(nèi)的區(qū)域)必須設置固定式輻射監(jiān)測儀,探測輻照室內(nèi)的劑量水平和確定源是在貯存位(安全位),還是在照射位(工作位),或是在升降途中。該輻射監(jiān)測儀必須與人員通道門的聯(lián)鎖裝置形成一體,以防止源未降至安全位置或輻照室內(nèi)輻射水平較高時人員誤入。在貨物出口處應安裝固定式輻射監(jiān)測儀,用于探測貨物出口處的輻射水平。該輻射監(jiān)測儀應與輻照裝置控制臺聯(lián)鎖,當出口處輻射水平超過預定值時,從輻照室攜帶貨物通道出口處的傳送裝置將被停止運行,并且源將自動降至安全位。第六十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六4、警告標志在通往輻照室的人員通道門上和貨物進、出口上應設置明顯可見的電離輻射警告標志,和顯示源狀態(tài)的指示器(燈),源狀態(tài)批示應包括源在安全位、工作位和源在升降過程中。第六十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六5、輻照室人員通道門聯(lián)鎖裝置輻照室人員通道門應設置安全聯(lián)鎖裝置,并與源的升降聯(lián)鎖,只有當源在安全位時,才能將門打開;人員通道門未鎖閉,源不能被得升;升源后此門被打開,源應自動降至安全位。人員通道門的內(nèi)側應設有開門按鈕,誤留在輻照室內(nèi)的人員可以隨時通過此按鈕將門打開,從輻照室中撤離出來。第六十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六6、迷道內(nèi)防人誤入聯(lián)鎖裝置輻照室為(包括人員通道和貨物進、出通道)內(nèi)應設置2~3道防人誤入安全聯(lián)鎖裝置(一般可采用光電裝置),并與聲光報警裝置或降源聯(lián)鎖。源在工作位時有人誤入,可以發(fā)出聲光報警或使源降至安全位。第六十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六7、輻照室內(nèi)緊急止動裝置在輻照室內(nèi)必須安裝緊急止動裝置(一般為拉線開關),并與控制臺聯(lián)鎖,當源被提升或源在工作位時,誤留在輻照室內(nèi)的人員可以阻止、迅速中斷或終止輻照裝置的操作,并將源降至安全位。第六十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六8、控制臺上緊急止動裝置在控制臺上應安裝緊急止動裝置,可在任何時刻阻止、迅速中斷或終止輻照裝置的操作,并將源降到安全位。第六十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六其他要求以下安全要求是針對貨物自動傳輸、水池貯源型γ輻照裝置而言,對小型靜態(tài)輻照裝置,適用于動態(tài)輻照的相關安全要求可以適當放寬。第六十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六9、貨物進出口門的控制貨物進、出口處應設置聯(lián)動門,通過貨物啟動門的打開和關閉。貨物到達時該門自動打開,貨物通過后,門應迅速關閉,以防止人員經(jīng)貨物進出口通道誤入輻照室。第六十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六10、輻照室屋頂屏蔽塞聯(lián)鎖裝置在輻照室屋頂設有進源孔的輻照裝置,其屏蔽塞應與控制臺聯(lián)鎖,當移出屏蔽塞時,源不能被提升或使源降至安全位。第七十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六11、貯源井水處理和自動補水系統(tǒng)貯源水井應采用去離子水和設有井水處理系統(tǒng),確保水質(zhì)達到標準要求。貯源水井還應設有自動補水系統(tǒng)和水位聯(lián)鎖裝置,當水位降至最小屏蔽層高度以下時,應自動補充井水,并將源降至安全位。第七十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六12、通風系統(tǒng)應根據(jù)設計裝源量和輻照室空間大小設置通風系統(tǒng),確保輻照室內(nèi)臭氧及氮氧化物濃度低于標準要求。通風系統(tǒng)還應與控制臺聯(lián)鎖,通風系統(tǒng)故障時,不能升源或源自動降至安全位。第七十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六13、輻照室內(nèi)無人復位開關按鈕在輻照室內(nèi)應設置2~4個無人復位按鈕,并與控制臺聯(lián)鎖。每次升源前,操作人員必須進入輻照室內(nèi)完整巡視檢查一周,依次按動無人復位按鈕后方可升源。第七十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六14、斷電降源輻照裝置在運行時出現(xiàn)斷電超過10秒時,源應自動降至安全位。15、煙霧報警輻照室內(nèi)應安裝煙霧報警裝置,并與降源聯(lián)鎖,遇有火災險情時,源應自動降至安全位。第七十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第3章:電子加速器輻照裝置的防護與安全

第七十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第七十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第七十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束輻照設施的分類國際原子能機構安全叢書107將電子束輻照設施分為兩類。第I類有一種具有聯(lián)動裝置的整體屏蔽單元,由于屏蔽體的構造,使得人員在運行時的進入在身體上是不可能的。第II類其單元在屏蔽室內(nèi),屏蔽室通過入口控制系統(tǒng)保證在運行時人員不可進入。第七十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束設施(第Ⅰ類)鉛屏蔽產(chǎn)品傳送帶高壓發(fā)射器控制柜單極電子束源第七十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束設施(第Ⅱ類)掃描喇叭窗水泥屏蔽墻高壓系統(tǒng)振蕩器室迷道進出口產(chǎn)品傳送帶第八十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子加速器的組成加速器主體系統(tǒng)(電子槍、加速管等)高壓系統(tǒng)電子束流引出系統(tǒng)控制系統(tǒng)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)輔助系統(tǒng)(束下裝置、冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、絕緣氣體)第八十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六控制系統(tǒng)1).加速器自動操作控制。操作加速器必須按先后次序操作,若發(fā)生誤操作,聯(lián)鎖保護系統(tǒng)就立即起作用。2).在加速器運行中連續(xù)診斷、測試和隨時調(diào)整加速管內(nèi)的真空度、加速器高壓、引出窗膜溫度等加速器運行參數(shù),自動控制在設定值。3).穩(wěn)定地自動控制和調(diào)節(jié)電子束流、電子能量、束流斑點尺寸、掃描在窗膜上的位置等加速器性能參數(shù)。4).加速器的運行狀態(tài)與束下裝置的運行狀態(tài)自動同步。5).對加速器運行狀態(tài)遠程診斷和巡檢。第八十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六安全聯(lián)鎖系統(tǒng)電子加速器的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)基本類似γ輻照裝置:加速器和靶廳的門必須裝安全聯(lián)鎖裝置,只有門關閉后才能產(chǎn)生輻射。產(chǎn)生輻射的控制系統(tǒng)應該用開關鑰匙控制。在加速器廳、靶廳內(nèi)工作人員易達到的地點,應設置緊急停機或斷束開關。這種開關應有醒目的標志。在通經(jīng)輻射區(qū)的通路上,出入口和控制臺上須安裝工作狀態(tài)指示燈,而在加速器廳和靶廳內(nèi)醒目的地方裝閃光式或旋轉式紅色警告燈及音響裝置。在輻射區(qū)應安裝遙控輻射監(jiān)測系統(tǒng),當輻射超過預定的水平時,該系統(tǒng)可發(fā)出音響或(和)燈光信號。加速器必須配備適當?shù)妮椛浔O(jiān)測裝置,如便攜式監(jiān)測儀,氣體監(jiān)測儀,個人劑量計。第八十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束設施的設計安全主加速系統(tǒng)失效的機理。內(nèi)置加速器參數(shù)監(jiān)控。

內(nèi)置遠距離加速器診斷。

加速器的運行參數(shù)(電壓和電流)應與產(chǎn)品運輸機構聯(lián)鎖。

調(diào)試與檢驗應當在其最大運行參數(shù)(電壓與電流)下,且產(chǎn)品處置設備盡可能接近實際運行條件的電子束下,進行調(diào)試和檢驗。

第八十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束設施的設計安全(續(xù))暴露于電子束的材料應該是低原子序數(shù),使韌致輻射最小化。應根據(jù)最大能量、最大電流和最大原子序數(shù)的被照物質(zhì)來進行計算,同時也要考慮受照產(chǎn)品的特點。應該考慮感生的

X-射線,特別是當加速管在輻照室外時更要如此。迷道應該用鉛或不銹鋼屏蔽。第八十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六加速器X射線的發(fā)射率常數(shù)

第八十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六屏蔽中某些特殊問題①孔道為了防止輻射泄露,加速器的通風管道、水管、電纜管道、輻照材料的傳輸管道等應取“S”形或“U”形,在地溝的入口或出口應有一定厚度的屏蔽蓋板。為了搬運大型設備,有時需要在屏蔽墻上留出足夠大的孔洞,這些孔洞的位置也要盡可能避開束流方向或輻射發(fā)射率峰值方向。填塞孔洞時,混凝土塊之間的垂直縫隙最好都用灰漿填充。第八十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六屏蔽中某些特殊問題②迷宮迷宮的設計與建筑物的布局有關,但迷宮口位置應盡可能避開來自靶上的直接輻射,或應避開輻射發(fā)射率峰值的方向,并且在滿足使用的條件下,迷宮的截面應盡可能小一些,有時為了節(jié)省建筑費用或空間,或為了補償由于通道造成的屏蔽墻總體減弱效果的降低,在迷宮口設置附加屏蔽。第八十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六屏蔽中某些特殊問題③防護門防護門的厚度應和相鄰的屏蔽墻具有同等的屏蔽效果。門和墻之間應有足夠的搭接,以減小散射輻射的泄漏,通常門的兩側和頂部,門和墻的搭接至少為縫隙的10倍。為了減小通過門底部的輻射反射,應采用其他密閉縫隙的方法,常用的防護門有水門、混凝土門、鐵門,或鐵板與鉛板組合門。第八十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第4章:事故案例與經(jīng)驗教訓

第九十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六在1975~1994年間國際原子能機構報告了5起致死事故。事件1劑量主要原因500TBq60Co照射1到4分鐘骨髓劑量12Gy未經(jīng)培訓,無人監(jiān)督和未經(jīng)安全許可的工人進入了輻照室源暴露[從工業(yè)輻照設施事故中獲得的教訓.國際原子能機構,1996]γ輻照裝置事故第九十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六事件2劑量主要原因2.43PBq60Co照射幾分鐘22Gy.13天后死亡.G-M管出現(xiàn)故障拆除維修,安全聯(lián)鎖系統(tǒng)非冗余。設施連續(xù)運行,但未經(jīng)經(jīng)理允許。運行人員沒能使用便攜式監(jiān)測儀[從工業(yè)輻照設施事故中獲得的教訓.國際原子能機構,1996]γ輻照裝置事故第九十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六事件3劑量主要原因23TBq60Co三個工人受照;一個死亡。8.3,3.7和2.9Gy.一人6.5個月后死亡。缺乏行政控制沒有與有輻射安全經(jīng)驗的人員聯(lián)系不適當?shù)默F(xiàn)場培訓關鍵的安全器件沒有維修理,有的被拆除[從工業(yè)輻照設施事故中獲得的教訓.國際原子能機構,1996]γ輻照裝置事故第九十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六事件4劑量主要原因12.6PBq60Co照射1?-2分鐘10-15Gy.36天后死亡開關出現(xiàn)故障,指示“源已降下“;安全聯(lián)鎖旁路忽略了伽瑪監(jiān)測儀(以前有故障)經(jīng)理還沒有安裝擋板防止貨物被卡。.運行指令沒有使用當?shù)卣Z言[從工業(yè)輻照設施事故中獲得的教訓.國際原子能機構,1996]γ輻照裝置事故第九十四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束輻照裝置事故事件1后果主要原因右手420-2400Gy;右腳3-290Gy;10MeV電子致部分右腿290Gy138天后右胳膊截肢至肘以上6個月后右腿截肢至膝以上工人未經(jīng)許可,從傳送帶通道進入輻照室,避開了安全聯(lián)鎖。[從工業(yè)輻照設施事故中獲得的教訓.國際原子能機構,1996]第九十五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束輻照裝置事故事件2后果主要原因維修過程受到3MeV電子的“暗電流”以0.4-13Gy/s照射1-3分鐘.3個月后左右手的4個手指被截肢2周后頭發(fā)稀疏.6個月后沒有再長出工人不知道“暗電流”工人沒有使用任何輻射監(jiān)測儀工人沒有個人劑量計助手未經(jīng)培訓[從工業(yè)輻照設施事故中獲得的教訓.國際原子能機構,1996]第九十六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六電子束輻照裝置事故事件3后果主要原因在調(diào)整一個實驗樣品時手在15MeV束流中.劑量難以估計8-15個月后右手和兩個左手指被截肢設施沒有安全聯(lián)鎖或報警信號(1991)一個物理學者(他負責輻射防護)進入輻照室調(diào)整樣品。一名同事未經(jīng)檢查就啟動了輻照裝置。[從工業(yè)輻照設施事故中獲得的教訓.國際原子能機構,1996]第九十七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第九十八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六第九十九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六放射事故的主要原因

設計缺陷。

滿足冗余性的和多元性的安全系統(tǒng)能夠防止多數(shù)事故。沒有安裝輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng),或被拆除、或容易失效。當試圖解決問題時,人們采用各種手段繞過安全聯(lián)鎖。在以上幾個設施中,已經(jīng)有人繞過安全系統(tǒng)。第一百頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六當報警指示源沒有處在安全的“屏蔽”位置時,當事人不能按指示警報輻射安全監(jiān)督人員。放射事故的主要原因(續(xù))當進入輻照室時,人們通常不使用便攜式輻射監(jiān)測儀

。這些事件表明,這一安全預防措施明顯而且簡單。(大部分卷入事故的運行人員沒有佩帶個人監(jiān)測儀。)第一百零一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六在一些事件中,管理部門容忍輻射啟動安全聯(lián)鎖的拆除和故障。至少在一次事件中,管理部門明顯地準許了安裝一個旁路,繞開安全聯(lián)鎖。放射事故的主要原因(續(xù))有幾個事件是在管理部門已經(jīng)收到生產(chǎn)人員的安裝保護擋板的建議之后發(fā)生的,管理部門沒有引起足夠重視。第一百零二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六許多事故發(fā)生在換班過程,因為此時只有一名受過培訓的工人值班。放射事故的主要原因(續(xù))運行人員根據(jù)所給的可用信息和指示采取了不當行動。

在一些案例中,發(fā)生事故的人員沒有經(jīng)過有效培訓,或者受過培訓的人作了錯誤判斷。第一百零三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六從放射事故中獲得的教訓

(續(xù))

冗余性的安全系統(tǒng)應能防止多數(shù)事故。如果沒有仔細檢查設備,安全將會打折扣。這要求考慮冗余度,避免單一方法失效以及人力因素。任何沒有將這些考慮有效地納入思考的地方,就會導致不安全情況。第一百零四頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六運行機構必須對雇員提供系統(tǒng)檢查和經(jīng)常培訓。從放射事故中獲得的教訓(續(xù))責任重于泰山,安全高于生產(chǎn)。

第一百零五頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六

卷入事故的人員對其工作所用裝備的基本原理缺乏了解。比如

電子束的暗電流,或者臭氧的強烈味道和電離輻射與空氣間相互作用的聯(lián)系。從放射事故中獲得的教訓(續(xù))第一百零六頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六預防和補救措施如果實行,下述措施將極大改進工業(yè)輻照裝置的安全性能,減少事故頻度,并且當事故確實發(fā)生后減輕其后果。第一百零七頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六資助機構機構已經(jīng)為發(fā)展中國家建設輻照裝置提供了資助,這些發(fā)展中國家的輻射防護基礎機構現(xiàn)在還不是很有力,或者有些國家在輻照裝置的許可和檢查方面還沒有充分的經(jīng)驗。預防和補救措施(續(xù))這些機構必須認識到他們的安全職責并且促進針對輻照裝置的輻射防護計劃的發(fā)展和實施。第一百零八頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六許可證持有者:負責輻照裝置的運行和輻射源的安全并遵守審管部門的法律要求;預防和補救措施(續(xù))對輻射安全負主要責任。

高級經(jīng)理必須認識到與一個輻照裝置的運行相關的潛在危害,并且必須領導整個組織形成和保持一種強有力的安全文化意識。第一百零九頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六設計人員、制造商、供應商、安裝人員預防和補救措施(續(xù))應該為當?shù)氐倪\行與維護程序的編制提供充分的詳細信息以便能夠進行危險評估和為緊急情況制定規(guī)程。必須以當?shù)卣Z言提供安全信息。承擔著進行研究、測試和檢驗的主要職責以確保設施、設備和系統(tǒng)的安全設計和執(zhí)行。第一百一十頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六案例研究-SanSalvador(圣薩爾瓦多)事故第一百一十一頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六1989年2月5日,在ElSalvador共和國首都SanSalvador附近的一個工業(yè)輻照設施發(fā)生了一起放射事故。該設施中有正在用可移動源架的60Co源進行照射滅菌的預包裝醫(yī)用產(chǎn)品。案例研究-SanSalvador

事故(接上頁)當源架在照射位置卡住時發(fā)生了事故。運行人員和兩名其他工人繞過該輻照裝置的已經(jīng)降級的安全系統(tǒng)一起進入了輻照室去手動放開源架。第一百一十二頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六這三名工人受到高劑量輻照并引發(fā)急性輻射綜合癥。雖然進行了治療,但三名男性中的兩人的腿被嚴重損害,需要截肢。案例研究-SanSalvador

事故(接上頁)受到最高照射劑量的工人在事故發(fā)生6個半月后死亡;它的死是因為輻射導致的肺部損傷,治療過程中持續(xù)的傷害使病情惡化。第一百一十三頁,共一百二十八頁,編輯于2023年,星期六這一事故包括兩個截然不同但有聯(lián)系的事件。案例研究-SanSalvador

事故(接上頁)事件11989年2月5日,星期日,三人在手工處理源架時受到照射。在之后的整個一周,管理部門始終不清楚該事故的嚴重性并且讓該設施繼續(xù)正常運行。第一百一十四頁,共一百二

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