伍曉利 李宗軍 龐元龍 王懷君 劉健勇（中物院核物理與化學研究所 621900）

易燃品γ輻照的安全控制研究

伍曉利 李宗軍 龐元龍 王懷君 劉健勇（中物院核物理與化學研究所 621900）

本文對易燃品在γ輻照試驗中的安全風險控制技術進行了分析。針對特殊危險樣品——易燃品在γ輻照試驗中存在的鈷源裝置運行風險、易燃品輻照效應風險和發(fā)生事故后兩種重要危險源之間的可能發(fā)生的伴生事故做了詳細的辨識，并應對采取的安全控制措施進行了分析和探討。為易燃品γ輻照試驗的安全控制技術研究提供了可行的思路和方法，對提高鈷源輻照裝置開展易燃品輻照試驗的本質安全具有指導意義。

γ輻照；鈷源裝置；安全控制；易燃品

1 引言

隨著抗輻射加固技術研究的深入開展，易燃品的γ輻射效應研究已逐漸成為鈷源輻照裝置運行試驗的重要內(nèi)容之一。由于易燃品是一種具有特殊危險的樣品，在試驗過程中既要對鈷源裝置運行所具有的輻射和非輻射事故進行必要的安全控制，還需對易燃品自身及在輻射過程中可能發(fā)生的危險因素進行充分的危害辨識和安全控制，同時，還需探討在某種危險因素發(fā)生事故條件下可能引發(fā)的伴生事故，制定必要的控制措施，防止事故的擴大，以確保試驗過程中人員和設備的安全。

2 試驗過程中的危害分析

1-大平臺；2-鐵質試驗臺；3-阻燃鋼罐；4-試驗支架；5-試件；6-源架；7-鈷源；8-護原板；9-貯源井圖1易燃品g射線輻照試驗示意圖

2.1 鈷源裝置運行

鈷源裝置運行過程中所可能發(fā)生的最大可信性事故來源于裝置的安全連鎖失效造成工作人員的輻射事故和裝置輻射源的卡源事故，

在裝置安全連鎖系統(tǒng)失效的情況下，可能造成工作人員的輻照事故可分為兩種，一是在裝置運行狀態(tài)下誤入輻照室，而連鎖安全系統(tǒng)無報警信號，導致放射源不能即時降入貯源井中，從而造成人員的受照事故；二是在人員誤滯留輻照室情況下提升放射源，而輻照室內(nèi)安全連鎖系統(tǒng)不能給出裝置強行停止運行信號，造成人員的嚴重受照事故。

輻射源的卡源事故是指輻射源在運行工作位置，由于升降鋼絲繩脫落滑輪組或者護源板變形引起輻射源架卡住，無法正常降落至貯源井內(nèi)，從而導致輻射源長期在工作位的裝置重大運行事故。當發(fā)生卡源事故時，放射源長期暴露在空氣中，一是造成輻射樣品長期受照，二是輻射源對周圍物品長期加熱，極易引起易燃品燃燒，引發(fā)伴生火災事故。

2.2 易燃品的輻射效應風險

由于易燃品γ輻照試驗過程中發(fā)生化學反應從而放熱，導致溫升效應。放置在密閉的阻燃鋼罐內(nèi)的易燃品隨著γ輻照試驗的進行，溫度逐漸升高。當溫度達到易燃品的燃燒臨界點后，易燃品發(fā)生劇烈燃燒，從而極可能引發(fā)事故。

易燃品γ輻照試驗過程中可能產(chǎn)生的靜電效應，當靜電累積到一定程度也極可能引起易燃品的的燃燒，從而極可能引發(fā)事故。

2.3 伴生風險

當鈷源裝置發(fā)生卡源事故時，由于輻射樣品受到超高劑量的長期輻照導致溫升效應明顯，極易造成易燃品燃燒，從而引發(fā)伴生事故。

當易燃品發(fā)生燃燒，一是危害放射源的安全；二是由于劇烈燃燒引起阻燃鋼罐振動、位移，沖撞輻照室內(nèi)裝置設施，極易產(chǎn)生對貯源架的沖擊，引發(fā)輻射源散落事故。

3 安全控制

3.1 鈷源裝置運行事故風險控制

嚴格按照裝置維護規(guī)程實施設備與各系統(tǒng)的檢查、維護和檢修，確保裝置運行狀態(tài)穩(wěn)定可靠。鈷源輻照裝置運行中的安全管理及環(huán)境劑量監(jiān)測儀表的配置、檢定和標識符合相關標準要求。

進入鈷源裝置控制區(qū)所有人員佩戴個人劑量計和個人劑量報警儀跟隨裝置運行值班人員；裝置值班人員須手持便攜式劑量監(jiān)測儀緩慢進入控制區(qū)，確保在參試人員進入控制區(qū)的輻射劑量數(shù)據(jù)處于環(huán)境本底。

3.2 易燃品的輻射效應風險控制

易燃品在γ射線輻照過程中會發(fā)生溫升效應，當溫度累積到燃點的情況下易燃品會發(fā)生燃燒。因此，需在線監(jiān)測易燃品的實時溫度，以采取停止輻照或必要的冷卻方式降低易燃品的溫度，確保易燃品在γ射線輻照試驗的本質安全。

當靜電累積到一定程度引起易燃品的的燃燒，γ輻照試驗過程中可能產(chǎn)生的靜電效應有可能會引起易燃品的爆炸、燃燒。采用接地等必要的方式消除靜電。

3.3 伴生風險控制

目前易燃品γ射線輻照試驗是將易燃品固定在試驗支架上，放入阻燃鋼罐內(nèi)進行輻照，即使易燃品試件在試驗時發(fā)生燃燒，阻燃鋼罐完全能防住燃燒擴散，不會危及輻射源的安全。同時，利用阻燃鋼罐專用的支撐平臺固定阻燃鋼罐以防止罐內(nèi)燃燒高溫振動產(chǎn)生位移導致放射源卡源事故。支撐平臺下端用螺栓地面相連，用螺栓與阻燃鋼罐連接。在罐內(nèi)易燃品即使發(fā)生意外燃燒，阻燃鋼罐不會產(chǎn)生大的位移。

輻照裝置在輻照室內(nèi)安裝有消防噴淋系統(tǒng)，當輻射源當鈷源裝置發(fā)生卡源事故時，可利用噴淋系統(tǒng)對輻照場進行噴淋降溫，防止易燃品試件由于環(huán)境溫度升高而發(fā)生燃燒。

4 分析和討論

通過詳細的分析和部分測試結果表明，易燃品在其γ輻照試驗過程中的風險危害在利用阻燃鋼罐和故意裝置安全措施是可控的，能夠滿足試驗的安全需要。

目前易燃品的γ輻照試驗的安全控制遵照現(xiàn)有的輻照裝置的運行標準。但由于試驗過程涉及兩種重要的危險源（即易燃品和輻射源），每次試驗均需要必要的安全論證，隨著此類試驗的增加，有必要建立相關的標準以便遵照執(zhí)行。