核燃料芯塊制備場所輻射防護及對作業(yè)人員輻射影響研究.pdf

1、本論文來源于四川省衛(wèi)生廳編號為100433的科學研究項目。國家核電的快速發(fā)展,對核燃料產(chǎn)生了巨大需求,與此同時,核燃料生產(chǎn)的發(fā)展對人群及環(huán)境的輻射影響已成為放射防護研究領域的一項重要課題。
　　 目前,國際國內對核燃料芯塊制備作業(yè)場所輻射對作業(yè)人員的健康影響系統(tǒng)研究報道甚少,而該類場所局部輻射水平較高,若防護設施及措施不完善,必然對作業(yè)人員造成一定的健康影響。因此,開展核燃料芯塊制備作業(yè)場所輻射對作業(yè)人員的健康影響和減少作業(yè)人員

2、受照劑量措施的研究很有必要。
　　 本文通過對某核燃料芯塊制備生產(chǎn)線放射性職業(yè)病危害因素識別,提出相應的輻射防護措施,結合對生產(chǎn)線作業(yè)場所輻射水平及作業(yè)人員個人受照劑量的估算結果,與國家相關標準比較,對核燃料芯塊制備生產(chǎn)線對作業(yè)人員可能產(chǎn)生的輻射影響進行了綜合分析和評價,并且證實了所提輻射防護措施的有效性。同時本文對該生產(chǎn)線異常運行條件下可能發(fā)生的事故進行分析,并給出相應的防護措施和應急對策。芯塊制備生產(chǎn)線中UO2粉末的貯存等需

3、要考慮臨界安全問題,本文采用國際先進的蒙特卡洛MCNP5版本計算程序對UO2粉末庫房的核臨界安全進行模擬分析。主要研究結論如下:
　　 1、通過采取放射性作業(yè)場所分區(qū)、出入控制和現(xiàn)場管理、密封、通風與空氣凈化、個人防護等一系列輻射防護措施,該生產(chǎn)線α表面污染水平,在正常運行時,燃料芯塊制備生產(chǎn)線主工藝生產(chǎn)崗位地面α放射性表面污染水平檢測最大值為3.41Bq/cm2,設備表面污染檢測最大值為3.77Bq/cm2,墻壁表面污染檢測最

4、大值為1.28Bq/cm2,均符合《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)中作業(yè)場所α放射性表面污染控制水平限值40Bq/cm2的要求。
　　 2、通過采取放射性作業(yè)場所分區(qū)、出入控制和現(xiàn)場管理、密封、通風與空氣凈化、個人防護等一系列輻射防護措施,核燃料芯塊制備生產(chǎn)線β表面污染水平,在正常運行時,該生產(chǎn)線主工藝生產(chǎn)崗位地面β放射性表面污染水平在0.09～3.38Bq·cm-2之間,檢測最大值在預壓餅料桶存

5、放區(qū)地面附近,為3.38Bq·cm-2,符合《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)中作業(yè)場所β放射性表面污染控制水平限值40Bq/cm2的要求。
　　 3、通過放射性作業(yè)場所分區(qū),密封、通風與空氣凈化等輻射防護措施,芯塊制備生產(chǎn)線作業(yè)場所空氣中α放射性氣溶膠濃度最大值在壓制崗位處,為12.73 Bq·L-1,其ALI值為3.06×103Bq,符合國家行業(yè)標準《鈾加工與核燃料制造設施輻射防護規(guī)定》(EJ1

6、056-2005)中ALI限值3.09×104Bq的要求。該作業(yè)場所α放射性氣溶膠平均濃度最大值為8.89×10-4Bq·L-1(0.69DAC),符合其運行限值≤1DAC的要求。
　　 4、芯塊制備車間作業(yè)人員受照的年有效劑量當量最大值為9.92mSv/a；低于國家標準《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)的年有效劑量當量限值20 mSv/a,也低于國家行業(yè)標準《鈾加工與核燃料制造設施輻射防護規(guī)定》(

7、EJ1056-2005)要求的年有效劑量當量管理控制值10mSv/a。因此,通過采取放射性作業(yè)場所分區(qū)、出入控制和現(xiàn)場管理、密封、通風與空氣凈化、個人防護等一系列輻射防護措施,在正常運行條件下,燃料芯塊制備生產(chǎn)線不會對作業(yè)人員造成有意義的輻射危害。
　　 5、根據(jù)含水量<1.5(wt)％的小于半密度的UO2粉末次臨界限值可知,單個UO2粉末物料容器是次臨界安全的設備且有約6倍以上的安全系數(shù)。通過MCNP5程序對UO2粉末庫房的核

8、臨界安全進行模擬分析,有效增值因子keff先增大后減小,這主要是中間慢化劑水的慢化、吸收和反射燈綜合因素作用結果,但慢化水密度為0.4時keff取得最大值,為0.84152<1(標準誤差為0.00015),因此UO2粉末庫房是臨界安全的。
　　 6、對該項目可能發(fā)生的UO2粉塵大量泄漏、UO2粉末誤排等各種異常和事故情況,給出了相應的防護措施和應急對策。這些對策都是可行的,只要認真落實這些安全措施,就可以有效防止和減少各種情況下