1、概述
三強(qiáng)核力公司至1998年成立以來(lái)，已經(jīng)在中國(guó)建成了十多座大型工業(yè)鈷源輻照裝置，設(shè)計(jì)裝置總量已經(jīng)超過(guò)4000萬(wàn)居里。2007年三強(qiáng)核力公司又完成了我國(guó)第一座工業(yè)鈷源輻照裝置的出口，在2007年該裝置實(shí)際裝源近300萬(wàn)居里，2009年7月15日，該裝置又一次性增載80萬(wàn)居里，現(xiàn)該裝置實(shí)際活度已經(jīng)超過(guò)300萬(wàn)居里，成為由我國(guó)設(shè)計(jì)的實(shí)際裝源最大的輻照裝置。由于Isotron是全國(guó)三大輻射加工企業(yè)之一，其在全球8個(gè)國(guó)家有14座大型工業(yè)鈷源輻照裝置，擁有多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，且其前身之一Gammaster自身就有豐富的輻照裝置設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因而其對(duì)輻照裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)試都有著非�？量痰囊�，這就對(duì)我們的設(shè)計(jì)提出了一定的挑戰(zhàn)，但這同時(shí)也是對(duì)我們完善輻照裝置起到了很好的促進(jìn)作用。
根據(jù)我們的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合了解到的我國(guó)輻照企業(yè)和國(guó)外輻照企業(yè)的運(yùn)行管理實(shí)際情況，主要介紹如何在設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理上全方位對(duì)輻照裝置進(jìn)行安全保障，并且簡(jiǎn)單介紹在這些工作過(guò)程中如何進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。
2、先進(jìn)的設(shè)計(jì)
2.1保證裝置的經(jīng)濟(jì)效益
一個(gè)裝置能夠持續(xù)運(yùn)行獲得比較理想的經(jīng)濟(jì)效益才能保證其在管理上、運(yùn)行上投入足夠的成本，才能持續(xù)有效的保證輻照裝置的安全運(yùn)行。因而我們認(rèn)為一個(gè)裝置在整個(gè)工藝上的設(shè)計(jì)先進(jìn)性是影響輻照裝置長(zhǎng)期運(yùn)行安全的非常重要的因素。
2.2完全符合相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的硬性要求
在設(shè)計(jì)上，完全滿(mǎn)足國(guó)家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的硬性要求是指在必須符合環(huán)保部“8+7”十五條的要求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如GB17568等的要求。這些要求是輻照裝置能夠最終獲得許可批準(zhǔn)的基本條件，也是保障輻照裝置安全運(yùn)行的基本條件。
2.3努力實(shí)現(xiàn)輻射防護(hù)的獨(dú)立性、多樣性、冗余性
在滿(mǎn)足基本條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)上還應(yīng)該充分考慮實(shí)現(xiàn)輻射防護(hù)的獨(dú)立性、多樣性和冗余性，這些要求的實(shí)現(xiàn)主要需要依據(jù)設(shè)計(jì)單位的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，相關(guān)法規(guī)只有原則性的要求并沒(méi)有非常具體的規(guī)定。
如光電應(yīng)該采用不同型號(hào)、不同種類(lèi)、不同廠家的產(chǎn)品。
2.4進(jìn)行持續(xù)的技術(shù)改良和創(chuàng)新
對(duì)于輻照裝置的技術(shù)改良與創(chuàng)新應(yīng)該從兩方面考慮，其一是裝置的安全角度，其二是裝置的整體性能。
2.4.1安全角度
在安全方面，我們持續(xù)改進(jìn)我們的設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性，如在水井底部增加一個(gè)水下攝像頭，該攝像頭置于貯源井的遠(yuǎn)離源架的一個(gè)角落，離源架的距離一般可以大于三米，且有水作為輻射防護(hù)屏蔽實(shí)體。因此，不必再對(duì)攝像頭采取特殊的屏蔽措施，只需要對(duì)其進(jìn)行防水處理即可，而普通水下攝像頭的技術(shù)是非常成熟的，價(jià)格也是比較低廉的。安裝攝像頭后，操作人員每次進(jìn)入輻照室之前可以很清晰直觀的看到源架是否完全位于貯存位置，起到很好的安全作用。當(dāng)然還可以對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)成可以控制攝像頭的角度和高度，這樣還可以為緊急情況發(fā)生時(shí)提供一個(gè)觀察源架位置的途徑。
對(duì)于輻照室屋頂設(shè)有進(jìn)源孔的輻照裝置，監(jiān)管部門(mén)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都明確要求其屏蔽塞應(yīng)該與源的升降聯(lián)鎖，以便在防護(hù)塞被卸下的情況下不能進(jìn)行升源操作。而現(xiàn)在大多數(shù)情況是在輻照室天花板設(shè)有信號(hào)探測(cè)屏蔽塞是否就位，然而實(shí)際上的屏蔽塞通常由兩塊或三塊組成的，為了充分保證屏蔽塞的完整性，我們還在輻照室屋頂上設(shè)置探測(cè)信號(hào)以監(jiān)測(cè)是否所有屏蔽塞就位，這樣才能充分達(dá)到對(duì)屏蔽塞控制的目的。
在輻照室人員入口設(shè)置安全鏈，該安全鏈的作用不應(yīng)該只是一個(gè)普通的升降源條件和阻止人員的進(jìn)入，更重要的功能應(yīng)該是人員進(jìn)入后斷開(kāi)該安全鏈的同時(shí)直接切斷升降源的動(dòng)力系統(tǒng)，如液壓升降源系統(tǒng)的油路、氣動(dòng)升降源系統(tǒng)的氣路或者電動(dòng)升降源系統(tǒng)的電路。該聯(lián)鎖與動(dòng)力系統(tǒng)的聯(lián)鎖必須是直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的。
針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有輻照裝置固定式劑量監(jiān)測(cè)儀普遍存在工作不穩(wěn)定、只能監(jiān)測(cè)和自身報(bào)警不能參與自控系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖問(wèn)題，我們與有關(guān)單位共同研制成功了SQDM系列的固定式輻射監(jiān)測(cè)儀，該系統(tǒng)已經(jīng)安裝在泰國(guó)裝置運(yùn)行近2年和蘇州中核華東輻照裝置運(yùn)行近1年。
確定采取什么樣的方式和路線將放射源從輻照室外運(yùn)輸?shù)劫A源井內(nèi)也是需要慎重考慮的。對(duì)此，國(guó)內(nèi)通常采取的有兩種模式：一種是順輻照室迷道采取人工的方式將源罐推到輻照室，在輻照室內(nèi)采用手拉葫蘆將源罐轉(zhuǎn)移到貯源井內(nèi)；另一種是在輻照室頂部開(kāi)設(shè)一個(gè)進(jìn)源孔并設(shè)置2～3塊屏蔽塞，通過(guò)進(jìn)源間內(nèi)的固定葫蘆直接將源罐輸送到貯源井底部。我們采用的都是后者，主要考慮的因素是后者的操作能夠減少人員的受照劑量并能減小事故發(fā)生的概率。
通常安全聯(lián)鎖系統(tǒng)中大部分安全觸點(diǎn)采取的是常開(kāi)信號(hào)，即：安全時(shí)觸點(diǎn)斷開(kāi)，而危險(xiǎn)時(shí)觸點(diǎn)閉合。這樣的設(shè)計(jì)能夠延長(zhǎng)觸點(diǎn)的使用壽命和節(jié)約能源，是符合普通控制原理的，但其削弱了安全的功能，比如出現(xiàn)了觸點(diǎn)損壞和線路斷路的情況下則不能發(fā)揮應(yīng)有的報(bào)警功能，這樣是不利于輻照裝置的安全運(yùn)行的。因此，我們將安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的相關(guān)觸點(diǎn)均改為常閉信號(hào)便克服了以上的不足。
2.4.2裝置整體性能
我國(guó)最初的輻照裝置基本都是靜態(tài)堆碼輻照裝置，沒(méi)有輸送系統(tǒng)靠人工將貨物搬入搬出輻照室，不僅裝置的效率比較低，而且人員長(zhǎng)期進(jìn)出輻照室，一般每天進(jìn)出輻照室需要幾十人次，存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。這樣的裝置的整體性能就顯得很差。
而隨后的輻照裝置采用的是全鏈條式輻照裝置，該裝置將靜態(tài)裝置的大量人工搬運(yùn)貨物的過(guò)程從輻照室內(nèi)移到輻照室外的操作大廳，同時(shí)也提高了裝置的效率。但是該類(lèi)型裝置的過(guò)源機(jī)械不能排列很緊湊，影響了裝置的效率，同時(shí)這樣的裝置也很難滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要。
根據(jù)以上情況，我們對(duì)裝置的整體工藝進(jìn)行了改良和大量的創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)了SQ系列工業(yè)輻照裝置，主要技術(shù)創(chuàng)新有將氣動(dòng)過(guò)源與懸掛輸送結(jié)合，采用提升機(jī)在輻照室外對(duì)輻照產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)換層，采用液壓升降源系統(tǒng)，將條碼應(yīng)用在輻照系統(tǒng)上，采用西門(mén)子PLC和WinCC開(kāi)發(fā)的SCADA軟件實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，這一系列改良和創(chuàng)新，大大提高了裝置的效率，該裝置在2003年在蘇州中核華東輻照公司投入運(yùn)行以來(lái)，先后被國(guó)內(nèi)外眾多輻射加工企業(yè)看中。
3、完善的管理
3.1樹(shù)立安全第一的良好安全文化
輻射加工企業(yè)的管理者除了做好其他普通企業(yè)管理者的一般工作以外，特別需要在整個(gè)企業(yè)內(nèi)部樹(shù)立安全第一的意識(shí)，培養(yǎng)良好的安全文化氛圍。
3.2明確人員責(zé)任，制定各項(xiàng)規(guī)章制度
輻照裝置的安全除了設(shè)計(jì)上的保證外，各項(xiàng)規(guī)章制度必不可少，因?yàn)檠b置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)基本上都是用于防止誤操作情況下對(duì)人員的保護(hù)。如果人員缺少必要的技能、企業(yè)缺少必要的管理制度，再好的裝置也無(wú)法保證安全。
同時(shí)所有的崗位必須職責(zé)到人，明確各自責(zé)任。
3.3嚴(yán)格限制人員進(jìn)入輻照室
現(xiàn)在在輻照裝置上發(fā)生的輻射事故都是發(fā)生在輻照室內(nèi)，因而需要在管理上嚴(yán)格限制人員進(jìn)入輻照室，如管理上可以采用規(guī)章制度的形式授權(quán)可以進(jìn)入輻照室的人員清單，還可以通過(guò)采用指紋、ID卡等形式限制人員進(jìn)入輻照室。
Isotron泰國(guó)公司現(xiàn)在運(yùn)行兩座600萬(wàn)居里的輻照裝置，現(xiàn)在實(shí)際源強(qiáng)度超過(guò)600萬(wàn)居里，該公司的實(shí)際運(yùn)行輻照裝置的人員只有5人，其中1人為維修工程師，另外4人為技術(shù)員，該4名技術(shù)員實(shí)際負(fù)責(zé)兩座大型裝置的運(yùn)行和維修。我國(guó)輻照裝置的操作人員（值班長(zhǎng)）與維修人員是分開(kāi)的，同時(shí)只是把值班長(zhǎng)作為放射工作人員，而實(shí)際上維修人員需要經(jīng)常進(jìn)入輻照室。我們建議企業(yè)將維修人員和操作人員統(tǒng)一起來(lái)，即同時(shí)為操作人員和維修人員，不僅可以為企業(yè)減少運(yùn)行成本，還能提高運(yùn)行的效率和安全。
4、良好的運(yùn)行
4.1制定詳細(xì)的操作規(guī)程
操作規(guī)程對(duì)于規(guī)范操作人員對(duì)輻照裝置的運(yùn)行非常重要，操作規(guī)程必須詳細(xì)和合理，最好能夠采取一些圖解等方式進(jìn)行。
4.2制定檢修和維修計(jì)劃
對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和維修對(duì)于保證裝置的長(zhǎng)期安全運(yùn)行是非常必要的，而且該工作必須做得細(xì)致且有可操作性，且應(yīng)該采用各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)有效檢查，如對(duì)固定式劑量?jī)x表的監(jiān)測(cè)應(yīng)該采用校驗(yàn)源靠近探頭對(duì)讀數(shù)和報(bào)警進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)各種設(shè)備的檢查也應(yīng)該落實(shí)到具體的部件。
4.3每月進(jìn)行運(yùn)行總結(jié)
針對(duì)運(yùn)行中的問(wèn)題和檢修中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)該即時(shí)總結(jié)，并提出修改建議。
5、展望
通過(guò)與國(guó)外輻照企業(yè)的交流，我們覺(jué)得我們的輻照裝置在設(shè)計(jì)上已經(jīng)基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但是在一些細(xì)節(jié)方面還有值得完善的地方。而我國(guó)的輻照裝置在管理運(yùn)行上與國(guó)際先進(jìn)輻照裝置的管理運(yùn)行水平還有不小的差距，需要進(jìn)一步的提高。
我國(guó)輻照裝置從設(shè)計(jì)上到運(yùn)行管理上都有了近半個(gè)世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)，我國(guó)的輻照裝置一定會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與安全的雙贏的。
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