影响放射性建筑退役的因素

姜星斗

(中国核电工程有限公司，北京 100840)

1 退役概念

一般的工业设施在停止使用后将设备拆除，厂房简单清理后即可重新使用或者将厂房拆除。同样地，核设施停止使用后，也需要进行这样的处理工作。然而考虑到核设施具有放射性的特点，其停止使用后的处理工作与普通工业设施有较大区别。核设施退役是核设施达到或超过设计寿期或者因为其他原因终止运行后所应采取的行动，通过退役可将残留的放射性物质和其他有害物质的危害作用减少到可以接受的水平，使场址可以有限制的使用或可以无限制的开放和使用[1]。

2 退役需求

根据我国GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准，要求源的设计和建(制)造应保证源便于将来在满足标准规定的防护与安全要求的前提下退役[2]。在核设施退役工程中，至少应包括去污、切割解体、拆除、废物处理与处置、环境整治等任务[1]。上述工作中，去污、切割解体及拆除这三类工作现场实施的顺利与否，与放射性建筑(厂房)能否提供必要的便利条件密切相关。

1)去污。去污可分为物理去污技术和化学去污技术。放射性建筑物在役期间由于运行操作以及事故，常会造成地面或者墙面受到放射性污染，特别是核化工建筑物部分区域的地面。因此，在放射性建筑物易污染区域的表面，应该有针对性地设计为易去污材质。此外，放射性建筑上下水的设计，也直接影响着现场的去污方案。2)切割解体。退役工程中，放射性物项的切割解体包括了现场就地切割解体以及整体拆卸后运至特定场所切割解体两类。无论是现场就地切割解体，或者运至特定场所切割解体，都需要在放射性建筑中临时建立起特定的人流通道和物流通道，以及相应的辅助设施，如通风、照明、起吊设备等。3)拆除。拆除是退役工程最重要的环节，无论是放射性污染物项的拆除，或者是非放射性物项的拆除，在拆除过程中都需要借助进排风、采暖、上下水、照明及工业用电等辅助设施。在拆除过程中，需要根据建筑的分区布置、分区通风、特殊屏蔽构造以及辅助设施来制定拆除方案。

3 放射性建筑物应为退役考虑的因素

3.1 分区布置

根据GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准第6.4条的规定[2]，应把辐射工作场所分为控制区和监督区，以便于辐射防护管理和职业照射控制。根据标准的要求，放射性建筑的监督区通常不需要专门的防护手段或安全措施，但应采用适当的手段画出监督区的边界，并在监督区入口的适当地点设立表明监督区的标牌。而需要和可能需要专门防护手段或安全措施的区域应定为控制区，并应采用实体边界划定控制区，在控制区的进出口及其他适当位置处设立醒目的、符合标准规定的警告标志。

在过去的工作实践中，大型的放射性建筑物是由三类区域组成的，其中Ⅰ区一般包括设备室、热室或者厚壁手套箱等放射性水平较高的区域，Ⅱ区包括安装厅、热室后区等放射性水平中等区域，Ⅲ区包括走廊、取样廊等放射性水平较低的区域。工作人员从非放射性区域进入Ⅲ区必须通过卫生出入口完成家常服更换Ⅲ区工作服的程序，从Ⅲ区进出Ⅱ区必须通过气闸(双层密封门)并进行污染检测，从Ⅱ区进出Ⅰ区必须在气闸内更换Ⅰ区检修工作服，并进行污染检测。

3.2 分区通风

根据核工业标准规定，通风系统应根据建筑物内的分区进行设计。在分区布置的建筑物中，空气流动方向顺序由非污染区到污染区;由低污染区到高污染区。进出气载污染水平不同的区域，要严格控制空气闸门隔间内的气流流向，防止污染空气弥散[2]。EJ/T 938-95这是为了确保受到污染的空气不会由污染区向非污染区扩散，或者由高污染区向低污染区扩散。分区通风准则除了在运行期间可以控制放射性的扩散，对退役时放射性物项拆除产生的大量放射性灰尘、烟尘和气溶胶的扩散也有良好的控制作用。此外，考虑到放射性建筑物内部的放射性源项和放射性物项，标准[2]同样要求，建筑物外墙和内部各区之间的围挡物应该尽量密封。在核设施退役过程中，良好的密封可以保证分区退役过程中气流的良好组织，保护现场工作人员不吸入不必要的放射性气溶胶，同时保证放射性流出物不会不受控制和从监测地流入环境。

3.3 屏蔽设计，固定屏蔽和移动式屏蔽

放射性建筑物内部有特定放射源，为保证运行期间操作人员的安全，对放射源均设有屏蔽。屏蔽后可以确保工作人员受到的职业照射低于国家标准的要求。在放射性建筑物中，常见的屏蔽包括:钢筋混凝土墙体、钢板、铸铁块、铅块等。其中，钢筋混凝土墙体作为建筑物的重要组成部分，在稳定性、可行性和经济性等方面均有优势，是最常见的屏蔽体。

在退役工程开始时，就要全面调查放射性建筑物内部结构，对具有屏蔽作用的墙体进行特殊标记，在设计退役方案时，应该针对原建筑屏蔽体的功能，分析退役工作所需的特殊屏蔽，包括对退役工作人员的屏蔽和对退役拆除放射性物项的屏蔽。很多情况下，需要根据现有建筑物的屏蔽体，新增移动式屏蔽，如钢板或者铅皮等。新增移动式屏蔽与建筑物现有的屏蔽体应该实现无缝对接，确保辐射安全。这也要求放射性建筑物在设计之初就应为日后退役工作的拆除和废物运输预先考虑，提供预留场地和接口。

3.4 覆面和涂层

放射性建筑物一般采用混凝土结构，在事故工况下，如废液泄漏、放射性物项跌落等事故，混凝土表面可能受到放射性沾污。擦拭等去污手段对混凝土表面去污效果很差，而表面剥离等去污手段对在役建筑物破坏性太大，运行期间很难进行。为降低混凝土结构受到污染的可能性，在可能受到放射性沾污的墙面或者地面表面铺设一层覆面。常使用的覆面包括不锈钢覆面和塑料覆面，其中不锈钢覆面常用于设备室、热室等放射性水平较高的小房间内，可有效防止放射性废液泄漏事故对墙、地面造成的污染，便于事故后的清洗去污。塑料覆面一般常用于安装检修厅等放射性水平相对较低，但可能经常受到污染的场所，受到污染后一般对其进行擦拭去污，个别污染严重位置可局部剥离。个别位置难以设置覆面的，可以在表面喷涂特殊涂层。

3.5 通道

放射性建筑物为内部物项的流动设有特殊通道。运行期间，放射性物项出入建筑物均需通过特定门斗，在建筑物内部的转运也必须通过设计的预留通道。但是在退役过程中，建筑物原有物项的流动通道可能已破损，或者无法满足退役特殊要求，导致放射性物项流动必须重新建立通道。新建的通道可能是服务于整个设施拆除下来的物项的，寿命持续数年;也可能是仅仅为某一物项专用一次的。这样的情况在过去的工作中屡见不鲜，浪费了大量的资金，也为现场实施人员增加不必要的职业照射剂量。因此，放射性建筑物在设计期间就应充分考虑日后退役的需求，尽可能规划利于退役时拆除、解体和物项外运等工作的通道，或者预留一些简单改造后即可满足退役物流需求的工艺房间。

人员进出放射性建筑同样要通过人员通道，包括连接室外与厂房的卫生出入口，以及不同水平放射性区域之间的气闸。但是，大量高剂量水平的区域在运行期间操作人员并不需要进入，而在退役工程中，这些区域去污后很有可能需要人员进去直接拆除或遥控拆除，甚至在无法去污的情况下退役人员也必须进入某些区域。工作区域的大量增加，导致了原有人员通道无法满足退役的需求。因此，很多已完成的退役项目前期对卫生出入口进行了改造，以适应退役现场人员和物项的流动需求。

3.6 辅助设施

放射性建筑物在退役期间，需要在厂房内完成去污、拆除、解体以及外运等多种工作。但是，很多退役时的工作场所是按照人员禁止进入或者短时间停留的工艺要求而设计的。因此，这些场所的风量、温度、照度等均不能满足相关标准中对于人员在内部停留和工作的要求。更重要的是，待退役设施经过长达数十年的使用，部分辅助设施已老化或者损毁，原有功能都难以保证，更无法满足我国目前已升级的国家标准和行业标准。为确保退役人员在退役工作过程中的安全和健康，在退役前需要对相关系统进行整治和完善，主要包括新增配电和临时配电、整治现有照明系统和通风系统、设立现场可移动式局部排风系统、安装移动式照明设备等。退役时大量从现场拆卸下来的放射性物项需要转运。小型物项可通过推车等机具实现水平转运，大尺寸物项或者放射性水平较高的物项需要吊车完成水平方向的转运。而竖直方向的转运任务一般依赖吊车和电梯。在没有厂房吊车和电梯的区域，退役拆除的大量物项难以外运，在厂房设计时就应提前考虑大型设备的安装和拆除工作，为日后退役考虑起吊设备和运输通道，或者为退役预留新增起吊设备的接口。

4 退役案例

4.1 上海微堆退役

上海微型中子源反应堆(简称上海微堆)1992年正式投入试用，到2004年停堆，共安全运行了13年，运行期间未发生任何安全事故。上海微堆位于徐汇区，徐汇区属上海市中心城区，人口稠密，交通发达，商业繁荣，科研机构集中。特别是上海微堆坐落于漕河泾新兴技术开发区东部，该地区主要为科研机构与高科技企业。

上海微堆退役工作始于2005年，前期对废物进行了清理和集中，对退役所需的风、水、电等辅助系统进行维护和改造，划分退役工作场所的放射性区域，改建了原设施的卫生出入口和废物运输通道。前期工作的准备非常充分，这也给后续的退役工作带来了极大的便利，该项目现已完成退役，厂址无限制开放。

4.2 北京核仪表厂源库退役

北京核仪表厂地处朝阳区大北窑地区，为寸土寸金的商业地区。该厂在科研和生产中需要使用放射源，因此该厂建有放射源库用于存放各种放射源。源库在多年的工作中未发生过任何事故，但由于其功能需要，不可避免的受到轻微放射性的沾污。

北京核仪表厂退役工作始于2005年，该厂源库设有屏蔽门和迷宫式入口，可有效降低工作人员误受照射的概率。但源库面积较小，均未设卫生出入口。退役前针对该建筑物的特点，改造源库入口处的过渡间，作为人员更换工作服和进行剂量检测的场所。如果退役人员在源库内工作时受到污染，离开过渡间前应进行去污，确保人员离开源库后不会对室外环境造成污染。

5 结语

目前，越来越多的核设施退役经验表明，必须在设计、建造和运行阶段就对将来放射性建筑物的退役进行充分的考虑。尽可能在系统和设备的布置、材料的选择以及整体布局等方面考虑便于退役的因素，可以有效地减小退役工作人员的职业照射剂量，降低退役对环境和人员的影响，减少退役废物产量，同时降低退役工程的施工难度，缩减退役费用。

[1]罗上庚.核设施退役中几个值得重视的问题[J].辐射防护，2002，22(3):129-134.

[2]GB 18871-2002，电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].

[3]EJ/T 938-95，核燃料后处理厂通风与空气净化设计规定[S].