废放射源整备是放射性废物管理中的一个重要环节。整备的目的是为了生产适于处理、贮存、运输或处置的包装物,通过整备工艺生的包装物应尽可能满足运输规则、长期存要求和/或处置的废物接收准则。
随着国民经济的发展和核科技的进步,放射源在世界范围内广泛应用于医疗、工业农业、研究和教学等各种有益的目的,给社和国民经济带来了巨大的效益。由于废放射源管理法规制度不健全、管理措施不完善,以及工作人员缺乏安全文化,容易引起废放射源的丢失、被盗,造成管理上的失控1。
废旧放射源及其整备废旧放射源对于一个放射源,可能由于以下原因之一而成为废放射源:
1)放射源可能因为新技术的利用而停止使用
2)因放射源本身的衰变,导致活度、功能降低而停止使用
3)因放射源依托的装置的停止制造。
4)由于经济、技术等原因,不考虑停止使用的密封源再利用
整备目的通过整备可以达到以下目的:
1)使暂存的废源处于安全状态,消除安全隐患;
2)将其转变成适合于装卸、运输、贮存和或处置的货包;
3)实现废物的最小化,降低贮存和最终处置费用。
影响因素废放射源整备的方法较多。影响整备方法选择的因素包括技术因素和非技术因素。在计划对废放射源进行整备的过程中,需要考虑以下因素和其他因素:
1)放射源特征,如电离辐射类型、活度、比活度、半衰期、化学毒性、完整性等。
2)废放射源的数目和物理性质。
3)放射性材料的物理、化学性质。
4)由于源材料和/或整备方法的原因产生热量。
5)满足准则要求,如贮存和/或处置接收要求、清洁解控水平、辐射防护和安全要求等。
6)放射源的结构。
7)操作人员的技能水平。
8)费用和资源,如整备所需的设备和材料等。
9)贮存时间和贮存库所处位置。
国外一些国家废旧放射源整备情况美国为了回收和处置废放射源和对公众健康、安全和国家安全有潜在威胁的放射性材料由洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)负责实施回收废弃放射源项目(OSR)。在项目实施过程中,开发了一系列被称为 LANL Special Form Capsule(SFC)的容器。SFC容器作为放射性密封源的外包装,能够在未获得授权的情况下,在陆路安全运输所包容的放射性密封源,而且能够在地下设施中大批量集中存放。
SFC容器包括:容器主体、容器盖子、锥形密封塞、抗冲击圆盘和弹簧垫圈。容器主体是用SS304不锈钢棒料加工而成的圆柱形容器,容器主体上部设计有内螺纹。容器盖子也是由SS304不锈钢制成的,其下端为柱形外螺纹。容器盖子与容器主体利用螺纹进行联结;另外,容器盖子上端面有一个球形凸出物,容器密封完成后,球形凸出物会被拧断。在没有机械外力的情况下,容器不会被打开。而机械外力的打开将对容器造成破坏。密封塞为锥形,其锥体大端的直径比容器内腔锥形座的直径稍大一些。当密封塞被放置在容器主体内腔锥形座上而未受外部压力时,应至少超出锥形座上表面0.05cm废源整备过程:
1)首先将废源从原始容器中取出,去掉外包装。
2)再将多个废源放入容器主体。
3)将抗冲击圆盘和弹簧垫圈放入容器主体内腔。在容器发生坠落事故的情况下,容器内的密封源首先会冲击抗冲击圆盘,这样可保证容器密封的完整性。
4)将密封塞放置到容器主体内腔的锥形座上。
5)将容器盖子旋入容器主体,随着螺纹的旋入,容器盖子表面与锥形密封塞的上表面将接触,继续旋转容器盖子,锥形密封塞被向下压入,使容器主体内腔与容器密封塞形成一种金属金属密封体系。
6)利用外力将容器盖子上的球形凸出物拧断。
法国最终用户负责将废放射源从使用设备中拆卸下来,并交给供应商。供应商负责将其返还给制造商、交给法国原子能委员会(CEA),或者交给国外商业机构处理,其中,CEA负责废放射源的长期贮存。存放在运输容器中的废放射源被长期贮存在位于 Saclay的贮存设施中。因该方案占用的空间大,CEA计划将废放射源整备在容积为1L的封装管中以便减小废放射源的体积。根据封装管中内容物的不同,封装管选择不同的壁厚。
英国绝大多数废源属于中放废物。 Safeguard International负责从小用户手中收集废源,在位于哈威尔的整备设施中对废放射源进行整备。整备过程中,尽可能对废源实施减容处理。在拆除外部包装后,α源和β源被整备在经电镀的200L桶中,桶的表面剂量率≤300μSv/h,γ源和中子源被放入7~55L可回取的不锈钢桶中,钢桶放入地表以下的屏蔽管道中。整备后的废源由位于哈威尔的英国原子能委员会和位于 Buckinghams hire,的Nycomed Amersham负责贮存,等待最终处置。
本词条内容贡献者为:
刘瑞桓 - 高级工程师 - 环境保护部核与辐射安全中心