【文章內(nèi)容簡介】 子不得超過0.05%（最大）和0.02%（平均）。為此，必須為有用束提供管狀屏蔽體。 治療室設(shè)置監(jiān)視裝置及通話裝置 治療室內(nèi)應(yīng)設(shè)置監(jiān)視裝置（閉路電視）以及與患者的通話裝置。照射時，操作人員應(yīng)始終監(jiān)視著控制臺和患者，及時排除異常情況，除正在接受治療的患者外，治療室內(nèi)不應(yīng)有其他人員。,《核安全綜合知識》,加速器應(yīng)用中的輻射安全 輻射安全管理 加速器的安全運行和使用不僅取決于各類人員的技術(shù)水平，而且取決于安全機構(gòu)的管理水平。 輻射安全機構(gòu) ，輻射安全機構(gòu)的職責(zé)是： （A）制定輻射安全規(guī)程并監(jiān)督執(zhí)行； （B）監(jiān)測輻射水平，控制輻射危害，對異常情況及時報告主管部門； （C）對有關(guān)人員進行輻射安全的教育和培訓(xùn)； （D）定期檢查和監(jiān)督輻射安全裝置的使用情況； （E）參與輻射安全事故的調(diào)查和處理； （F）由于輻射安全方面的原因，有權(quán)提出停止加速器運行。 制定各種規(guī)章制度和操作規(guī)程，包括： （A）加速器運行操作規(guī)程； （B）加速器照射程序和患者須知； （C）劑量監(jiān)測計劃； （D）事故應(yīng)急程序。,《核安全綜合知識》,加速器應(yīng)用中的輻射安全 安全操作要求 操作人員必須經(jīng)放射防護和專業(yè)知識培訓(xùn)，并經(jīng)考試合格后方可上崗； 操作人員必須遵守各項操作規(guī)程，認真檢查安全聯(lián)鎖，嚴禁在去除安全聯(lián)鎖的情況下開機 ； 照射期間，必須有兩名操作人員值班。嚴禁操作人員擅自離開崗位，必須密切注視控制臺儀表及患者狀況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理； 必須防止各類事故，萬一發(fā)生意外，立即停止照射，及時將患者移出照射野，并注意保護現(xiàn)場，便于正確估算患者受照劑量，作出合理評價。 其他 在電子加速器運行時，還存在臭氧、微波等非輻射危害，也必須采取安全措施，防止發(fā)生事故，因此應(yīng)該用金屬片或金屬網(wǎng)將加速器的微波組件開口處屏蔽，以保證在人員工作的場所微波功率密度低于國家規(guī)定的限值。,《核安全綜合知識》,中子發(fā)生器應(yīng)用中的輻射安全 中子發(fā)生器的主要危害是中子和氚。另外，χ射線也值得注意。 中子的輻射屏蔽 中子發(fā)生器產(chǎn)生快中子，屏蔽快中子的原理是將高能中子慢化到熱能或接近熱能，然后再被俘獲吸收。通常先用重物質(zhì)非彈性散射將快中子慢化到低能中子，再用含氫材料彈性散射將中子進一步慢化到熱中子，最后用吸收截面很高的材料吸收熱中子。結(jié)構(gòu)屏蔽中廣泛使用混凝土。 由于中子的非彈性散射、輻射俘獲反應(yīng)（n，γ）和活化，在屏蔽中子時會產(chǎn)生γ射線，在屏蔽中子的同時還要考慮對γ射線的防護。 氚的防護 為有效地防止氚的污染，應(yīng)采取必要的防護措施： （1）在操作氚靶時，絕對禁止用手直接接觸靶面。 （2）氚靶應(yīng)貯存在干燥器內(nèi)，然后放在通風(fēng)柜中，廢靶應(yīng)作為放射性廢物處置。 （3）一臺中子發(fā)生器運行半年后，機械泵油中氚的濃度為1.1109 Bq/m3，廢真空泵油應(yīng)貯存在密閉容器內(nèi)，并有良好通風(fēng)，廢真空泵油應(yīng)作為放射性廢物處置。 （4）檢修真空泵時，對檢修人員應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施，并要避免油的灑漏。 （5）換靶或檢修加速器需要打開真空系統(tǒng)時，要小心氚有可能進入空氣。 （6）真空系統(tǒng)前級泵排出的廢氣中，含有相當(dāng)量的氚。因此前級泵的排氣口應(yīng)安裝到建筑物外面。對強中子發(fā)生器，氚排放量較高，應(yīng)在前級泵的排氣口安裝氚處理系統(tǒng)。,《核安全綜合知識》,中子發(fā)生器應(yīng)用中的輻射安全 密封管型中子發(fā)生器的輻射防護 密封管型中子發(fā)生器（通常稱為中子管）往往在野外使用（如中子測井等），此時應(yīng)用柵欄或繩索限定輻射控制區(qū)，防止無關(guān)人員進入控制區(qū)。 中子管本身對氚有一定程度的防護，但應(yīng)避免管子的偶然破裂，防止氚的污染。 中子管報廢后應(yīng)返回生產(chǎn)廠家處理，不得自行拆卸。,《核安全綜合知識》,2.7 核燃料循環(huán)設(shè)施 知識要點： 核燃料循環(huán)的基本概念 核燃料循環(huán)的定義 核燃料所經(jīng)歷的包括燃料加工、核能利用和燃料后處理等一系列步驟稱為核燃料循環(huán)。 “核燃料循環(huán)前段”指：在核燃料循環(huán)中，制成燃料元件供反應(yīng)堆使用之前的一系列工業(yè)活動，包括鈾礦勘探、礦石開采與冶煉、鈾同位素富集、燃料元件制造； “核反應(yīng)堆”指核燃料發(fā)生核裂變反應(yīng)以利用其核能和/或生產(chǎn)新核燃料的設(shè)施，通常還附設(shè)新燃料儲存和乏燃料暫時貯存； “核燃料循環(huán)后段”指：在核燃料循環(huán)中，燃料元件從反應(yīng)堆卸出后的一系列工業(yè)活動，包括乏燃料暫時貯存、乏燃料后處理、鈾轉(zhuǎn)化并再富集、鈾/钚再制成燃料、放射性廢物處理與處置以及主要物料在上述各環(huán)節(jié)之間的運輸。,《核安全綜合知識》,核燃料循環(huán)的基本概念 核燃料循環(huán)的模式 按照對乏燃料的管理策略的不同，核燃料循環(huán)基本上有兩大模式 ： ⑴后處理模式 ； 如果將反應(yīng)堆中已燒“乏”的燃料，通過化工后處理過程將殘留的和新生成的燃料提取出來，經(jīng)加工后再制成元件，重新返回堆中使用，這就構(gòu)成了“閉路核燃料循環(huán)”。 為了獲取武器級钚裝料，只有通過后處理過程才能將生產(chǎn)反應(yīng)堆的輻照后燃料中的钚分離出來。顯然，此情況下必須采用“閉路核燃料循環(huán)” 。 ⑵ “一次通過”模式 “一次通過”的模式是讓乏燃料先暫時（也可能需長達數(shù)十年）貯存，然后將其直接永久處置掉，不再經(jīng)后處理。按這種模式，核燃料僅在反應(yīng)堆中使用一次，不能被回收并返回，實質(zhì)上也并未構(gòu)成“循環(huán)”，因此只能稱之為“開路核燃料循環(huán)”。 近期，為了減少乏燃料的數(shù)量并充分利用壓水堆乏燃料中的資源，韓國和加拿大等國正在開發(fā)一種被稱為“DUPIC（PWR乏燃料直接在CANDU堆中利用）”的循環(huán)模式，即先將壓水堆的乏燃料只經(jīng)簡單的高溫氧化揮發(fā)處理以去除氣態(tài)裂變產(chǎn)物，再將粉末狀的二氧化鈾燒結(jié)成芯塊，制成供CANDU堆使用的燃料 。,《核安全綜合知識》,鈾礦勘探、開采與加工 鈾、釷礦以及伴生放射性礦的副產(chǎn)品所生產(chǎn)的鈾、釷是核工業(yè)的基本原料。鈾、釷礦的勘探、開采和加工是核燃料循環(huán)最前端和最重要的組成部分，從事該項工作的人數(shù)也最多。 鈾在地殼中分布廣泛，在地殼中的平均含量為4106，其總量約為4.5109t。 自然界中大約有200多種鈾礦物。天然鈾的同位素有三種：鈾23鈾23鈾234。其中，鈾238占99.276%；鈾235占0.718%；鈾234占0.0056%。 鈾在地殼中存在的形式，一般以鈾礦物的形式存在（如瀝青鈾礦）；或以類質(zhì)同象形式進入其他非鈾礦物（如：釷、鋯、稀土礦物）的結(jié)晶格架中 。 釷在地殼中的平均含量為1.2105，其總量約為1.31010t—1.81010t。以釷為主要成分的獨立礦物為數(shù)不多，如釷石（ThSiO4）和方釷石（ThO2）。釷和稀土元素常共生于礦物中（如獨居石）。,《核安全綜合知識》,鈾礦勘探、開采與加工 鈾、釷礦及伴生放射性礦勘探 鈾、釷礦的特點及勘探方法 ① 鈾、釷礦的特點：鈾、釷礦可以是單獨的，也可以是共生的。如鈾銅、鈾鉬、鈾煤等共生。它們都具有如下特點： 放射性。礦石中的鈾、釷分別是鈾鐳放射系、錒鈾系和釷放射系的母體，其半衰期分別為4.51109a、7.1108a 和1.411010a，并按各自的衰變規(guī)律放射出α、β、γ三種放射線。 射氣現(xiàn)象。鈾、釷可分別析出放射性氣體氡（222Rn、219Rn）和釷射氣（220Rn），其半衰期分別為3.825d、4s和55s。它們衰變后又產(chǎn)生一系列的子體。氡是自然界中天然存在的具有α放射性的氣體，也是人類生活空間中天然存在的主要氣態(tài)放射性核素。氡由鈾（238U）衰變系中的226Ra衰變而來。 各自相應(yīng)的重金屬性質(zhì) 。鈾、釷礦具有各自的重金屬性質(zhì)和毒性 。,《核安全綜合知識》,鈾礦勘探、開采與加工 鈾、釷礦的特點及勘探方法 鈾、釷礦的勘探方法 ： 鈾、釷礦的勘探方法除一般的地質(zhì)方法外（如地質(zhì)填圖、槽探、坑探、鉆探，對地層、巖石和礦物的研究等），主要應(yīng)用放射性物探方法。在普查過程中，常用的有航空γ測量，以及地面γ測量和地表氡氣測量等。 此外還有地球化學(xué)法和生物地球化學(xué)法等。釷礦還可以用勘探稀土的找礦方法進行。 伴生放射性礦的特性及勘探 ① 伴生放射性礦的特性 伴生放射性礦是在各種礦物（金屬礦或非金屬礦）中共生的部分鈾、釷礦物。因此伴生放射性礦物也具有鈾、釷礦的特性。 伴生放射性礦也有與放射性鉀及放射性磷共生的礦物。 ② 伴生放射性礦的勘探 伴生放射性礦的勘探一般用普通的礦物勘探法，基本不用放射性物探法。多半是在其它礦種（非鈾、釷礦物）的開采和加工時被發(fā)現(xiàn)具有鈾、釷放射性的。,《核安全綜合知識》,鈾礦勘探、開采與加工 鈾、釷礦及伴生放射性礦開采和加工 鈾、釷礦及伴生放射性礦的開采特點 因為鈾、釷礦及伴生放射性礦都具有α、β、γ放射性，特別是都能釋放放射性氣體氡、釷射氣及其一系列它們的子體，所以鈾、釷礦及伴生放射性礦的開采較普通礦產(chǎn)的開采增加了較為嚴密的輻射防護體系。 鈾、釷礦及伴生放射性礦開采無論是露天開采還是地下開采都必須具備有完整的六大系統(tǒng)：通風(fēng)系統(tǒng)、提升運輸系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、安全供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)。此外，還有輻射防護體系和應(yīng)急救險保障體系等。獨居石及釷礦砂主要用露天采礦法開采，但也有少數(shù)釷礦石在井下開采。 鈾、釷礦的主要采礦工藝流程為：輻射取樣編錄—γ測量—采礦設(shè)計—鑿巖爆破—礦石檢查—放射性分選—運輸出渣和三廢處理。 鈾、釷礦及伴生放射性礦的加工特點 ① 鈾礦加工 鈾礦加工采用濕法冶金（即用酸法或堿法）從礦石中提取鈾 。 ② 釷礦加工 礦砂里的釷首先用物理方法進行初分離，即先用濕法處理，干燥后進行磁化分離和靜電分離及烘干。為了回收稀土元素和釷金屬，分離后的富釷礦物再進一步處理，其工藝與鈾的加工相類似 。 ③ 伴生放射性礦加工 主要是在提取有用物質(zhì)的過程中，在經(jīng)濟有利的條件下也提取鈾。多半也是采用濕法冶金技術(shù)先將鈾提出后，再用其他方法冶煉出其他金屬。,《核安全綜合知識》,鈾礦勘探、開采與加工 鈾、釷礦及伴生放射性礦開采和加工在選址、設(shè)計、建造、運行、退役等階段的核與輻射安全 放射性是對鈾、釷礦和伴生放射性礦開采和加工的重要職業(yè)危害之一，特別是來自礦巖的β/γ輻射造成的外照射；吸入工作環(huán)境空氣中的氡、釷射氣及其衰變子體的α內(nèi)照射；以及吸入鈾、釷礦塵引起的內(nèi)照射和對呼吸系統(tǒng)造成的危害等。它們是鈾、釷礦及伴生放射性礦在開采和加工過程中主要的輻射安全問題。 鈾、釷礦及伴生放射性礦開采在設(shè)計、建造、運行、退役等階段的核與輻射安全 ① 鈾、釷礦及伴生放射性礦開采過程的主要危害 a）氡、釷射氣及其子體氡及氡子體 b) α放射性氣溶膠 c) β/γ輻射 d) α、β表面污染,《核安全綜合知識》,鈾礦勘探、開采與加工 ② 開采各個階段的安全要求 a）設(shè)計——礦井安全和防護設(shè)施的設(shè)計必須達到國家規(guī)定的各項內(nèi)外環(huán)境衛(wèi)生指標要求，即：礦井空氣中有害物濃度必須達標；礦井小氣候條件達到衛(wèi)生要求；礦井輻射水平滿足GB18871標準要求；礦山三廢滿足三廢排放標準要求；礦井有完整的進回風(fēng)系統(tǒng)；礦井有完備可靠的排水系統(tǒng)；礦井有安全可靠的兩個以上的出入地表的通道；礦井各種提升運輸系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、三廢處理系統(tǒng)必須安全可靠。 b) 建造——必須保證施工安全，確保工程質(zhì)量，防止冒頂塌方，防止淹井，作好臨時性通風(fēng)，防止井下氡及氡子體濃度超標，杜絕中毒事故和超劑量事故的發(fā)生 。 c) 運行——必須防止：通風(fēng)故障，以免造成礦井通風(fēng)不暢，致使礦井氡及氡子體濃度猛增，造成炮煙中毒和超劑量發(fā)生；排水故障，以免造成淹井事故；冒頂、塌方事故，以免造成人員傷亡和風(fēng)路堵塞，造成超劑量事故；火災(zāi)、水災(zāi)和爆炸等事故 。 d) 退役——采空區(qū)可能造成地表塌陷，危害人類和建筑物的安全。廢石場垮塌，造成對地表農(nóng)田、河流、村莊的破壞。礦坑水溢出，造成對水體、地表農(nóng)田的污染。礦井及廢石堆析出氡及氡子體污染環(huán)境大氣,《核安全綜合知識》,鈾礦勘探、開采與加工 鈾、釷礦及伴生放射性礦開采和加工在選址、設(shè)計、建造、運行、退役等階段的核與輻射安全 鈾、釷礦及伴生放射性礦加工在選址、設(shè)計、建造、運行、退役等階段核與輻射安全 ①鈾、釷礦及伴生放射性礦加工過程的主要危害 鈾、釷礦及伴生放射性礦加工過程與鈾、釷礦及伴生放射性礦開采過程的危害基本一致。 ② 加工各個階段的安全要求 a) 選址、設(shè)計和建造 。選冶廠及尾礦庫的選址應(yīng)遠離城鎮(zhèn)，與居民點保持有足夠的防護監(jiān)測距離，以減少和避免對環(huán)境及公眾的影響 。鈾、釷礦及伴生放射性礦加工廠房要進行密閉、通風(fēng)和凈化，設(shè)計要考慮工藝化工原材料的毒性對工人的危害，以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氡及氡子體，以及β/γ射線對工人的危害，同時要考慮對排放“三廢”的治理問題，控制其對環(huán)境的影響。必須對釷尾礦給予高度重視。 b) 運行。加強運行過程的管理，防止“跑、冒、滴、漏”，減少環(huán)境污染。 c) 退役 。加強對污染廢舊設(shè)備、管材的管理，防止丟失造成對環(huán)境公眾的危害。加強對礦石和尾礦的永久性隔離問題，防止含放射性的廢物擴散和遷移對環(huán)境土地、水體的污染，同時控制氡的析出，防止氡及氡子體對環(huán)境的污染。,《核安全綜合知識》,鈾化合物的轉(zhuǎn)化 鈾轉(zhuǎn)化的主要過程及其工藝特點 鈾轉(zhuǎn)化指先由天然鈾精煉制得的鈾氧化物制備成四氟化鈾UF4 ，再轉(zhuǎn)化成六氟化鈾UF6及其還原的主要工藝過程。 鈾轉(zhuǎn)化過程大多屬于氣固相反應(yīng)，工藝特點有： 固體的反應(yīng)性（活性）極為重要；固體顆粒的形貌及結(jié)構(gòu)都與原料有關(guān)；氣固相反應(yīng)體系總是處于瞬變狀態(tài)之中；轉(zhuǎn)化率較高（≥95％）； 多數(shù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)在較高的溫度下進行，而且通常伴有較大的熱效應(yīng)； 轉(zhuǎn)化反應(yīng)常在含有HF、F2等強腐蝕性的氣體中進行，因此必須用鎳或鎳基合金等耐腐材料制作反應(yīng)器，并且設(shè)備要有良好的密閉性以防有毒氣體外逸。 四氟化鈾的生產(chǎn) 濕法與干法生產(chǎn)的比較。 UF4是制備UF6和金屬鈾的原料，其生產(chǎn)有濕法與干法兩種。 濕法工藝以核純級的UO2為原料，先將其溶解制備成四價鈾料液，然后加入氫氟酸溶液，生成的沉淀經(jīng)過濾、干燥和煅燒，得無水UF4產(chǎn)品。該方法的優(yōu)點是沉淀過程有純化作用，但所需工序較多，產(chǎn)生的廢液量大，生產(chǎn)成本高。,《核安全綜合知識》,鈾化合物的轉(zhuǎn)化 四氟化鈾的生產(chǎn) 干法是在高溫下用氣態(tài)無水氟化氫（HF）與UO2發(fā)生氣固相反應(yīng)直接制得幾乎不含水的UF4。 干法已在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域占首要地位，其優(yōu)點是鈾的回收率高，工藝廢液量很少，工藝過程簡化，生產(chǎn)成本較低；但其缺點為產(chǎn)品的物理和化學(xué)性質(zhì)主要取決于原料的性狀，流程的適應(yīng)性較差，無水HF的過剩量較大，以及因設(shè)備磨損和腐蝕會給產(chǎn)品帶來雜質(zhì)，純化作用較差。 UO2氫氟化工藝過程及其主體設(shè)備 UO2干法生產(chǎn)UF4工藝過程由UO2原料與無水HF的供給、UF4反應(yīng)器系統(tǒng)、尾氣中HF回收及處理和產(chǎn)品處理及包裝