影響放射性建筑退役的因素

姜星斗

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

1 退役概念

一般的工業(yè)設(shè)施在停止使用后將設(shè)備拆除，廠房簡單清理后即可重新使用或者將廠房拆除。同樣地，核設(shè)施停止使用后，也需要進(jìn)行這樣的處理工作。然而考慮到核設(shè)施具有放射性的特點(diǎn)，其停止使用后的處理工作與普通工業(yè)設(shè)施有較大區(qū)別。核設(shè)施退役是核設(shè)施達(dá)到或超過設(shè)計(jì)壽期或者因?yàn)槠渌蚪K止運(yùn)行后所應(yīng)采取的行動(dòng)，通過退役可將殘留的放射性物質(zhì)和其他有害物質(zhì)的危害作用減少到可以接受的水平，使場(chǎng)址可以有限制的使用或可以無限制的開放和使用[1]。

2 退役需求

根據(jù)我國GB 18871-2002電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)，要求源的設(shè)計(jì)和建(制)造應(yīng)保證源便于將來在滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防護(hù)與安全要求的前提下退役[2]。在核設(shè)施退役工程中，至少應(yīng)包括去污、切割解體、拆除、廢物處理與處置、環(huán)境整治等任務(wù)[1]。上述工作中，去污、切割解體及拆除這三類工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的順利與否，與放射性建筑(廠房)能否提供必要的便利條件密切相關(guān)。

1)去污。去污可分為物理去污技術(shù)和化學(xué)去污技術(shù)。放射性建筑物在役期間由于運(yùn)行操作以及事故，常會(huì)造成地面或者墻面受到放射性污染，特別是核化工建筑物部分區(qū)域的地面。因此，在放射性建筑物易污染區(qū)域的表面，應(yīng)該有針對(duì)性地設(shè)計(jì)為易去污材質(zhì)。此外，放射性建筑上下水的設(shè)計(jì)，也直接影響著現(xiàn)場(chǎng)的去污方案。2)切割解體。退役工程中，放射性物項(xiàng)的切割解體包括了現(xiàn)場(chǎng)就地切割解體以及整體拆卸后運(yùn)至特定場(chǎng)所切割解體兩類。無論是現(xiàn)場(chǎng)就地切割解體，或者運(yùn)至特定場(chǎng)所切割解體，都需要在放射性建筑中臨時(shí)建立起特定的人流通道和物流通道，以及相應(yīng)的輔助設(shè)施，如通風(fēng)、照明、起吊設(shè)備等。3)拆除。拆除是退役工程最重要的環(huán)節(jié)，無論是放射性污染物項(xiàng)的拆除，或者是非放射性物項(xiàng)的拆除，在拆除過程中都需要借助進(jìn)排風(fēng)、采暖、上下水、照明及工業(yè)用電等輔助設(shè)施。在拆除過程中，需要根據(jù)建筑的分區(qū)布置、分區(qū)通風(fēng)、特殊屏蔽構(gòu)造以及輔助設(shè)施來制定拆除方案。

3 放射性建筑物應(yīng)為退役考慮的因素

3.1 分區(qū)布置

根據(jù)GB 18871-2002電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)第6.4條的規(guī)定[2]，應(yīng)把輻射工作場(chǎng)所分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)，以便于輻射防護(hù)管理和職業(yè)照射控制。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，放射性建筑的監(jiān)督區(qū)通常不需要專門的防護(hù)手段或安全措施，但應(yīng)采用適當(dāng)?shù)氖侄萎嫵霰O(jiān)督區(qū)的邊界，并在監(jiān)督區(qū)入口的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)立表明監(jiān)督區(qū)的標(biāo)牌。而需要和可能需要專門防護(hù)手段或安全措施的區(qū)域應(yīng)定為控制區(qū)，并應(yīng)采用實(shí)體邊界劃定控制區(qū)，在控制區(qū)的進(jìn)出口及其他適當(dāng)位置處設(shè)立醒目的、符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的警告標(biāo)志。

在過去的工作實(shí)踐中，大型的放射性建筑物是由三類區(qū)域組成的，其中Ⅰ區(qū)一般包括設(shè)備室、熱室或者厚壁手套箱等放射性水平較高的區(qū)域，Ⅱ區(qū)包括安裝廳、熱室后區(qū)等放射性水平中等區(qū)域，Ⅲ區(qū)包括走廊、取樣廊等放射性水平較低的區(qū)域。工作人員從非放射性區(qū)域進(jìn)入Ⅲ區(qū)必須通過衛(wèi)生出入口完成家常服更換Ⅲ區(qū)工作服的程序，從Ⅲ區(qū)進(jìn)出Ⅱ區(qū)必須通過氣閘(雙層密封門)并進(jìn)行污染檢測(cè)，從Ⅱ區(qū)進(jìn)出Ⅰ區(qū)必須在氣閘內(nèi)更換Ⅰ區(qū)檢修工作服，并進(jìn)行污染檢測(cè)。

3.2 分區(qū)通風(fēng)

根據(jù)核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)的分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在分區(qū)布置的建筑物中，空氣流動(dòng)方向順序由非污染區(qū)到污染區(qū);由低污染區(qū)到高污染區(qū)。進(jìn)出氣載污染水平不同的區(qū)域，要嚴(yán)格控制空氣閘門隔間內(nèi)的氣流流向，防止污染空氣彌散[2]。EJ/T 938-95這是為了確保受到污染的空氣不會(huì)由污染區(qū)向非污染區(qū)擴(kuò)散，或者由高污染區(qū)向低污染區(qū)擴(kuò)散。分區(qū)通風(fēng)準(zhǔn)則除了在運(yùn)行期間可以控制放射性的擴(kuò)散，對(duì)退役時(shí)放射性物項(xiàng)拆除產(chǎn)生的大量放射性灰塵、煙塵和氣溶膠的擴(kuò)散也有良好的控制作用。此外，考慮到放射性建筑物內(nèi)部的放射性源項(xiàng)和放射性物項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)[2]同樣要求，建筑物外墻和內(nèi)部各區(qū)之間的圍擋物應(yīng)該盡量密封。在核設(shè)施退役過程中，良好的密封可以保證分區(qū)退役過程中氣流的良好組織，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員不吸入不必要的放射性氣溶膠，同時(shí)保證放射性流出物不會(huì)不受控制和從監(jiān)測(cè)地流入環(huán)境。

3.3 屏蔽設(shè)計(jì)，固定屏蔽和移動(dòng)式屏蔽

放射性建筑物內(nèi)部有特定放射源，為保證運(yùn)行期間操作人員的安全，對(duì)放射源均設(shè)有屏蔽。屏蔽后可以確保工作人員受到的職業(yè)照射低于國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。在放射性建筑物中，常見的屏蔽包括:鋼筋混凝土墻體、鋼板、鑄鐵塊、鉛塊等。其中，鋼筋混凝土墻體作為建筑物的重要組成部分，在穩(wěn)定性、可行性和經(jīng)濟(jì)性等方面均有優(yōu)勢(shì)，是最常見的屏蔽體。

在退役工程開始時(shí)，就要全面調(diào)查放射性建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)具有屏蔽作用的墻體進(jìn)行特殊標(biāo)記，在設(shè)計(jì)退役方案時(shí)，應(yīng)該針對(duì)原建筑屏蔽體的功能，分析退役工作所需的特殊屏蔽，包括對(duì)退役工作人員的屏蔽和對(duì)退役拆除放射性物項(xiàng)的屏蔽。很多情況下，需要根據(jù)現(xiàn)有建筑物的屏蔽體，新增移動(dòng)式屏蔽，如鋼板或者鉛皮等。新增移動(dòng)式屏蔽與建筑物現(xiàn)有的屏蔽體應(yīng)該實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，確保輻射安全。這也要求放射性建筑物在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)為日后退役工作的拆除和廢物運(yùn)輸預(yù)先考慮，提供預(yù)留場(chǎng)地和接口。

3.4 覆面和涂層

放射性建筑物一般采用混凝土結(jié)構(gòu)，在事故工況下，如廢液泄漏、放射性物項(xiàng)跌落等事故，混凝土表面可能受到放射性沾污。擦拭等去污手段對(duì)混凝土表面去污效果很差，而表面剝離等去污手段對(duì)在役建筑物破壞性太大，運(yùn)行期間很難進(jìn)行。為降低混凝土結(jié)構(gòu)受到污染的可能性，在可能受到放射性沾污的墻面或者地面表面鋪設(shè)一層覆面。常使用的覆面包括不銹鋼覆面和塑料覆面，其中不銹鋼覆面常用于設(shè)備室、熱室等放射性水平較高的小房間內(nèi)，可有效防止放射性廢液泄漏事故對(duì)墻、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裝檢修廳等放射性水平相對(duì)較低，但可能經(jīng)常受到污染的場(chǎng)所，受到污染后一般對(duì)其進(jìn)行擦拭去污，個(gè)別污染嚴(yán)重位置可局部剝離。個(gè)別位置難以設(shè)置覆面的，可以在表面噴涂特殊涂層。

3.5 通道

放射性建筑物為內(nèi)部物項(xiàng)的流動(dòng)設(shè)有特殊通道。運(yùn)行期間，放射性物項(xiàng)出入建筑物均需通過特定門斗，在建筑物內(nèi)部的轉(zhuǎn)運(yùn)也必須通過設(shè)計(jì)的預(yù)留通道。但是在退役過程中，建筑物原有物項(xiàng)的流動(dòng)通道可能已破損，或者無法滿足退役特殊要求，導(dǎo)致放射性物項(xiàng)流動(dòng)必須重新建立通道。新建的通道可能是服務(wù)于整個(gè)設(shè)施拆除下來的物項(xiàng)的，壽命持續(xù)數(shù)年;也可能是僅僅為某一物項(xiàng)專用一次的。這樣的情況在過去的工作中屢見不鮮，浪費(fèi)了大量的資金，也為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施人員增加不必要的職業(yè)照射劑量。因此，放射性建筑物在設(shè)計(jì)期間就應(yīng)充分考慮日后退役的需求，盡可能規(guī)劃利于退役時(shí)拆除、解體和物項(xiàng)外運(yùn)等工作的通道，或者預(yù)留一些簡單改造后即可滿足退役物流需求的工藝房間。

人員進(jìn)出放射性建筑同樣要通過人員通道，包括連接室外與廠房的衛(wèi)生出入口，以及不同水平放射性區(qū)域之間的氣閘。但是，大量高劑量水平的區(qū)域在運(yùn)行期間操作人員并不需要進(jìn)入，而在退役工程中，這些區(qū)域去污后很有可能需要人員進(jìn)去直接拆除或遙控拆除，甚至在無法去污的情況下退役人員也必須進(jìn)入某些區(qū)域。工作區(qū)域的大量增加，導(dǎo)致了原有人員通道無法滿足退役的需求。因此，很多已完成的退役項(xiàng)目前期對(duì)衛(wèi)生出入口進(jìn)行了改造，以適應(yīng)退役現(xiàn)場(chǎng)人員和物項(xiàng)的流動(dòng)需求。

3.6 輔助設(shè)施

放射性建筑物在退役期間，需要在廠房內(nèi)完成去污、拆除、解體以及外運(yùn)等多種工作。但是，很多退役時(shí)的工作場(chǎng)所是按照人員禁止進(jìn)入或者短時(shí)間停留的工藝要求而設(shè)計(jì)的。因此，這些場(chǎng)所的風(fēng)量、溫度、照度等均不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于人員在內(nèi)部停留和工作的要求。更重要的是，待退役設(shè)施經(jīng)過長達(dá)數(shù)十年的使用，部分輔助設(shè)施已老化或者損毀，原有功能都難以保證，更無法滿足我國目前已升級(jí)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為確保退役人員在退役工作過程中的安全和健康，在退役前需要對(duì)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行整治和完善，主要包括新增配電和臨時(shí)配電、整治現(xiàn)有照明系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)、設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)可移動(dòng)式局部排風(fēng)系統(tǒng)、安裝移動(dòng)式照明設(shè)備等。退役時(shí)大量從現(xiàn)場(chǎng)拆卸下來的放射性物項(xiàng)需要轉(zhuǎn)運(yùn)。小型物項(xiàng)可通過推車等機(jī)具實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)運(yùn)，大尺寸物項(xiàng)或者放射性水平較高的物項(xiàng)需要吊車完成水平方向的轉(zhuǎn)運(yùn)。而豎直方向的轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)一般依賴吊車和電梯。在沒有廠房吊車和電梯的區(qū)域，退役拆除的大量物項(xiàng)難以外運(yùn)，在廠房設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)提前考慮大型設(shè)備的安裝和拆除工作，為日后退役考慮起吊設(shè)備和運(yùn)輸通道，或者為退役預(yù)留新增起吊設(shè)備的接口。

4 退役案例

4.1 上海微堆退役

上海微型中子源反應(yīng)堆(簡稱上海微堆)1992年正式投入試用，到2004年停堆，共安全運(yùn)行了13年，運(yùn)行期間未發(fā)生任何安全事故。上海微堆位于徐匯區(qū)，徐匯區(qū)屬上海市中心城區(qū)，人口稠密，交通發(fā)達(dá)，商業(yè)繁榮，科研機(jī)構(gòu)集中。特別是上海微堆坐落于漕河涇新興技術(shù)開發(fā)區(qū)東部，該地區(qū)主要為科研機(jī)構(gòu)與高科技企業(yè)。

上海微堆退役工作始于2005年，前期對(duì)廢物進(jìn)行了清理和集中，對(duì)退役所需的風(fēng)、水、電等輔助系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和改造，劃分退役工作場(chǎng)所的放射性區(qū)域，改建了原設(shè)施的衛(wèi)生出入口和廢物運(yùn)輸通道。前期工作的準(zhǔn)備非常充分，這也給后續(xù)的退役工作帶來了極大的便利，該項(xiàng)目現(xiàn)已完成退役，廠址無限制開放。

4.2 北京核儀表廠源庫退役

北京核儀表廠地處朝陽區(qū)大北窯地區(qū)，為寸土寸金的商業(yè)地區(qū)。該廠在科研和生產(chǎn)中需要使用放射源，因此該廠建有放射源庫用于存放各種放射源。源庫在多年的工作中未發(fā)生過任何事故，但由于其功能需要，不可避免的受到輕微放射性的沾污。

北京核儀表廠退役工作始于2005年，該廠源庫設(shè)有屏蔽門和迷宮式入口，可有效降低工作人員誤受照射的概率。但源庫面積較小，均未設(shè)衛(wèi)生出入口。退役前針對(duì)該建筑物的特點(diǎn)，改造源庫入口處的過渡間，作為人員更換工作服和進(jìn)行劑量檢測(cè)的場(chǎng)所。如果退役人員在源庫內(nèi)工作時(shí)受到污染，離開過渡間前應(yīng)進(jìn)行去污，確保人員離開源庫后不會(huì)對(duì)室外環(huán)境造成污染。

5 結(jié)語

目前，越來越多的核設(shè)施退役經(jīng)驗(yàn)表明，必須在設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行階段就對(duì)將來放射性建筑物的退役進(jìn)行充分的考慮。盡可能在系統(tǒng)和設(shè)備的布置、材料的選擇以及整體布局等方面考慮便于退役的因素，可以有效地減小退役工作人員的職業(yè)照射劑量，降低退役對(duì)環(huán)境和人員的影響，減少退役廢物產(chǎn)量，同時(shí)降低退役工程的施工難度，縮減退役費(fèi)用。

[1]羅上庚.核設(shè)施退役中幾個(gè)值得重視的問題[J].輻射防護(hù)，2002，22(3):129-134.

[2]GB 18871-2002，電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]EJ/T 938-95，核燃料后處理廠通風(fēng)與空氣凈化設(shè)計(jì)規(guī)定[S].