辐照监督管支撑改造的辐射防护控制

2013-03-26姜建其

东华理工大学学报(自然科学版) 2013年2期

辜珂，姜建其，张勇

(秦山核电有限公司，浙江海盐 314300)

辐照监督管支撑改造的主要作业对象为反应堆吊篮本体。反应堆吊篮在经过多个燃料循环的堆内辐照后，其本身的放射性水平极高。反应堆吊篮的高放射性决定了现场检修工作必须在水下进行。堆内构件水下修复作业在辐射防护方面必须要进行精心准备，确保检修人员的辐射安全(潘自强，2011)。秦山核电厂(QNPC)和恰西玛核电站都进行了这项改造工作。恰西玛核电站辐照监督管支撑改造项目(文中简称C1项目)辐射防护工作是在秦山核电厂工作的基础上完成的。

整个辐照监督管支撑改造过程存在较高的辐射与污染风险，辐射防护最优化原则贯穿项目的方案设计、现场检修中。辐射防护部门从工作准备、现场防护、污染控制和废物管理等方面加强管理和监督，在全体现场工作人员配合下，执行了预定的专项辐射防护最优化计划(简称ALARA计划)，以较低的剂量代价和较少的废物产生量，完成了整个辐照监督管支撑改造的修复工作。

1 辐射防护前期准备

1.1 主要作业步骤

辐照监督管支撑改造的作业步骤主要有:

(1)反应堆厂房换料水池建立工作台，工具安装;

(2)测量吊篮的扭曲度;

(3)切除旧的支承结构;

(4)吊篮筒体定位打孔;

(5)检查新开孔;

(6)安装新的支承结构;

(7)安装、锁紧螺栓。

1.2 辐射防护要点分析

在辐射防护方面主要有以下几方面的重点工作:

(1)作业对象辐射水平很高，对检修人员接受辐射剂量的控制和优化;

(2)污染的控制和去污处理;

(3)高放废物的转移和处理。

1.3 辐射防护准备工作

在辐射防护准备阶段，从辐射防护计划、人员、设备、防护用品等方面作了充分准备。

现场工作开始前由辐射防护人员编写了详细ALARA计划，并在项目前期准备工作中与检修人员充分沟通，根据检修工作的具体操作步骤多次修改ALARA计划内容，使得ALARA计划更加优化。

为更好完成现场实施阶段的辐射防护工作，预先确定了参加现场实施的辐射防护人员，并安排在模拟调试期间全程参加了调试工作。

为满足前期调试阶段和恰西玛现场实施阶段放射性去污和现场辐射防护的需要，准备了充足的辐射防护用品、辐射监测仪器仪表和去污工器具等。

2 辐射风险分析及防护措施

2.1 外照射风险分析及防护措施

检修工作开始前，辐射防护人员对恰西玛核电站吊篮的辐射状况进行了调查。

C1项目预计集体剂量为150 man·mSv(该预计值是根据QNPC相同工作项目所接受的集体剂量设置)，实际集体剂量为57.775 man·mSv，项目集体剂量控制较好。表1为C1项目与QNPC同样项目的剂量数据对比，表2是C1项目现场作业各阶段人员剂量统计。

表1 C1项目和QNPC项目剂量数据对比Table 1 C1 and QNPC project dose data contrast

表2 C1项目现场作业各阶段人员剂量统计Table 2 C1 project personnel dose in different stages of the site statistics

2.1.2 工作场所的屏蔽

HDS上部工作平台作为检修人员主要的作业区域，必要的屏蔽措施有效降低了检修人员的集体剂量，表3为屏蔽前后的剂量率变化情况。

表3 工作平台屏蔽前后剂量率对比Table 3 Work platform shielding dose rate before and after contrast

工作人员大部分接受剂量的工作均在该区域，工作开始前的屏蔽工作对整个集体剂量的降低起到了相当大的作用。

2.1.3 辐射监测

辐射防护人员在现场严密监测EDM头部上升期间的剂量水平，现场发现剂量水平异常升高时，立即通知操作人员停止小车上升，使用高压水枪仔细冲洗工作头部，降低出水设备的剂量水平，确保工作人员的辐射安全。

2.1.4 废物处理

辐射防护人员对工作中产生的废物即时监测，并且通知防护支持人员及时处理废物，降低工作现场剂量水平。

2.2 污染风险分析及防护措施

2.2.1 人员污染控制

堆内构件水下检修工作涉及大量的水下检修设备，人员污染的风险较高。C1项目在工作人员和辐射防护人员的共同努力下人员污染控制情况良好，整个项目未发生人员体表污染事件，仅有几起工作人员外工作服轻微污染。人员污染情况控制良好得益于以下两个方面:

(1)工作人员个人防护意识的提高是主要原因。工作人员在辐射防护人员的技术支持下，自觉穿戴个人防护用品，在高污染环境工作中养成良好的工作习惯，自我防范意识较高。

(2)辐射防护人员对所有出水工具都进行了仔细的高压冲洗并使用吸水棉对出水工具进行擦拭，使放射性颗粒带入工作区域的可能性降到最低。

2.2.2 区域污染控制

恰西玛核电站的辐射防护力量较为薄弱，区域污染控制方式落后，防止区域污染的主要手段是使用鞋套。检修工作开始后，辐射防护人员根据水下检修工作的特点提出以下防止污染扩散的防护要求，并在巴方防护人员协助下较好完成了区域污染控制。

(1)检修现场设置污染隔离区，隔离区内铺设塑料布，并且每日对污染隔离区进行地面污染检查，如有污染及时进行去污。污染隔离区入口处使用粘性地贴，防止工作鞋上的放射性颗粒带出污染隔离区。

(2)恰西玛核电站工作人员只在工作鞋上套上鞋套就进入辐射控制区内现场进行检修作业，由于鞋套较滑存在较大的安全隐患，并且不利于污染控制。辐射防护人员和巴方协商后在反应堆厂房设置了QNPC人员专用鞋架，该鞋架用于存放QNPC检修人员现场工作鞋，有效杜绝了工作鞋的安全隐患及污染扩散问题。

(3)所有出水设备都经过吸水棉清洁处理后才允许存放，出水设备存放地点均铺设了塑料布，防止污染扩散。

2.3 内照射风险分析及防护措施

辐照监督管支撑改造工作现场要进行大量的出水设备的冲洗操作，冲洗工作的操作人员内照射风险较高。现场工作人员在进行设备冲洗工作时严格执行辐射防护要求，佩戴口罩进行冲洗，杜绝了内照射事件的发生。辐射防护人员使用连续空气取样分析仪在工作现场进行连续空气取样，取样分析结果均低于仪表的探测下限。恰西玛核电站不具备内照射测量手段，本项目工作结束检修人员回国后进行了内照射测量，未发现内照射。

3 经验反馈

3.1 同类作业比较与分析

与QNPC第六次换料大修作业相比，C1水下项目辐射防护工作有了较大的改进，具体有以下几点:

(1)QNPC使用的冲洗设备压力较低、冲洗头部单一，对出水设备的冲洗未能达到理想的效果。C1项目实施过程中，辐射防护人员与工作人员对高压水枪的头部进行了改进，极大地提高了冲洗效率，有效降低了出水设备的剂量水平。

(2)QNPC水下吸尘设备效率低下，在工作过程中，水池的水质较差，导致出水设备污染严重，人员受照剂量也较高。C1项目中，辐射防护人员强调了水下吸尘器的作用，并且和检修人员一起在每次EDM工作头水下作业时及时调整吸尘器入口的位置，最大化净化效果，保证换料水池的水质。

(3)C1水下修复项目在人员污染控制方面比QNPC有较大进步，主要原因是检修人员的防护意识越来越强，变被动接受防护为主动自我防护。在培训厂房联调阶段就按照QNPC该项工作出现的各种情况对工作人员提出了严格的个人防护要求，检修人员经过这个阶段的锻炼，个人防护意识有了长足进步，尤其是对出水工具的外照射和内照射防护上具备了经验。

3.2 良好实践

(1)对在C1项目现场的困难作了准备充分，各种个人防护用品齐全且数量充足。例如，对大量出水工器具去污的吸水棉，合同规定由巴方提供，在前几次检修经验基础上，项目组自备70箱吸水棉，预防巴方采购困难影响工作进展。实际工作中，巴方确实存在吸水棉备货不足的情况，这些备用品为减少人员污染并保证工作进度发挥了极大作用。

(2)作为最重要的降低剂量手段——出水工器具冲洗，本次采用了2套方案:①EDM头部冲洗采用体积小、使用灵活的高压冲洗机，出水压力50 Bar。这种水枪经过在联调阶段的试验，可以有效去除EDM头部沉积的切割粉末，同时由于压力适中不会因冲洗而产生过量的水雾，可以降低人员内照射风险。②HDS、水下屏蔽容器出水采用超高压冲洗机进行去污，出口压力150 bar。实践证明，经过这台冲洗机的去污，HDS的平均剂量率比QNPC该项目的剂量率下降了5倍，为后面的HDS调试及新支架定位操作人员减少外照射剂量和体表污染起到了决定性作用。

(3)使用过的旧电极，统一收集在收集箱内，并且在箱内注水。利用水屏蔽旧电极，也可以防止电极干燥后表面粉尘扩散形成内照射风险。

4 辐射防护改进方向

(1)辐照监督管支撑改造等堆内构件检修作业时，换料水池水质对工作场所的辐射水平影响较大。通过连续运行乏燃料池净化系统，尽可能地去除水中的杂质，将放射性杂质转移至工艺过滤器和树脂床，降低换料水的活度浓度，以降低水池区的辐射水平。在检修期间换料水池的活度浓度保持在低于1.0×104Bq/l的水平，同时提高了水的透明度，更有利于水下检修工作的进行。

(2)辐照监督管支撑改造等堆内构件检修作业，水下切割、钻孔产生的高放微粒在检修设备上的沉积，是检修人员接受剂量主要来源。如何降低高放微粒在检修设备上的沉积是降低整个检修作业集体剂量的关键因素。针对不同类型堆内构件的检修工作，辐射防护部门应尽早介入到检修计划中去，从检修设备的研发就提出辐射防护要求，这样水下检修设备在设计的时候可以充分考虑辐射防护的需求(比如在切割、打孔设备上设置吸尘器接口，最大限度地将切割、打孔作业中产生的高放微粒在第一时间内去除，避免高放微粒在设备上的沉积)，设计专用检修设备应表面光滑易于去除高放微粒，从而达到降低检修人员集体剂量的目的。

(3)检修人员辐射防护意识的提高也是降低集体剂量的重要因素，辐射防护人员应在检修工作准备中不断向检修人员灌输辐射防护最优化的思想，变被动接受防护为主动自我防护。