第七章放射性物质运输的辐射防护

电离辐射剂量与防护概论第七章放射性物质运输的辐射防护放射性物质：运输货物中含有放射性物质且其活度浓度或总活度超过规定限值的物质的运输。核燃料元件、乏燃料束、放射性废物、放射源等都属于放射性物质运输范围。对于放射性运输安全的保障是采取包装的形式确保运输安全。放射性内容物：包装内的放射性物质连同已被污染或活化的固体、液体和气体。包装：完全封闭放射性内容物所必需的各种部件的组合体。通常可以包括一个或多个腔室、吸收材料、间隔构件、辐射屏蔽层和用于充气、排空、通风和减压的辅助装置，用于冷却、吸收机械冲击、装卸与栓紧以及隔热的部件，以及构成货包整体的辅助器件。包装可以是箱、桶或类似的容器，也可以是货物集装箱、罐或散货集装箱。运输安全包装与货包包装Packaging放射性物质RadioactiveMaterial货包Package根据放射性活度限值和材料限值，货包分类如下：1.例外货包：总活度低或比活度低，这些货包在准备托、运时不需要按照大量放射性物质运输所采取的包装和托运办理手续。2.工业货包：包括1型工业货包（IP-1）、2型工业货包（IP-2）、3型工业货包（IP-3）。工业货包中总活度大，但比活度小的物质（LSA）或是表面污染物质（SCO）必须酌情考虑予以限制，使它在无屏蔽的情况下距货包3m处外部辐射水平不超过10mSv/h。如铀钍矿石及其初级产品、活化设备、实验室废物、退役废物、表面被污染的非放射性物质等。3.A型货包：允许装入规定的有限量放射性物质。其活度限值是以在规定条件下货包包容失效后的最大可接受放射性后果为基础来确定的。放射性活度不得大于A1和A2值。A1和A2：A1是指表1中所导出的特殊形式（不会弥散的固态物质或封装在密封盒内的物质）放射性物质的放射性活度值，是为确定本标准的各项要求而规定的放射性活度限值。A2是指表1中所导出的特殊形式放射性物质以外的放射性物质的放射性活度值，是为确定本标准各项要求而规定的放射性活度限值。放射性核素的基本限值（GB11806-2004）放射性核素（原子序数）A1（TBq）A2（TBq）豁免物质的放射性比活度一件豁免托运物的放射性活度限值铈[Ce（58）]Ce-144a2×10-12×10-11×102(b)1×105(b)锔[Cm(96)]Cm-242Cm-2444×1012×1011×10-22×10-31×1021×1011×1051×104钴[Co(27)]Co-604×10-14×10-11×1011×105铯[Cs(55)]Cs-134Cs-137a7×10-12×1007×10-16×10-11×1011×101(b)1×1041×104(b)铁[Fe(26)]Fe-554×1014×1011×1041×1064.B型货包：包括B（U）型货包和B（M）型货包。用于装载高活度放射源、乏燃料、和易裂变材料，B型货包外型是钢结构，通常要考虑散热问题。B(U）货包单方批准：货包设计只需经原设计国的主管部门批准。B(M)货包多方批准：除由货包原设计国或原装运国的有关主管部门批准外，还应由拟运输的托运货物途经国或抵达国的有关主管部门批准。“途经或抵达”这一术语不包括“飞越”，即用飞机运载放射性物质飞越某一国家，并且不准备在该国停留，则这种批准和通知要求不适用于该国。5.C型货包适用于含有高放射性活度（3000×A2）的航空运输。装有易裂变材料或六氟化铀的货包应该符合相应的附加要求。C型货包不得含有：不同于批准证书必要时规定的包装设计所允许的易裂变材料质量；不同于批准证书必要时规定的包装设计所允许的任何放射性核素或易裂变材料；或在形状或物理状态或化学状态或空间布置方面不同于批准证书必要时规定的包装设计所允许的内装物。10放射性物质的安全由所运输物质的特性、运输容器和运输过程的管理来实现。运输货包包括所运输的物质及运输容器，它是运输安全的重要保证，通过严格的设计审查和试验达到国家标准的要求。而与运输过程相关的方案制定、线路选择、车辆及货包的固定、辐射测量等活动也都与安全目标的实现紧密相关。因此，运输安全评价包括对运输货包的安全评价和运输过程的安全评价，形成的文件都要经过国家核安全审管部门的独立审查。运输安全评价的内容（1）待运放射性物质的物理、化学、结构等基本特性。（2）运输货包的安全特征，包括货包各部件强度计算，货包经受正常和事故运输条件能力的试验或分析结果，货包屏蔽、热影响和核临界分析结果，以及货包的固定。（3）正常运输条件及其辐射影响分析。（4）运输时潜在照射（可能的事故）产生的可能性及其性质和大小，为预防或控制这些辐射可以采取的措施。应考虑两种情况：一是事故条件可能导致容器屏蔽能力的降低，二是可能导致放射性物质释放的情况。（5）可能导致包容系统失效（单一失效或组合失效）的各种途径，以及这类失效可能造成的后果。（6）运输路况和环境条件可能影响安全的情况，及其可能的后果。（7）与防护和安全有关的操作失误可能造成的后果。运输安全评价的内容放射性物质运输安全监管的范围固有安全性被动安全性主动安全性有利于安全运输的放射性物质设计保证运输安全的货包设计依赖运输管理的安全管理措施控制放射性物质运输的固有安全性和被动安全性，较少依赖主动安全措施以货包的安全可靠性为主，侧重于货包设计的固有安全特性和制造的质量。放射性物质运输安全监管陆路运输水路运输航空运输铁路运输公路运输运输货包运输安保运输应急承运人资质（铁道部门）（交通部门）（民航部门）（核安全部门）（公安部门）（核安全、环保、公安、卫生部门）（交通部门）职责分工承受运输中事故条件的性能的测试9m跌落火烧800oC，30分钟0.9m水深，8小时易裂变15m水深，8小时200m水深，1小时1m跌落到钢棒上放射性物质安全运输规程GB11806-2004放射性物质运输安全监管的范围审批，乏燃料、部分高活度源等百万件数百件注：货包设计审批仅涉及类型；与该类型货包的数量无关。例外货包备案，大部分放射源等备案，LSA、SCO等免管，药物、试剂盒等审批，部分高活度源等IP型货包A型货包B型C型I级货包II级货包III级货包放射性物质运输安全监管的范围需要严格审批的货包B型货包C型货包UF6（六氟化铀）货包易裂变货包需要备案管理的货包A型货包IP型货包不需要严格管理的货包例外货包放射性物质运输活动的特点放射性物质运输涵盖内容广泛运输包括包装的设计、制造和维护，也包括货包的准备、托运、装卸、运载以及货包最终抵达地的验收。放射性物质运输的辐射安全评价就要从运输的整个过程进行分析。运输包括采用陆地、水上和空中设计到公众和环境安全的任何途径，从而实现放射性物质转移的活动。放射性物质运输是流动性的危险源放射性物质运输的危险特征明显不同于固定设施涉及的放射性物质应用和处理等情况。运输情况分为正常运输和事故条件运输两种类别。事故发生可能在运输途中，也可能在储运场，或者装卸过程中。运输事故景象（1）铁路运输事故在我国，按事故的性质、损失及对行车的影响，将铁路事故分为特别重大事故、重大事故、大事故、险性事故和一般事故。这种分类不能满足放射性物质运输的事故分析要求。放射性物质运输安全评价只关注铁路行车事故或火车事故。铁路运输事故根据其发生的情景可分为三类，即碰撞事故、脱轨事故以及其他事故。运输事故分析及其辐射影响放射性物质运输事故碰撞事故的景象包括车头相撞、追尾碰撞、侧面撞击、与其它机动车相撞等，发生碰撞事故后，列车可能仍停留在轨道上，也可能发生脱轨。脱轨事故发生后，列车可能：翻到桥下、翻下路堤、撞到边坡、撞到路旁构筑物等。脱轨事故是铁路事故中潜在危险最大的一种事故。其它事故是指除碰撞和脱轨事故以外的事故。其它事故中，具有潜在危险的事故主要是火灾事故。（2）公路运输事故景象这里所指的公路运输事故是指汽车事故，汽车事故按照事故原因可分为以下几类：操作失误或违章的人为事故、机械故障、道路原因、其它等，其中驾驶员操作失误或违章行驶是公路事故发生的主要原因。汽车事故按其发生的情景可分为碰撞事故和无碰撞事故两类。碰撞事故包括汽车与道路上运动的物体相撞和与道路上固定物体相撞两种情况。与道路上运动的物体的碰撞指与其它机动车或非机动车的碰撞，与固定物体的碰撞是指与道路上的构筑物、桥墩、桥梁支柱、栏杆、标志物、管线等的碰撞。无碰撞事故包括汽车翻出公路、撞到路床、火灾、其它等。运输事故分析及其辐射影响在运输事故中，车厢或货包会与其周围环境之间发生相互作用。通过对事故景象进行分析，可将这种相互作用分为火烧、撞击、挤压、贯穿和浸没五种。事故中货包所承受的载荷可以是这五种作用的不同的结合。简单地，可将货包承受的载荷分为机械载荷（撞击、挤压、贯穿）和热载荷（火烧）两种。对于一个给定的放射性物质运输货包，它在事故期间所受到的机械载荷和热载荷将决定货包包装损坏的类型程度和放射性内容物可能的释放量。运输事故的严重程度和类别事故严重程度的类别通常是由故障树分析推导出来的，一般将引起特定货包响应的所有运输事故归为一个运输事故类别。概括地，可把放射性物质运输事故分为以下三类：（1）屏蔽没有损坏并且内容物没有释放的事故（2）屏蔽损坏但包容性完好、内容物没有释放的事故（3）包容完好性丧失使内容物释放的事故运输事故的严重程度和类别对于第一类事故，在事故中占了相当高的比例，这是由于放射性物质运输货包都经过了能承受正常运输条件和事故条件的验证试验。这类事故没有造成屏蔽减弱和放射性内容物释放，货包仍处于正常状态，因此这类事故不在事故分析的范畴。对于第二类事故，由于事故中货包所承受的载荷的不同，屏蔽损坏而导致屏蔽减弱的程度会有很大不同，其减弱程度可以由屏蔽的较小的局部变薄到100%的屏蔽完全丧失。对于第三类事故，当容器包容发生损坏时，会有不同数量的放射性内容物释放到环境，包容损坏的严重程度包括排放少量的内容物到包容完好性完全丧失。但包容损坏的严重程度并不是内容物行为的唯一决定因素，货包内容物的物理化学性质也是非常重要的因素。例如，货包装运的内容物是不弥散的，则即使包容在事故中完全丧失，仍不会有放射性物质释放到事故现场以外的环境中。通过故障树分析，可确定出导致每个事故类别的基本事件。通过分析各个基本事件发生的概率，即可得出各个事故类别或事故序列的发生概率。为了得出事故概率，需要对运输方式、运输线路、运输事故条件、运输货包、内容物等进行详细的调查和分析。通常需要以下几方面的数据：（1）运输方式在选定线路的事故发生率（2）运输事故条件分析结果(分析得出表征事故中产生作用力的参数的概率分布)（3）运输货包的失效阈值（货包屏蔽或包容在各种作用力下失效的阈值)（4）内容物释放特性放射性物质运输事故概率分析放射性物质运输事故的后果取决于很多因素，包括货包的类型、内容物的物理和化学形态、毒性、数量、运输方式和影响货包完整性的事故严重程度，事故地点和气象条件也会影响事故后果的严重程度。可能发生严重后果的放射性物质运输事故主要是B型货包，特别是运输乏燃料情况下，其放射性物质可能达到1014Bq以上。因此对运输方式的事故景象进行分析，有助于对事故严重程度的分析，从而可以有针对性地提出安全对策，进一步保证运输实施的安全。事故源项分析和后果计算对于可能发生放射性物质弥散的事故，分析过程如下：（1）源项分析通过事故景象分析，给出各类事故下放射性物质的释放机制及途径；描述放射性物质在运输容器内腔的弥散方式；描述放射性物质从运输客器内腔到环境的释放途径；给出释放源项，包括事故时释放的核素及其数量、释放方式和持续时间等。事故源项分析和后果计算（2）确定照射途径事故初期的照射途径包括：烟云照射，地面沉积照射，直接照射（屏蔽减弱外照射），吸入内照射。长期潜在的照射途径包括：地面照射，再悬浮的空气浸没外照射和吸入内照射，食入。运输事故分析及其辐射影响（3）事故后果计算确定事故后果估算的模式及其有关参数，计算各类人员所受的剂量。如果需要，根据事故类型、危害程度，分析对环境（大气、水、土壤和植被）的