城市放射性废物库辐射环境影响研究

城市放射性废物库辐射环境影响研究

孟令飞

中核凯利深圳核能服务股份有限公司  深圳 518000

摘要：城市放射性废物库(简称放废库)是保障核技术利用放射性废物安全贮存的重要公益性环保设施，其运行过程中对环境、公众及职业工作人员产生的辐射环境影响备受关注。陈德育等认为由于放废库内废源包装陈旧、信息不全等原因，存在产生放射性污染的风险，并从管理角度提出了防止污染的对策和建议。开展了某企业中子源库的辐射环境影响估算分析，介绍了中子源库的辐射环境剂量估算模式。采用伯杰公式对某公司存放60Co和137Cs的放射源库进行了屏蔽计算。上述学者主要对存贮单一类型放射源的企业放射源库的辐射环境影响开展研究，针对放废库的辐射环境影响分析尚未见报道。

关键词：城市放射性废物库;辐射环境影响;辐射防护;环境影响评价

引言

反应堆等核设施在运行、维修维护过程中会产生大量放射性固体废物（以下简称“固废”），这些固废需由放射性废物处理运行管理部门统一收集、整备、暂存、外运、处置。放射性废物的安全管理是核安全的重要方面，根据我国相关法律法规，从各产废厂房分散产生到废物处理厂房集中整备，到最终填埋处置，需对固废在整个过程中的处理、迁移信息及轨迹进行有效管控。目前，在役核电厂、科研院所等核设施运行单位尚未充分实现固废从收集、整备、转运、暂存到处置等全过程的数字化、自动化、智能化监管。

1放废库概况及源强分析

1．1放废库概况

某省放废库为单层库房，有效库容1000m3，设计使用期限50年。放废库库坑采用半地下式坑，地下1．7m、地上0.8m，主要布置废物贮存区、废物装卸厅、排风机房、控制室和更衣间等。放废库仅用于放射性废物(源)贮存，不设废物处理和整备装置。废物贮存区共设有贮存坑32个，贮存坑均为钢筋混凝土结构，库坑外壁厚为30cm，库坑内壁厚为25cm。废物贮存区空间以库坑盖板为界分成上下两部分，盖板以下为废源及废物贮存坑、排风风道，盖板以上为吊运大厅。库坑上搭盖钢筋混凝土盖板，采用正“T”和倒“T”型楔边盖板样式，库坑盖板厚度为30cm。放射性废物(源)包装容器为200L或50L标准废物桶。放废库配备一套起重量为5t的遥控电动双臂梁行吊装置，用于吊运库坑盖板和废物桶。

1.2废物来源

根据我省核技术放射性废物利用统计结果，其来源主要来自建材、医疗卫生、工业、化工、电力、地质、石油、煤炭和科研教学等行业。收集和储存在废物储存库和废物(旧)放射源的主要放射性废物类型如图1所示。从图1的统计数据可以看出，废料库中有两种储存容量和能量都很高的核素，分别是137Cs和60Co。废料库中共有32个源坑。按照保守的贮存比和分类贮存原则，贮存137个Cs废物源约需要14个源坑，贮存60个Co废物源约需要8个源坑，剩余的源坑用于贮存其他低能放射性废物。在贮存过程中，废放射源采用划分贮存区、编号源坑的方式贮存，避免了废放射源间的重叠效应。综上所述，放射性废物处置库的辐射源项目包括8个60Co废物源贮存坑和14个137Cs废物源贮存坑。其他坑储存的放射性废物由于能量低，可以忽略不计，其对环境的辐射影响可以忽略不计。

图1放射性废物及废(旧)放射源的主要核素种类组成

1.3等效震源强度计算

两种类型的包装容器用于收集和储存废物库中的放射性废物(源):200升或50升标准废物桶。经检测统计，全省放射性废物包装表面剂量率水平为0.08μSv/h~95。3μSv/h，在此基础上，保守考虑2倍的安全系数，采用200μ计算等效源强度，以Sv/h(四舍五入到最大检测值的2倍)作为限值。经计算，对于单个200L标准废桶，60Co当量源强度为1.30×108Bq,137Cs当量源强度为5.31×108Bq;确定单个50L标准废桶60Co当量源强度为3.24×107Bq,137Cs当量源强度为1.33×108Bq。对于单个储存坑，当包装容器使用200L标准废桶时，坑内可使用两层堆放，每个坑可储存80件。此时，基坑等效震源强度为:60Co，为1.04×1010Bq,137Cs×1010Bq为4.25;包装容器使用50l标准废桶时，贮存坑内可采用四层堆垛，每坑可贮存360件。此时，坑的等效源强度为:60Co,1.17×1010Bq,137Cs,4.78×1010Bq。

2固废管理现状及需求分析

固废来源主要分为工艺废物和技术废物。工艺废物包括浓缩蒸残液、废树脂、水滤芯、空气滤芯等。技术废物包括可压缩类和不可压缩类，压缩类包括检修产生的塑料布、吸水纸、抹布，沾污的衣物、防护用品、工作服、鞋等；不可压缩类包括检修和去污过程的工艺管道、管道阀门、沾污工具。这些废物经整备处理后形成的废物种类包括水泥固化体、金属废物包、可燃废物包等。对这些废物从产生到最终处置的全过程管理涉及的种类多、环节多、周期长，对数据自动采集、存储、统计、分析需求很大。并且由于废物包体积及质量大，且有一定的辐照危害，在废物流转过程中呈现人工强度大、近距离作业辐射危害大的特点，对远程监管和无人化管控需求很高。传统管理以人工为主，辅以计算机信息化技术，各环节管理系统独立建设运行，数据传递性和共享性差，各环节需重复录入数据，并且只能完成固废管控信息的简单电子化，管理流程与实体废物包处于账、物分离状态，相互间的对应关系依赖人工识别，存在收/贮/存效率低、信息统计分析和溯源难、人因错误率高的问题，更无法满足固废在大范围流转过程中的轨迹实时动态监管、设备远距离操控、放射性环境少人甚至无人化、业务流程网络化的需求。

3放废库辐射防护措施

3.1辐射屏蔽措施

放废库收贮的放射性废物(源)均置于屏蔽容器内，其包装表面和1m处的剂量率分别应小于2mSv/h和0.1mSv/h。放废库库房外墙墙体标高2．8m以下为25cm厚钢筋混凝土，2．8m以上为25cm厚加气砼砌块，内墙为20cm厚的加气砼砌块。放废库库坑为半地下式，采用钢筋混凝土结构，库坑外壁厚为30cm，库坑内壁厚为25cm。库坑上搭盖30cm厚钢筋混凝土盖板，以对库坑中废物(源)产生的射线进行屏蔽，采用正“T”和倒“T”型楔边盖板互相搭接，形成咬合缝，避免在库坑与大厅之间形成直通缝，以减小对操作人员的辐射影响。

3.2人流物流控制措施

为了使污染扩散的危险减到最低程度，放射性物质的运送通道与工作人员的通道分开，运输路线尽量短，以便将照射和阻塞的可能性减至最小。收贮的放射性废物(源)必须通过废物装卸大厅的大门进出，先进行剂量率和表面污染监测，并做好相应记录，然后吊装入库。工作人员必须由人员通道经过更衣间进入装卸大厅等控制区。进入控制区前，先在更衣间更换工作服;从控制区出来前，先在更衣间脱去工作服，经手脚沾污仪检测合格后更换个人衣物;若检测不合格则需进行擦拭去污，直至表面污染检测合格后方能离开。

结束语

职业工作人员和公众最大年有效剂量均低于标准剂量约束值。从辐射屏蔽、放射性工作场所分区、人流物流控制、通风措施及辐射监测等方面，提出相应的辐射防护措施，可有效控制放废库辐射环境影响。

参考文献

[1]王海永.山西省城市放射性废物库周围辐射环境监测(2016—2019)[J].辐射防护通讯,2020,40(02):17-21.

[2]罗晶.云南省城市放射性废物库辐射环境监测浅析[J].云南冶金,2018,47(03):101-103+108.

[3]周俊宇,郭旭影,林强.四川省城市放射性废物库辐射环境监测与分析[J].环境与发展,2017,29(05):181+183.