清华大学核研院球流实验钴源检测装置环境影响报告表.pdf

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1、 核技术利用核技术利用建设建设项目项目 球流实验钴源检测装置球流实验钴源检测装置 环境影响报告环境影响报告表表 清华大学核能与新能源技术研究院清华大学核能与新能源技术研究院 2012019 9 年年 1010 月月 生态生态环境部监制环境部监制 核技术利用核技术利用建设建设项目项目 球流实验钴源检测装置球流实验钴源检测装置 环境影响报告表环境影响报告表 建设单位名称：建设单位名称：清华大学核能与新能源技术研究院清华大学核能与新能源技术研究院 建设单位法人代表（签名或签章） ：建设单位法人代表（签名或签章） ： 通讯地址：通讯地址：北京市海淀区清华大学能科楼北京市海淀区清华大学能科楼 C200C

2、200 邮政编码：邮政编码：100100084084 联系人：联系人：方向方向 电子邮箱：电子邮箱： 联系电话：联系电话：1366107135013661071350 编制单位和编制人员情况表编制单位和编制人员情况表 建设项目名称 球流实验钴源检测装置 环境影响评价文件类型 环境影响报告表 一、建设单位情况一、建设单位情况 单位名称（签章） 清华大学核能与新能源技术研究院 统一社会信用代码 12100000400000624D 法定代表人或主要负责人（签字） 主管人员及联系电话 杨星团，010-89796051 二、编制单位情况二、编制单位情况 单位名称（签章） 北京国环清华环境工程设计研究院

3、有限公司 统一社会信用代码 911101087001457885 法定代表人（签字） 三、编制人员情况三、编制人员情况 编制主持人及联系电话 石磊，010-62773361 1.编制主持人 姓名 职业资格证书编号 注册核安全工程师编号 签字 石磊 00013834 ZINEA50-1909 2. 主要编制人员 姓名 职业资格证书编号 注册核安全工程师编号 主要编写内容 签字 石磊 00013834 ZINEA50-1909 表 1-7，表 13 李红 0009102 ZINEE19-1909 表 8-表 12 目目 录录 表 1 项目基本情况 . 1 表 2 放射源 . 8 表 3 非密封放射

4、性物质 . 8 表 4 射线装置 . 9 表 5 废弃物 . 10 表 6 评价依据 . 11 表 7 保护目标与评价标准 . 12 表 8 环境质量和辐射现状 . 13 表 9 项目工程分析与源项 . 14 表 10 辐射安全与防护 . 19 表 11 环境影响分析 . 23 表 12 辐射安全管理 . 34 表 13 结论与建议 . 42 表 14 审批 . 44 附件 1 房屋所有权证 附件 2 辐射安全许可证 附件 3 射线源供货商的源回收承诺书 1 表 1 项目基本情况 建设项目名称 清华大学核能与新能源技术研究院球流实验钴源检测装置 建设单位 清华大学核能与新能源技术研究院 法人代

5、表 邱勇 联系人 方向 联系电话 13661071350 注册地址 北京市清华大学能科楼 项目建设地点 北京市昌平区南口镇虎峪村 立项审批部门 科技部 批准文号 2011ZX06901-003 建设项目总投资(万元) 1200 项目环保投资(万元) 120 投资比例 （环保投资/总投资） 10% 项目性质 新建 改建 扩建 其它 占地面积(m2) 280 应 用 类 型 放射源 销售 类 类 类 类 类 使用 类（医疗使用） 类 类 类 类 非密封放射性物质 生产 制备PET 用放射性药物 销售 / 使用 乙 丙 射线装置 生产 类 类 销售 类 类 使用 类 类 其他 项目概述项目概述 1.

6、 单位及项目简介单位及项目简介 （1）核研院概述核研院概述 本项目位于清华大学核能与新能源技术研究院（以下简称核研院）昌平院区。清华大学核研院俗称“200 号” ，是屏蔽试验反应堆最初在校内基建项目的编号。核研院坐落于北京市昌平区南口镇虎峪村，始建于 1960 年 1 月，图 1-1 给出了核研院的所在位置。50 多年来，核研院完成了几十项国家重点科研任务，取得了一批重要科研成果。核研院是拥有三座反应堆（一座热功率 2MW 的游泳池式屏蔽试验反应堆、 一座热功率 5MW的低温核供热堆、 一座热功率10MW 的高温气冷实验堆） 、一个高温气冷堆燃料元件生产车间、多个核技术利用项目（其中包括一个甲

7、级放化实验室、一个钴源辐照装置） 、放射性“三废”处理车间的综合性核基地。 核研院不仅是科研基地， 也是人才培养基地。 现有 9 个博士学位授予点， 11 个硕士学位授予点，一个博士后流动站。近年来，核研院还面向全国为在职干部和技术人员举办现代科学技术短训班，促进知识更新。 2 图 1-1 核研院的所在位置 （2）核研院周围环境概况核研院周围环境概况 核研院位于北京昌平区南口镇虎峪村东南 1000m 处。地处北京洪冲积平原的西北边缘，背靠燕山山脉，面向平原，处于山地与平原的丘陵过渡地带，由北向南稍有坡度，海拔高度为 165 m 左右。距离北京市中心的直线距离约 45 km。离厂址最近的居民点为

8、虎峪村（北西方向）约 1.0 km。 厂址地区属于暖温带半湿润季风型大陆性气候，四季分明，降水集中，春季气温回升很快，昼夜温差较大，夏季炎热多雨，秋季天空晴朗，光照充足，冬季寒冷干燥，多风少雪。根据近几年的气象资料统计，昌平区全年主导风向为西北风。年平均气温 11.9 C，年平均无霜期 200-203 天，年平均降水量 545.1mm，年平均风速 2.6m/s。 厂址附近没有河流和湖泊，虎峪沟中的年径流量为 0.04m3/s，流入虎峪水库，库容量 4104m3，由于坝下渗漏，水库很少满水。水库距厂址约 1.9 km，泄洪沟经厂址东北约 700 m 处向东南延伸，沟中常年干涸。洪水期可能形成径流

9、。本地区地下水位很低。地表水属于海河水系，经北沙河依次汇入温榆河、潮白河、永定河，在北塘处入海。 厂址区土层主要由砂、砾石和胶结的砂砾岩组成，16m 以下则为基岩，岩性坚硬，抗风化能力较强，基础承载力较强，土层稳定。不具备产生溶洞、滑坡及基土液化等不良现象的地质条件。 厂址在大地构造上位于中朝准地台褶皱带上的军都山复式岩浆褶皱带的东北缘，处于北京断陷和军都山断隆的边界带上，系属于张家口渤海地震构造带的西北段。地震活动相对该带的东南部在强度上和频度上都要低，并且处于山西地震带和河北平原地震带之间的地震强度和频度均相对为低的中间带上。项目所在地的最大地震影响烈度为度。 核研院规划限制区外西南方位为

10、北京化工大学，南方位为清华大学昌平科研基地用地。在正南方位有一条约 3 km 长的水泥公路，与北京至八达岭的京藏高速公路相交。东南方向 500m 有老北京微缩景园，1 km 处为北京警察学院，北边 1km 为虎峪园林山庄，西边 4 km 为京包铁路（南口站） 。厂址周围的交通以公路和铁路运输为主，无水路运输条件。 3 （3）项目概述项目概述 本项目源于高温气冷堆核电站国家科技重大专项课题球床堆球流运动规律的实验研究与理论模型研究 ，隶属于国家科技重大专项项目大型先进压水堆及高温气冷堆核电站 。清华大学核研院研发建造的模块式高温气冷堆 HTR-PM 采用球床堆芯，以氦气为冷却剂，全陶瓷包覆颗粒制

11、成球形燃料元件，石墨作为慢化剂和堆芯结构材料，通过一套燃料装卸系统进行元件的在役循环，实现不停堆连续换料。其中，燃料元件在球床堆芯中的运动规律是堆芯几何设计和物理设计的基础，反应堆物理、热工、核燃料循环、安全分析等方面都有赖于球流运动规律的研究，球流研究的开展十分重要。 重大专项课题 球床堆球流运动规律的实验研究与理论模型研究 建造三维球流实验系统装置，以研究三维条件下的球流运动规律。鉴于三维实验系统的不透明特点，无法直接观察，需要采用透视手段才能准确测量球床内部的流动规律。为了实现对球床内部形态的实时、准确测量，本项目采用先进的 CT 检测技术进行检测，使用一枚 Co-60 放射源作为 CT

12、 检测系统装置的射线源。本项目无需购置新的 Co-60 放射源， 拟使用目前存放于核研院“核技术大厅”的一枚 Co-60 放射源进行实验，该源活度为 3.7 1012Bq（100Ci），属类源，满足本项目实验需求（核研院放射源情况详见下文“表1-1 清华大学核研院已登记明细的放射源情况”）。本项目实验时间预计为 1500 天。 综上，三维球流实验是高温气冷堆核电站国家科技重大专项的重要实验，该实验将开展高温气冷堆球流运动规律的研究，实验中使用 Co-60 放射源作为 CT 检测系统透视手段的射线源，以实现对球床流动形态进行实时、准确的测量。目前通过其它非射线手段无法实现实验需求，而且经分析表明

13、本项目导致的工作人员有效剂量极低，因此 Co-60 放射源的使用对三维球流实验具有非常重要的意义和必要性，本项目具有实践的正当性。 本项目计划在核研院内电子束烟气脱硫实验室（简称“脱硫实验室” ）进行，三维球流实验系统装置设置在该实验室中。该实验室是一个独立的建筑物，建成于 2000 年 11 月，房屋所有权证见附件 1（脱硫实验室位于北京市房屋登记表（附页）最后一页 ） 。建筑物东西长度约 20m，南北宽度约 15m，高度约 8m，占地面积接近 300m2。 脱硫实验室原为使用电子加速器而建，具有 1000mm 厚钢筋混凝土屏蔽墙、迷宫等屏蔽设施。为满足球流实验要求，要对脱硫实验室进行如下两

14、方面的改建施工： （1）脱硫实验室周边场地和实验室内部卫生环境较差，需要清理、平整和粉刷，玻璃窗、地板、窗帘等设施需要更换； （2）实验室用电用水系统需要重新启动，实验区域和控制区域之间的管线、桥接等设施需要重新搭建，用于 CT 检测系统供电和安全联锁。 2. 选址及项目周边保护目标选址及项目周边保护目标 （1）项目选址项目选址 本项目位于核研院院内中部偏南，图 1-2 给出了脱硫实验室的位置。 根据辐射环境保护管理导则核技术利用建设项目环境影响评价文件的内容和格式 （HJ 10.1-2016）的规定，本项目的评价范围为 50m。在评价范围内，本项目的北侧和东侧为锅炉房（现已弃置） ，距离约

15、25 米，锅炉房北侧有水泥道路，距本项目约 35 米；西侧为高温气冷堆冷却塔，距离约 30 米。南侧为某反应堆厂房，距离约 30 米。西侧和南侧建筑与本项目之间有水泥道路相隔，道路距离本项目约为 15 米。 图 1-3 给出了本项目周围环境概况， 图 1-4 为脱硫实验室周边环境照片。 4 图 1-2 本项目装置在核研院内的位置 图 1-3 本项目装置周围环境概况 5 a) 东侧 b) 西侧 c) 南侧 d) 北侧 图 1-4 本项目装置周边环境照片 （2）项目周边保护目标项目周边保护目标 本项目的评价范围为 50m。从上述评价范围周边的情况来看，离本项目最近的是北侧和东侧距离约 25 米处的

16、锅炉房，但目前锅炉房已废弃，无人活动；锅炉房北侧有水泥道路，距本项目约 35米。其次是南侧距离约 30 米处的某反应堆厂房，该厂房是反应堆核岛区域，本身具备放射性屏蔽能力。西侧为高温气冷堆冷却塔，距离亦约 30 米。西侧和南侧建筑与本项目之间有水泥道路相隔，道路距离本项目约为 15 米。因而在本项目的评价范围 50m 内无工作场所，没有人员长期停留。综上可知，本项目的保护目标是评价范围内厂区道路上走动的人员。 3. 核研院核研院放射源现状放射源现状 清华大学核研院于 2018 年 12 月 24 日取得了生态环境部颁发的辐射安全许可证 （国环辐证00312，有效期至 2023 年 12 月 3

17、1 日，见附件 2） 。许可的种类和范围包括：销售、使用类、类、类、类放射源；使用类放射源；销售、使用、类射线装置；使用非密封放射性物质，甲级非密封放射性物质工作场所。 6 核研院已登记明细的放射源如表 1-1 所示， 截止 2019 年 6 月 30 日， 共计 97 枚 （其中类 5 枚，类 9 枚） ；已登记明细的射线装置如表 1-2 所示，共计 19 台。目前所有放射源和射线装置均处于正常状态。本项目拟将存放于 “核技术大厅”的一枚 Co-60 放射源转入实验地点进行实验。 表 1-1 清华大学核研院已登记明细的放射源情况 名称 类别 数量 用途 工作场所 备注 Co-60 5 辐照装

18、置 钴源辐照室 Am-241/Be 1 科研实验用 高温堆 Co-60 3 科研实验用 102 东大厅 Co-60 3 科研实验用 核技术大厅 Ir-192 2 科研实验用 102 东大厅 Am-241 1 科研实验用 电子楼 127 Am-241 1 科研实验用 电子楼 131 Am-241/Be 1 科研实验用 低温堆 Am-241/Be 1 科研实验用 电子楼 127 Co-60 1 科研实验用 放射源暂存库 Cs-137 1 科研实验用 放射源暂存库 Am-241 2 其它 710 实验室 Am-241 1 科研实验用 710 实验室 Am-241 2 科研实验用 放射源暂存库 Co-

19、60 1 科研实验用 放射源暂存库 Cs-137 1 科研实验用 710 实验室 Cs-137 52 科研实验用 放射源暂存库 Cs-137 1 科研实验用 电子楼 127 Cs-137 1 科研实验用 电子楼 131 Sr-90/Y-90 1 科研实验用 电子楼 127 Am-241 1 科研实验用 710 实验室 Ba-133 1 科研实验用 电子楼 127 Co-60 1 科研实验用 710 实验室 Cs-137 1 科研实验用 高温堆 Cs-137 1 科研实验用 710 实验室 Cs-137 2 科研实验用 放射源暂存库 Kr-85 1 科研实验用 放射源暂存库 Kr-85 1 科研

20、实验用 电子楼 127 Kr-85 1 科研实验用 601 室暖通仪器 Kr-85 2 科研实验用 核技术大厅 Pu-239 2 科研实验用 710 实验室 Sr-90/Y-90 1 科研实验用 710 实验室 7 表 1-2 清华大学核研院已登记明细的射线装置情况 名称 规格型号 类别 工作场所 备注 X 射线板形测量项目 COMETXRSMXR 225/02/FB 102 西大厅板形测量系统 X 射线板形测量项目 COMETXRSMXR 225/02/FB 102 西大厅板形测量系统 高精度 CT COMETXRS-45 0HP/11 102 东大厅高精度系统 高精度 CT COMET M

21、XR22 5HP/11 电子楼 X 光机实验室 X 射线板形测量系统 COMET AGCH-3175 电子楼 X 光机实验室 微焦点 X 探伤仪 HOMX161 材料楼 313 房间 X 射线探伤机 元件楼 109 停用 球形燃料元件无燃料区自 动检测系统 FDD-1 元件楼 109 X 射线测厚仪 T80-122 102 西大厅测量台架 微焦点 X 光机 MU03633 102 东大厅高精度系统 便携脉冲 X 光机 GoldenEngineer XRS-3 电子楼 X 光机实验室 RoHS 测量系统 COMET AGEDi X- 102 东大厅 RoHS 测量系 统 X 射线测厚检测系统 T

22、80-0.7-60 102 东大厅测厚台架 X 射线测厚检测系统 电子楼 X 光机实验室 小像素 DR 扫描检查系统 电子楼 X 光机实验室 X 射线晶体分析仪 JF-1 元件楼 203 西屋 X 射线衍射仪 D/MAX-b 元件楼 203 东屋 箱包 DR/CT 检测系统 T 型 102 东大厅箱包系统 软射线 X 光机 TY0530-1 材料楼 8 表 2 放射源 序号 核素名称 总活度（Bq）/ 活度（Bq）枚数 类别 活动种类 用途 使用场所 贮存方式与地点 备注 1 钴-60 3.7 1012Bq / 3.7 1012Bq1枚 类 使用 科学研究 脱硫实验室 贮存于工作位置的源容器中

23、 注：放射源包括放射性中子源，对其要说明是何种核素以及产生的中子流强度（n/s） 。 表 3 非密封放射性物质 序 号 核素 名称 理化 性质 活动 种类 实际日最大 操作量（Bq） 日等效最大 操作量（Bq） 年最大用量 （Bq） 用途 操作方式 使用场所 贮存方式与地点 无 注：日等效最大操作量和操作方式见电离辐射防护与辐射源安全基本标准 （GB 18871-2002） 。 9 表 4 射线装置 （一）加速器：包括医用、工农业、科研、教学等用途的各种类型加速器 序号 名称 类别 数量 型号 加速 粒子 最大 能量（MeV） 额定电流 （mA） / 剂量率（Gy/h） 用途 工作场所 备注

24、无 (二)X 射线机，包括工业探伤、医用诊断和治疗、分析等用途 序号 名称 类别 数量 型号 最大管电压（kV） 最大管电流（mA） 用途 工作场所 备注 无 (三)中子发生器，包括中子管，但不包括放射性中子源 序 号 名称 类 别 数 量 型号 最大管电 压（kV） 最大靶电 流（A） 中子强 度(n/s) 用途 工作场所 氚靶情况 备注 活度（Bq） 贮存方式 数量 无 10 表 5 废弃物 名称 状态 核素 名称 活度 月排放量 年排放总量 排放口 浓度 暂存情况 最终去 向 退役 钴源 密封 源 Co-60 3.7 1012Bq 贮存于核 研院放射 源暂存库 返回供货 商（供货 商承诺

25、书 见附件3） 注：1.常规废弃物排放浓度，对于液态单位为mg/L，固体为mg/kg，气态为mg/m3；年排放总量用kg。 2含有放射性的废物要注明，其排放浓度、年排放总量分别用比活度（Bq/L或Bq/kg或Bq/m3）和活度（Bq）。 11 表 6 评价依据 法规法规 文件文件 （1） 中华人民共和国环境保护法 ，主席令第九号，2015 年； （2） 中华人民共和国环境影响评价法 ，主席令第四十八号，2018 年修订； （3） 中华人民共和国放射性污染防治法 ，主席令第六号，2003 年； （4） 建设项目环境保护管理条例 ，国务院第 682 号令，2017 年； （5） 放射性同位素与射线

26、装置安全和防护条例 ，国务院第 449 号令，2005 年； （6） 放射性同位素与射线装置安全许可管理办法 ，环保总局第 31 号令，2006 年； （7）关于修改放射性同位素与射线装置安全许可管理办法的决定，环境保护部第 3 号令， 2008； （8） 建设项目环境影响评价分类管理名录 ，生态环境部第 1 号令，2018 年； （9） 放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法 ，环境保护部第 18 号令，2011 年； （10） 放射源分类办法 ，国家环境保护总局公告第 62 号，2005 年； （11） 关于建立放射性同位素与射线装置辐射事故分级处理和报告制度的通知 ，国家环境保 护总局

27、文件（环发2006145 号） 。 技术技术标准标准 （1）GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准 （2）GB11215-89核辐射环境质量评价一般规定 （3）GB3095-2012环境空气质量标准 （4）GB16279-1996大气污染物综合排放标准 （5）GB10252-2009 辐照装置的辐射防护与安全规范 （6）GB12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准 （7）GBZ2.1-2007 工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素 （8）DB11/412-2010 放射性物品库安全防范要求 （9）HJ 10.1-2016 环境保护部辐射环境保护管理导则核技术利用

28、项目环境影响评价文件的 内容和格式 其他其他 （1）李德平，潘自强，辐射防护手册，第一分册， 辐射源与屏蔽 ，原子能出版社，1987 （2）方杰，辐射防护导论，原子能出版社，1991 （3）王时进、娄云，辐射所致臭氧的估算与分析，中华放射医学与防护杂志，第 14 卷第 2 期， 1994 （4） NCRP Report NO.51, Radiation Protection Design Guidelines for 0.1100MeV Particle Accelerator Facilities, 1979 12 表 7 保护目标与评价标准 评价范围评价范围 根据环境保护部辐射环境保护管理

29、导则核技术利用项目环境影响评价文件的内容和格式 （HJ 10.1-2016）的相关规定，确定评价范围为本项目周围 50m。 本项目的主要评价因子为 射线、臭氧。 保护目标保护目标 本项目的评价范围为 50m。从上述评价范围周边的情况来看（参见图 1-3） ，在本项目的评价范围50m 内无工作场所，没有人员长期停留。本项目的保护目标是评价范围内厂区道路上走动的人员。 评价标准评价标准 本项目采用 Co-60 放射源，其活度为 3.71012Bq（100Ci） ，属类源。依据国标 GB18871-2002 电离辐射防护与辐射源安全基本标准 、GB10252-2009 辐照装置的辐射防护与安全规范

30、、和 GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素 ，再结合核研院和本项目的实际情况 提出本项目的管理目标值。 GB18871-2002 规定，个人有效剂量限值： 职业照射为 20mSv/a； 公众照射为 1mSv/a。 控制区周围边界剂量水平： 2.5Sv/h。 GB10252-2009 规定，个人年有效剂量约束值： 辐射工作人员为 5mSv； 公众成员为 0.1mSv。 空气中臭氧浓度（mg/m3） ： 0.30（辐照室内） ； 0.20（辐照室外） 。 GBZ2.1-2007 规定，环境空气中臭氧浓度（mg/m3） ： 0.3。 核研院和本项目的实际情况为：核研院是一

31、个综合性的核基地，本项目在核研院的围墙内，周围 是核研院的工作区域，人员为核研院的工作人员。本项目的管理目标值见表 7-1。 表 7-1 本项目的管理目标值 管理目标类别 管理目标值 职业照射（即本项目工作人员） 个人有效剂量约束值 2mSv/a 公众照射（即核研院的其他工作人员） 个人有效剂量约束值 0.1mSv/a 控制区周围边界有效剂量约束值 2.5Sv/h 臭氧浓度 0.2mg/m3 13 表 8 环境质量和辐射现状 环境质量和辐射现状环境质量和辐射现状 本项目位于核研院院内东南角，脱硫实验室钴源检测装置的位置和周围环境情况参见图1-2和图 1-3。 为了解本项目周围的辐射环境现状情况

32、， 在本项目周围取8个测点， 采用便携式X-剂量率仪 （型 号6150AD-b，检定证书编号DD19J-CA000013）进行了辐射环境现状的测量。图8-1给出了测点的布 置，表8-1给出了测量结果。 环境现状调查结果表明，本项目周边环境情况与核研院其他区域无明显差异。 图 8-1 监测点选取 表 8-1 脱硫实验室环境辐射空气吸收剂量率监测结果表 监测点 编号 名称 辐射空气吸收剂量 率 (nGy/h) 标准偏差 A 放射源所在区域 99.8 2.5 B 实验时人员所在区域 141.3 3.9 C 脱硫实验室区域北 112.7 1.7 D 脱硫实验室区域西 115.3 4.3 E 脱硫实验室

33、区域南 123.8 3.4 F 脱硫实验室区域东 111.4 1.7 G 西侧道路 111.3 3.9 H 南侧道路 121.8 2.1 巡测 周围区域进行巡测 115.2 9.6 14 表 9 项目工程分析与源项 工程设备和工程设备和工艺分析工艺分析 1.脱硫实验室脱硫实验室简介简介 本项目使用一个活度为 3.71012Bq（100Ci）的 Co-60 密封源，拟在脱硫实验室进行，实验室 是一个独立的建筑物，图 9-1 为脱硫实验室的平面图。脱硫实验室分为两部分：检测室和控制室， 图 9-2 为脱硫实验室的三维剖面图，图中深色部分为屏蔽墙。 图 9-1 脱硫实验室建筑平面图（单位：mm） 图

34、 9-2 脱硫实验室建筑三维剖面图（单位：mm） 15 检测室为实验装置和钴源所在的屏蔽区域，分为地上和地下两部分，地上高 8 米、地下深 4 米， 通过楼梯连接，球流实验装置安装在地下 2 米地上 2 米（-2m+2m）的高度上，钴源的活动范围 为地下 1.5 米地上 1.5 米（-1.5m+1.5m） 。检测室北侧有一宽 2 米、高 2 米的小门，为厚 300mm 常闭钢制屏蔽门。 控制室放置控制系统和图像处理系统，是工作人员的主要工作场所。控制室总高 8 米，分为上 下两层，球流实验装置主控台放置于二层，配电柜放置于一层，无地下室。 检测室和控制室一层之间通过迷宫连接，检测室内设置排气扇

35、进行通风。脱硫实验室的屏蔽材 料和厚度见表 9-1。脱硫实验室的改建施工只包括实验室内部和周边场地的清洁、平整，以及电力、 用水系统的改造，不涉及建筑土建结构的改建，建筑的射线屏蔽功能不受改建影响。 表 9-1 脱硫实验室屏蔽材料和厚度一览表 序号 场所名称 面积(m2) 屏蔽墙体方向 屏蔽材料及厚度 备注 1 检测室 100 东墙 1000mm 钢筋混凝土 迷宫处屏 蔽墙为 500mm 钢 筋混凝土 南墙 1000mm 钢筋混凝土 西墙 1000mm 钢筋混凝土 北墙 1000mm 钢筋混凝土 顶棚 500mm 钢筋混凝土 屏蔽门 300mm 钢质屏蔽门 2 控制室 140 东、南、西、北墙

36、 225mm 砖墙 顶棚 彩钢板 2. 球流实验装置球流实验装置的的组成和结构组成和结构 图 9-3 是球流实验装置的结构示意图。该装置由球流运动模拟装置和球流检测装置组成。球流 运动模拟装置是图中位于中心、带卸料口的圆柱形罐体；球流检测装置是围绕球流运动模拟装置的 检测设备。球流运动模拟装置不含放射性物质，也不产生放射性。球流检测装置使用 Co-60 源发射 的射线对球流运动轨迹进行检测， 该装置中包含的 Co-60 源是本项目中唯一使用的射线源，也是本 报告进行辐射屏蔽计算的唯一对象。 a) 侧视图 b) 俯视图 图 9-3 球流实验平台的结构 16 如图 9-3 中俯视图所示，球流检测装

37、置由钴源及容器、后准直器、探测器、捕集器等组成，这 些部件都安装在一个平台上，平台可以沿立柱升降，也可以绕球流运动模拟装置旋转。源容器内置 旋转快门，开快门时旋转快门将射线准直成锥角 65 、高 10mm 的扇形束。后准直器和捕集器由钨 合金材料制成，起吸收和衰减作用。 工作状态下，随着平台的升降，钴源的高度也发生改变，变化范围约在-1.5 米+1.5 米之间。 钴源容器屏蔽体采用密度大于 18g/cm3的钨合金制作， 该屏蔽体的设计和制作保证了钴源射线在 任何方向上的钨合金屏蔽厚度不少于 140mm。无论处于工作位还是非工作位，钴源始终放在源容器 内并保持静止状态，不会被取出或移动。 后准直

38、器采用密度大于 18g/cm3的钨合金制作，其形状呈以钴源为中心的圆弧形（如图 9-3b 所 示） ， 由上下两块钨合金板组成， 两板之间缝隙 40mm， 每块钨合金板在射线方向钨合金厚度为90mm， 弧长 1370mm，在垂直方向厚度 70mm。后准直器的尺寸设计考虑了钴源射线束的半影区宽度，可 以覆盖了除有用射线束外的全部全影区和半影区射线。 捕集器采用密度大于 18g/cm3的钨合金制作，呈以钴源为中心的圆弧形（如图 9-3b 所示），其 截面形状和尺寸如图 9-4 所示。在射线方向上厚度为 70mm，垂直方向厚度为 64mm，在上下两端分 别伸出长 40mm、厚 5mm 的钨合金板，用

39、于吸收反散射的光子。捕集器弧长超过 1950mm，可以 覆盖经过后准直器缝的全部透射射线。 图 9-4 捕集器截面形状及尺寸（单位：mm） 3. 球流检测装置的工作方式球流检测装置的工作方式 工作状态下，检测装置绕球流运动模拟装置连续匀速旋转（旋转一周约 1 分钟），同时沿左右 立柱上升或下降，对球流运动模拟装置中球流的运动进行循环检测。因此，在工作状态下，钴源 射线的照射方向是连续变化的，检测装置旋转一周，射线照射方向也变化 360 度。源和探测器旋转 时，后准直器和捕集器也随着一起旋转，源、后准直器、探测器、捕集器的相对位置不变，因此射 线出射角度变化时，后准直器和捕集器也对钴源射线也具有

40、同样的吸收和衰减作用。 4. 射线束的准直情况射线束的准直情况 源容器结构示意图如图 9-5，由源托、旋转快门、屏蔽体、快门驱动机构、填充材料、外壳组 成。旋转快门上开有一个高 10mm、65 度张角的狭缝，当快门打开时，射线通过狭缝射出。射线束17 水平方向张角为 65 ，垂直方向为一窄束（源容器出口处高 10mm） ，如图 9-6 所示。 1 源托 2 源 3 旋转快门 4 屏蔽体 5 快门驱动机构 6 填充材料 7 外壳 图 9-5 源容器结构示意图 图 9-6 射线束的形状 污染污染源项描述源项描述 本项目使用 Co-60 密封源，活度为 3.71012Bq（即 100Ci） ，属于（

41、原）国家环境保护总局公 告 2005 年第 62 号放射源分类办法中规定的类源。 1. 环境影响环境影响因子因子 Co-60 半衰期为 5.27 年，衰变时发出两条射线，能量分别为 1.17MeV 和 1.33MeV，平均能量 为 1.25MeV，源强为 7.41012/s。 射线为本项目的主要环境影响因子，另外 Co-60 密封源在运行 时将有少量臭氧和极少量 NOx、HNO3产生，此外无其它废气、废水和固体废弃物产生。 2. 污染途径污染途径 正常工况下，污染途径主要是： （1）射线穿过屏蔽墙会对周围工作人员和公众造成辐射影响，因此本报告主要分析计算本项18 目对工作人员和公众可能造成的辐

42、射剂量，并进行评价。 （2）射线作用于空气时，会使空气中的氧分子分解产生自由基，这些自由基会同空气中的氧、 氮分子结合生成臭氧、 NOx、 HNO3等有害气体， 其中臭氧的产额最大， 它们的比例约为 1:0.48:0.15。 这些有害气体会随着通风系统进入环境。由于国标 GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素 中规定的环境空气中臭氧浓度限值要比 NOx 低， 因此本报告中只给出臭氧的分析计 算结果，并进行评价。 事故工况下，主要污染途径是在源容器内置旋转快门未关闭情况下，工作人员误入检测室受到 额外照射。 3. 项目主要废弃物产生及预计排放情况项目主要废弃物产生及预计

43、排放情况 由于 Co-60 发出的射线能量较低，对绝大多数核素来说达不到可引起（, n）反应的能量阈值， 不可能引起空气和周围物质的活化。故本项目的放射性废物只有退役废源，即当 Co-60 源衰变到较 低活度时，不能再作为检测源而退役，无其它废气、废水和固体废弃物产生。 按使用要求，估计使用两个半衰期（约 10.5 年）后退役，其活度为 9.271011Bq（约 25Ci） 。 本项目的实验时间预计仅为 1500 天， 本项目所使用放射源的退役， 将纳入核研院对退役源的管理体 系，返回供货商（供货商承诺书见附件 3） 。 19 表 10 辐射安全与防护 项目安全设施项目安全设施 1. 1. 工

44、作场所工作场所及区域划分及区域划分 本项目的工作场所为脱硫实验室，为独立建筑物，平面图如图 9-1 所示。脱硫实验室的屏蔽范 围（即检测室和迷宫区域）为控制区，实验室其他区域（即控制室）为监督区。 检测室（控制区）的屏蔽墙为钢筋混凝土结构，厚度为 1000mm，屏蔽材料和厚度见表 9-1。检 测室和控制室间通过迷宫连接，迷宫处屏蔽墙厚度为 500mm，检测室内设置排气扇进行通风。 2. 安全联锁措施安全联锁措施 为防止误操作产生的误照射，进行如下辐射防护安全联锁设计。 2.1 安全联锁的组成安全联锁的组成 （1）传感器 联锁系统设置相关传感器，正确判断放射源所处状态。 a）放射源快门位置传感器

45、。 b）检测室每面屏蔽墙上的显著位置都安装 1 个急停开关、共 4 个；控制室的控制台上显著位置 同样安装 1 个急停开关。 c）检测室门安装电磁传感器，检测门的开关状态。 d）在检测室和控制室特定位置安装剂量仪表，监测各区域的辐射剂量。 （2）控制单元 以 PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）为基础控制，安全联锁单元与整 个控制系统相对独立，即使控制系统其它部分失效，安全联锁单元照样独立工作。 2.2 安全联锁单元的设计原则安全联锁单元的设计原则 （1）失效保护 a）急停：在检测过程中，如遇紧急情况按下急停按钮，则快门立即关闭，停止检测。 b）总控制系统失效，不影响安全联锁控制单元运行。 c）电源失效，放射源容器快门自动关闭。 （2）冗余设计 a）钥匙连锁 检测室的钥匙与控制台的钥匙绑在一起。当需要进入检测室时，控制台钥匙需同时取下，保证 人员在检测室内操作时，快门处于关闭状态，且不会被意外打开。 b）快门位置监测 快门位置传感器和辐射剂量仪同时监测快门开关位置。 c）PLC 集散型控制系统 采用 PLC 集散型控制。安全连锁 PLC 相对独立，它服从主控制台的调动，在主控制台失效的 情况下，安全联锁 PLC 仍能