CN111191958B - 一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法 - Google Patents

一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法。该方法以放射性物质运输的辐射防护效率值做为指标，评价放射性物质运输项目的辐射防护水平。放射性运输的辐射防护效率表示为工作人员的年集体剂量之和，除以年运输货包总运输指数与运输总里程的乘积。本发明提供的评价方法，可解决对不同类型放射性运输间辐射防护水平难以评估的困难，更好地推进托运人在辐射防护最优化和改进工作的落实。

Description

一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法
技术领域
本发明涉及放射性物质运输安全及辐射防护技术领域，具体涉及一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法。
背景技术
辐射防护最优化(ALARA)是辐射防护三原则体系中的重要一项，适用于所有核活动，在放射性物质运输工作中同样应遵照ALARA原则开展防护优化。ALARA的通用思路是，首先明确待解决的防护问题并提出多种防护方案，然后找出防护相关的各种因素并进行定量或定性的优化分析，直到得到优化后的防护方案。但ALARA工作中不仅只是对防护方案的优化分析和决策，同时还包括后期的再优化及改进。因为ALARA追求的目标并不是获得某一个固定方案，其核心思想是根据能力和技术的进步对防护行动的持续改进。因此对辐射防护措施有效性进行评价并推进优化是非常重要的。核电站的辐射防护是最优化工作落实最好的一个领域，其也得益于国际核电运营协会(WANO)对最优化工作的的推动。WANO结合核电站运营效能因素提出了一系列指标体系，用以进行经验反馈和改进提高，其中对防护效能的体现就是依据“归一化集体剂量(man·Sv/GW·a)”指标，对全世界所有核电机组的辐射防护绩效进行评价，以此推动ALARA工作的进行。
放射性物质运输安全是移动的核实践，辐射防护同样是运输安全的重要工作之一，同样必须开展ALARA。由于不同类型放射性货包辐射水平差异巨大的原因，在不同放射性运输活动间进行辐射防护效果评价和改进一直难以实施。
国际***(IAEA)在其出版物“专门安全规程”中对放射性物质运输的安全和管理提出了一系列管理要求和技术规定，并推荐全世界各成员国遵照执行。我国也等同采用了IAEA的相关技术要求和指标体系。其中，IAEA针对放射性货包特有的辐射特性，提出了运输指数(TI)这一概念，其指标为货包外部1m处最大辐射水平。该指标是所有放射性货包的一个通用特征值。
托运人应对所有参加放射性运输活动的工作人员开展个人剂量监测。因此托运人通过对某个放射性运输项目的全员剂量监测结果，均可以得到该运输活动中工作人员的集体剂量(人·Sv)。此外，放射性物质运输的辐射影响主要由货包装卸和运输实施两个过程贡献。装卸过程中的辐射影响与操作货包数量及其运输指数(TI)成正比，而运输过程所受辐射剂量与运输里程 (km)直接相关。
随着我国核能行业的快速发展，放射性物质运输活动的开展愈加频繁。作为移动的核实践，放射性运输辐射防护同样是运输安全的重要工作之一，托运人通常都制定有一系列辐射防护措施以控制和减小人员剂量，如：货包表面去污、设置屏蔽、布设隔离区、开展货包辐射监测和人员剂量监测，制定剂量约束，制订操作程序规范作业，加强人员技术培训等。但仍然必须遵照ALARA原则进行评价和持续改进。放射性货包遵照IAEA提出的货包分类管理思想，制定了国家标准GB11806并按照货包分类的思路进行管理，根据内容物装载的不同，将放射性货包分为IP型、A型、B型、C型等类别。
各类型货包的外部剂量率可能存在3～4个量级的差别。正因为货包辐射水平的巨大差异，对应的防护措施和手段也各不相同，简单的人员剂量比较并不能够反映各运输活动之间辐射防护措施的优略。因此，在不同放射性运输活动之间进行辐射防护评价和优化改进一直难以实施，因为没有合适的方法或指标可以进行项目间横向的优化分析和比较。
因此，如何能够得到一种方法用以将不同类别放射性货包运输活动中辐射防护措施执行的效果进行综合性评价，使辐射防护行动在技术可行、经济合理的条件下做到人员剂量尽可能的低。这将对提高托运人辐射防护管理，推进ALARA工作，优化人员剂量约束等都是非常有意义的。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法。该方法可解决难以对不同放射性运输间辐射防护评估的困难，更好地推进托运人在辐射防护最优化和改进工作的落实。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法，该方法以运输辐射防护效率值做为指标评价放射性物质运输项目的辐射防护水平，所述运输辐射防护效率值的计算方法包括以下步骤：
(1)获取承运人员年集体剂量ES，人·Sv；
(2)获取全年运输货包的总运输指数TI；
(3)获取全年货包运输的总里程DS，km/a；
(4)计算运输辐射防护效率VTRP，(人·Sv)/(TI·km/a)：
Figure RE-GDA0002447986390000031
进一步地，步骤(1)中，承运人员年集体剂量ES的获取方法为：开展全员的个人剂量监测，根据测量得到的完成全年所有运输批次的个人剂量监测实测值，对所有监测结果求和，则得到参与该项目承运人员的年集体剂量 ES。
进一步地，步骤(1)中，承运人员年集体剂量ES的获取方法为：在每次运输活动中开展对货包外部的辐射水平监测，获得货包外部1m、2m位置，以及驾驶室、生活间的剂量率，根据承运人员受照参数进行剂量估算，进而汇总得到承运人员的年集体剂量ES。
进一步地，全年运输货包的总运输指数TI通常是采用全年运输的货包数总和，但对大型货包的运输指数取值时，则需考虑是否要利用放大系数对运输指数取值进行修正。
进一步地，如果大型货包装载的为软性子货包的集合，则总运输指数可保守地取各子货包运输指数之和；如大型货包装载的为刚性子货包集合或为散装内容物，则应以外部1m处实测的最高辐射水平，再采用放大系数的修正结果做为总运输指数，放大系数与装载物的截面尺寸相关。
进一步地，装载物尺寸小于或等于1m2时，放大系数为1；装载物尺寸大于1m2且小于或等于5m2时，放大系数为2；装载物尺寸大于5m2且小于或等于20m2时，放大系数为3；装载物尺寸大于20m2时，放大系数为10。
本发明的有益效果在于：
运输辐射防护效率值可用于所有放射性货包类型运输项目的辐射防护优化评价，能够直接反映出该项目的货包辐射水平、运输量、辐射影响之间的比值关系，适用于跨运输活动、跨货包类型的防护效果横向对比，解决难以对不同放射性运输间辐射防护评估的困难，更好地推进托运人在辐射防护最优化和改进工作的落实。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法，该方法以运输辐射防护效率值做为指标评价放射性物质运输项目的辐射防护水平，所述运输辐射防护效率值的计算方法包括以下步骤：
1)承运人员年集体剂量的获取
承运工作人员的年集体剂量ES可以通过两种方式获取，一是开展全员的个人剂量监测，根据测量得到的完成全年所有运输批次的个人剂量监测实测值，对所有监测结果求和，则得到参与该项目人员的年集体剂量ES；另一种方法是在每次运输活动中开展对货包外部的辐射水平监测，获得货包外部1m、 2m位置，以及驾驶室、生活间等位置的剂量率，根据工作人员收照参数进行剂量估算，进而汇总得到工作人员的年集体剂量ES。其中第一种方法优先于第二种方法。
2)全年运输货包的总运输指数(TI)的获取
总运输指数(TI)通常是采用全年该项目运输的货包数总和。但对大型货包的运输指数取值时，例如采用集装箱等外包装集中装载时，则需考虑运输指数取值的适用性。如果其中装载的为软性子货包的集合则可保守地取各子货包运输指数之和；如为刚性子货包集合或为散装内容物，则应以外部1m 处实测的最高辐射水平，再采用放大系数的修正结果做为运输指数。放大系数的选取如表1所示。
表1修正大型货包运输指数的放大系数
装载物的截面尺寸 放大系数
装载物尺寸≤1m<sup>2</sup> 1
1m<sup>2</sup>＜装载物尺寸≤5m<sup>2</sup> 2
5m<sup>2</sup>＜装载物尺寸≤20m<sup>2</sup> 3
装载物尺寸＞20m<sup>2</sup> 10
3)货包运输总里程的获取
年运输总里程DS＝单次运输里程×年运输批次
4)运输辐射防护效率值(VTRP)的导出
运输辐射防护效率(VTRP)等于工作人员的年集体剂量之和，除以年运输货包总运输指数(TI)与运输总里程(km/a)的乘积，公式表述如下：
式中，VTRP为运输活动的辐射防护效率，单位(人·Sv)/(TI·km/a)；
Es为工作人员的年集体剂量之和；
TI为年运输货包的总运输指数；
Ds为年运输总里程。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种适用于放射性物质运输的辐射防护最优化评价方法，其特征在于：该方法以运输辐射防护效率值做为指标评价放射性物质运输项目的辐射防护水平，所述运输辐射防护效率值的计算方法包括以下步骤：
(1)获取承运人员年集体剂量ES，人·Sv；
(2)获取全年运输货包的总运输指数TI；
(3)获取全年货包运输的总里程DS，km/a；
(4)计算运输辐射防护效率VTRP，(人·Sv)/(TIkm/a)：
Figure FDA0003722412420000011
步骤(2)中，全年运输货包的总运输指数TI通常是采用全年运输的货包数总和，但对大型货包的运输指数取值时，则需考虑是否要利用放大系数对运输指数取值进行修正；如果大型货包装载的为软性子货包的集合，则总运输指数可保守地取各子货包运输指数之和；如大型货包装载的为刚性子货包集合或为散装内容物，则应以外部1m处实测的最高辐射水平，再采用放大系数的修正结果做为总运输指数，放大系数与装载物的截面尺寸相关；装载物尺寸小于或等于1m2时，放大系数为1；装载物尺寸大于1m2且小于或等于5m2时，放大系数为2；装载物尺寸大于5m2且小于或等于20m2时，放大系数为3；装载物尺寸大于20m2时，放大系数为10。
2.一种如权利要求1所述的评价方法，其特征在于：步骤(1)中，承运人员年集体剂量ES的获取方法为：通过开展全员的个人剂量监测，根据测量得到的完成全年所有运输批次的个人剂量监测实测值，对所有监测结果求和，则得到参与该项目承运人员的年集体剂量ES。
3.一种如权利要求1所述的评价方法，其特征在于：步骤(1)中，承运人员年集体剂量ES的获取方法为：在每次运输活动中开展对货包外部的辐射水平监测，获得货包外部1m、2m位置，以及驾驶室、生活间的剂量率，根据承运人员受照参数进行剂量估算，进而汇总得到承运人员的年集体剂量ES。
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