危險(xiǎn)廢物暫存間的防輻射加固僅針對(duì)暫存含放射性危險(xiǎn)廢物的場(chǎng)景(如廢放射源、放射性污染廢料等)。普通危險(xiǎn)廢物(如廢酸、廢油、廢化學(xué)品等)通常不涉及輻射風(fēng)險(xiǎn),無(wú)需專門防輻射設(shè)計(jì)。針對(duì)含放射性危廢的暫存間,其防輻射加固需遵循放射性污染防治相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),核心是通過(guò)屏蔽材料阻擋、減弱輻射穿透,并確保結(jié)構(gòu)密閉性,具體措施如下:
放射性危廢的輻射類型主要包括α 射線、β 射線、γ 射線、中子射線,不同射線的穿透能力差異較大,需針對(duì)性選擇屏蔽材料:
- α 射線:穿透能力極弱(一張紙即可阻擋),主要防止內(nèi)照射(通過(guò)呼吸、接觸進(jìn)入人體),重點(diǎn)在于密封而非結(jié)構(gòu)加固;
- β 射線:穿透能力中等(幾毫米鋁片可阻擋),需避免皮膚直接暴露,屏蔽材料以低原子序數(shù)物質(zhì)(鋁、塑料)為主;
- γ 射線 / 中子射線:穿透能力極強(qiáng)(需高密度或含氫材料屏蔽),是防輻射加固的核心對(duì)象:
- γ 射線:需用高密度材料(鉛、混凝土、鋼板)通過(guò)光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)吸收能量;
- 中子射線:需用含氫材料(石蠟、水、聚乙烯)慢化中子,再用重金屬(鉛、鎘)吸收慢化后的中子。
根據(jù)放射性危廢的活度(如 Bq)、輻射能量,計(jì)算所需屏蔽厚度,常見(jiàn)材料及應(yīng)用如下:
輻射類型 | 首選屏蔽材料 | 典型厚度要求(參考) | 適用場(chǎng)景 |
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γ 射線 | 混凝土(密度≥2.3g/cm3) | 低活度(如醫(yī)療廢放射源):10-30cm;高活度:50-100cm | 墻體、地面、天花板主體結(jié)構(gòu) |
γ 射線 | 鉛板(純度≥99.9%) | 低活度:2-5mm;中高活度:10-20mm | 墻體內(nèi)層、門窗屏蔽 |
中子射線 | 聚乙烯 + 鉛復(fù)合層 | 聚乙烯厚度 5-10cm + 鉛板 2-5mm | 存放中子源的暫存間 |
β 射線 | 鋁片 / 塑料板 | 1-3mm(避免產(chǎn)生軔致輻射) | 墻面內(nèi)層、操作臺(tái)表面 |
- 施工要求:
- 墻體需采用整體澆筑混凝土(避免砌塊縫隙漏射),若采用鉛板,需確保鉛板拼接處重疊≥5cm,并用鉛鉚釘固定(防止縫隙漏射線);
- 地面需在混凝土基層上增設(shè)鉛板或硫酸鋇混凝土(硫酸鋇密度 4.5g/cm3,可替代部分鉛材),厚度與墻體一致,防止輻射從地面滲透;
- 天花板需與墻體屏蔽層無(wú)縫銜接,若為吊頂結(jié)構(gòu),吊頂內(nèi)填充鉛板或重晶石粉(硫酸鋇),避免頂部輻射泄漏。
門窗是輻射泄漏的薄弱環(huán)節(jié),需重點(diǎn)處理:
- 防護(hù)門:
- 材質(zhì):采用鉛鋼復(fù)合門(外層鋼板保護(hù),內(nèi)層鉛板屏蔽),或純鉛門(厚度根據(jù)輻射強(qiáng)度計(jì)算,通常 5-20mm);
- 結(jié)構(gòu):門與門框需設(shè)置鉛制密封槽(嵌入鉛橡皮),確保關(guān)閉后縫隙≤0.5mm;
- 開(kāi)啟方式:建議采用電動(dòng)平移門(減少手動(dòng)操作的縫隙誤差),并配備聯(lián)鎖裝置(門未關(guān)閉時(shí),暫存間內(nèi)輻射監(jiān)測(cè)報(bào)警)。
- 觀察窗:
- 需采用鉛玻璃(含鉛量≥20%),厚度與墻體屏蔽層等效(如 10mm 鉛玻璃≈10mm 鉛板屏蔽效果);
- 玻璃與窗框連接處用鉛橡皮密封,避免直射或散射泄漏。
- 通風(fēng)管道、電纜穿線管等穿過(guò)屏蔽墻體時(shí),需在穿透處設(shè)置鉛制套管(套管厚度≥墻體屏蔽層厚度),套管與管道之間用鉛水泥(鉛粉 + 水泥混合)填充密封;
- 墻角、地面與墻體連接處需做圓弧過(guò)渡或鉛板覆蓋,避免輻射在直角處散射泄漏;
- 若暫存間有排水需求(如放射性廢液暫存),排水管道需采用不銹鋼管,并在墻外設(shè)置 “衰變池”(利用放射性半衰期自然衰減),管道穿透處用鉛密封。
- 遵循法規(guī):需符合《放射性廢物管理規(guī)定》(GB 14500-2002)、《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18871-2002)及《放射性物質(zhì)安全運(yùn)輸規(guī)程》(GB 11806-2019);
- 屏蔽效果要求:
- 暫存間外表面輻射劑量率需≤2.5μSv/h(公眾限值),操作人員工作區(qū)域≤20μSv/h(職業(yè)限值);
- 需通過(guò)專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)(如使用便攜式 γ 譜儀、中子劑量率儀),確保無(wú)直射、散射泄漏。
- 輻射監(jiān)測(cè):在暫存間內(nèi)外安裝在線輻射劑量率儀,超標(biāo)時(shí)自動(dòng)報(bào)警,并聯(lián)動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)(放射性廢氣需經(jīng)衰變或過(guò)濾后排放);
- 分區(qū)管理:暫存間外設(shè)置控制區(qū)標(biāo)識(shí)(如 “當(dāng)心電離輻射” 警示牌),禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入;
- 定期維護(hù):每半年檢查鉛板、鉛玻璃是否有破損、變形,密封膠條是否老化,確保屏蔽性能穩(wěn)定。
含放射性危廢的暫存間防輻射加固核心是 “屏蔽材料適配輻射類型 + 結(jié)構(gòu)無(wú)縫密封 + 嚴(yán)格監(jiān)測(cè)”,需根據(jù)放射性活度計(jì)算屏蔽厚度,優(yōu)先采用混凝土、鉛板等高密度材料,重點(diǎn)處理門窗、縫隙等薄弱環(huán)節(jié),并通過(guò)專業(yè)檢測(cè)驗(yàn)收。非放射性危廢暫存間無(wú)需此類加固,僅需滿足常規(guī)防滲、防火等要求即可。