CN105448372B - 一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于放射性废物处理处置技术领域，具体涉及一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，目的是解决现有技术没有清洁解控具体方法的问题。其特征在于：它包括确定待解控空气过滤器污染源项、分类收集、前期处理、初测筛选、表面污染测量、抽检评估和解控步骤。本发明采用分类收集、前期处理、初测筛选、表面污染测量、抽检评估和解控步骤，能够顺利实现报废空气过滤器金属框架的清洁解控，并指导和规范相关清洁解控操作，具有简单、实用、安全的特点。通过该方法的操作，能够从一定程度上，推进清洁解控在核电厂废物管理领域的实践和应用，进一步实现放射性废物最小化管理目标。
Description
技术领域
本发明属于放射性废物处理处置技术领域，具体涉及一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法。
背景技术
清洁解控就是将放射性水平符合清洁解控标准的废物从放射性管理体系中分离出来，不再受审管部门的审管，或当一般废物处理，或回收再利用。清洁解控对于从疑似放射性废物中分离非放射性废物，减少放射性废物量，实现放射性废物管理的正当性、安全性、经济性具有重要的现实意义。
我国核电厂每年都会产生有相当数量的报废空气过滤器，少量受到轻微放射性污染，其放射性污染水平较低，同时其金属框架具有再利用价值。报废空气过滤器暂存于放射性废物库中且占据大量的库容空间，迫于库容的压力，目前这些废物正逐渐成为核电运营者寻求废物最小化的关注点。可将符合清洁解控要求的废空气过滤器金属框架，从放射性废物中区分开来，进而实现废物无限制再利用。
通过适当的方法和途径，可将大部份报废空气过滤器金属框架从放射性废物中解控，既能够从废物管理的角度为其找到合理的处置方式，又能缓解放射性废物库的库容压力，从一定程度上实现核电厂放射性废物最小化管理目标。
通过报废空气过滤器金属框架的清洁解控，能够进一步减小放射性废物量，促进废物的再循环和再利用，降低核电厂放射性废物管理成本，提高核电厂的经济效益。目前尚没有详细、明确的清洁解控具体方法的相关报道。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术没有清洁解控具体方法的问题，提供一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法。
本发明是这样实现的：
一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，包括如下步骤：
第一步：确定待解控空气过滤器污染源项；
采集外部信息，并对外部信息进行筛选，确定待解控空气过滤器的污染源项；
第二步：分类收集；
根据第一步得到的放射性核素的辐射特性，逐个测量废空气过滤器的β表面污染水平，进行分类收集；
第三步：前期处理；
根据第二步的结果，对存放一年后的报废空气过滤器进行分拆处理；
第四步：初测筛选；
将经第三步处理的金属框架，当其表面污染测量值≥表面污染控制水平时，进行单独收集并不予解控；对表面污染测量值＜表面污染控制水平的金属框架，进入下一步处理；
第五步：表面污染测量；
对于满足初测筛选要求的金属框架，将表面污染测量值≥表面污染控制水平的金属框架，分开收集并不予解控；将表面污染测量值＜表面污染控制水平的金属框架，进行统一编号，并对测量高点进行标识，进入下一步处理；
第六步：抽检评估；
对金属框架进行抽检评估，判断是否应予以解控；
第七步：解控。
如上所述的第一步中，所述外部信息包括待解控空气过滤器的来源信息、核电厂运行历史及事件、空气过滤器型号尺寸及材质、空气过滤器数量和放射性气载流出物；所述待解控空气过滤器的污染源项，包括主要放射性核素种类、放射性污染状况及待解控空气过滤器的数量。
如上所述的第二步，按照废空气过滤器的β表面污染测量结果是否大于国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》中规定的β表面污染控制水平，将其分为两类：Ⅰ类和Ⅱ类。
如上所述的第三步，按照先Ⅰ类，后Ⅱ类的原则，对存放一年后的报废空气过滤器进行分拆处理；将报废空气过滤器进行拆解，将金属框架与内部滤材进行分离和收集，对金属框架进行清洁和平整化处理。
如上所述的第四步，将经第三步处理的金属框架，逐个进行β表面污染扫描测量。
如上所述的第五步，表面污染测量；对于满足初测筛选要求的金属框架，使用表面污染测量可调式探头固定支架进行β表面污染测量，记录测量值并做好测量点标记。
如上所述的第六步具体包括如下步骤：
(1)抽样；
以1吨金属框架为一个抽样单位，按上述第五步表面污染测量记录值由高到低的顺序，选取测量数据相对较高的2～15个金属框架作为取样对象；
(2)制样；
使用取样工具别对金属框架测量高点标识部位进行取样，制成标准钢屑，单个样品质量为20～200g，装瓶并做好标记；
(3)样品预处理；
称取10～20g钢屑样品，用硝酸和盐酸形成的混和酸进行溶解；
(4)核素活度浓度检测；
使用高纯锗γ谱仪和液体闪烁计数器准确测量样品中放射性核素的活度浓度；
(5)解控评估；
将每个样品中主要核素活度浓度测量值代入国家标准《可免于辐射防护监管的物料中放射性核素浓度活度》中规定的含多种人工放射性核素混合物的大量材料解控判定公式，计算各种核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和；根据核素活度浓度测量值与清洁解控水平的比值之和是否小于1，进行解控判定评估。
如上所述的解控评估步骤，是否解控的判定依据为：
1)当每个抽样单位内所有样品中主要放射性核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和均小于1时，则该抽样单位内金属框架属于可解控范畴；当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量，当增加的全部样品都符合解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架均属于可解控范畴；
2)当每个抽样单位内有2个或以上样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控；当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量，当增加的样品中仍有1个样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控。
如上所述的增大抽样单位内的取样数量，是指将取样数量增加至原取样数量的2～10倍。
本发明采用分类收集、前期处理、初测筛选、表面污染测量、抽检评估和解控步骤，能够顺利实现报废空气过滤器金属框架的清洁解控，并指导和规范相关清洁解控操作，具有简单、实用、安全的特点。通过该方法的操作，能够从一定程度上，推进清洁解控在核电厂废物管理领域的实践和应用，进一步实现放射性废物最小化管理目标。依照本发明提供的方法，已成功实现了某核电厂产生的报废空气过滤器金属框架的清洁解控。并且使报废空气过滤器金属框架的清洁解控满足《可免于辐射防护监管的物料中放射性核素浓度活度》(GB27742-2011)、《核设施的钢铁、铝、镍和铜再循环、再利用的清洁解控水平》(GB/T17567-2009)、《拟再循环、再利用或作非放射性废物处置的固体物质的放射性活度测量》(GB/T17947-2008)、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)等国家标准，从而为核电厂产生的报废空气过滤器找到合适的处置方法，从一定程度上缓解了放射性废物库的库容压力，进一步提升了核电厂放射性废物最小化工作。
附图说明
图1是本发明的一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法进行进一步的介绍。
一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，包括如下步骤：
第一步：确定待解控空气过滤器污染源项；
采集外部信息，并对外部信息进行筛选，确定待解控空气过滤器的污染源项。在本实施例中，采用现有技术采集外部信息，外部信息包括待解控空气过滤器的来源信息、核电厂运行历史及事件、空气过滤器型号尺寸及材质、空气过滤器数量和放射性气载流出物。采用现有技术对外部信息进行筛选，得到待解控空气过滤器的污染源项，包括主要放射性核素种类、放射性污染状况及待解控空气过滤器的数量。
第二步：分类收集；
根据第一步得到的放射性核素的辐射特性，选取适宜的便携式表面污染测量仪器，逐个测量废空气过滤器的β表面污染水平，进行分类收集。一般，按照其表面污染测量结果是否大于国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)中规定的β表面污染控制水平，将其分为两类：Ⅰ类(表面污染测量值＜表面污染控制水平)和Ⅱ类(表面污染测量值≥表面污染控制水平)。
第三步：前期处理；
按照先Ⅰ类，后Ⅱ类的原则，对存放一年后的报废空气过滤器进行分拆处理。将报废空气过滤器进行拆解，将金属框架与内部滤材进行分离和收集，对金属框架进行清洁和平整化处理。
第四步：初测筛选；
将经第三步处理的金属框架，逐个进行β表面污染扫描测量。当发现表面污染测量值≥表面污染控制水平的金属框架时，对其相应的测量超标部位进行标记，进行单独收集并不予解控；将表面污染测量值＜表面污染控制水平的金属框架，进入下一步。
第五步：表面污染测量；
对于满足初测筛选要求的金属框架，使用表面污染测量可调式探头固定支架进行β表面污染测量，记录测量值并做好测量点标记。将表面污染测量值≥表面污染控制水平的金属框架，分开收集并不予解控；将表面污染测量值＜表面污染控制水平的金属框架，进行统一编号，并对测量高点进行标识，进入下一步。
第六步：抽检评估；
具体包括如下步骤：
(1)抽样；
以1吨金属框架为一个抽样单位，按上述第五步表面污染测量记录值由高到低的顺序，选取测量数据相对较高的2～15个金属框架作为取样对象，如2、7个或15个。
(2)制样；
使用取样工具分别对金属框架测量高点标识部位进行取样，制成标准钢屑，单个样品质量为20～200g，装瓶并做好标记。
(3)样品预处理；
称取10～20g钢屑样品，用硝酸和盐酸形成的混和酸进行溶解。此处硝酸和盐酸的体积比为1:3。
(4)核素活度浓度检测；
使用高纯锗γ谱仪和液体闪烁计数器准确测量样品中放射性核素的活度浓度。
(5)解控评估；
将每个样品中主要核素活度浓度测量值代入国家标准《可免于辐射防护监管的物料中放射性核素浓度活度》(GB27742-2011)中规定的含多种人工放射性核素混合物的大量材料解控判定公式，计算各种核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和。根据核素活度浓度测量值与清洁解控水平的比值之和是否小于1，进行解控判定评估。
是否解控的判定依据：
1)当每个抽样单位内所有样品中主要放射性核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和均小于1时，则该抽样单位内金属框架可以进行解控。当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量(原取样数量的2～10倍)，当增加的全部样品都符合解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架可以解控。
2)当每个抽样单位内有2个或以上样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控。当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量(原取样数量的2～10倍)，当增加的样品中仍有1个样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控。
第七步：解控；
对通过第六步的报废空气过滤器金属框架，确认符合解控判定依据，通过上报审管部门，进行无条件解控释放，作为普通物品进行再利用。
下面，结合具体实施例对本发明的方法进行更进一步的描述。
第一步：确定待解控空气过滤器污染源项；
采集外部信息，并对外部信息进行筛选，确定待解控空气过滤器的污染源项；
以某核电厂为例，采用本步骤得到的报废空气过滤器类型及主要参数和主要放射性核素及解控水平分别见表1和表2。
表1 某核电厂报废空气过滤器类型及主要参数
表2 某核电厂报废空气过滤器中主要放射性核素及解控水平
第二步：分类收集；
根据第一步得到的污染源项中核素的辐射特性，其污染核素中不含极毒组核素和α放射性核素，报废空气过滤器分类收集时，β表面污染控制水平为0.8Bq/cm2。选取合适的表面污染测量仪器，对报废过滤器进行β表面污染水平测量，按照测量结果，将其分成两类：Ⅰ类(β表面污染水平＜0.8Bq/cm2)和Ⅱ类(β表面污染水平≥0.8Bq/cm2)。
第三步：前期处理；
在核电厂控制区内适当区域，依据先Ⅰ类，后Ⅱ类的原则，对废空气过滤器进行拆解，将其金属框架和滤材分离，滤材作为放射性废物进行单独收集。对金属框架表面进行适当平整化处理，以便于放射性污染表面测量；另外对其表面进行清洁处理，以去除表面积尘、污物、松散污染物等。
第四步：初测筛选；
将经第三步处理的金属框架，逐个进行β表面污染扫描测量；当发现β表面污染水平≥0.8Bq/cm2的金属框架，对热点部位进行标记，不予解控；将表面污染水平＜0.8Bq/cm2的金属框架，进入表面污染测量步骤。
第五步：表面污染测量；
对于满足初测筛选要求的金属框架，使用表面污染测量可调式探头固定支架进行β表面污染测量，记录测量值并做好测量点标记。表面污染水平≥0.8Bq/cm2的金属框架不予解控。将表面污染测量值＜表面污染控制水平的金属框架，进行统一编号，并对测量高点进行标识，进入下一步。
第六步：抽检评估；
(1)抽样；
以1吨金属框架为一个抽样单位，按上述第五步表面污染测量记录值由高到低的顺序，选取测量数据相对较高的5个金属框架作为取样对象。
(2)制样；
使用取样工具分别对金属框架测量高点标识部位进行取样，制成标准钢屑，单个样品质量为20，装瓶并做好标记。
(3)样品预处理；
称取10g钢屑样品，用硝酸和盐酸形成的混和酸(比例是多少)进行溶解。
(4)核素活度浓度检测；
使用高纯锗γ谱仪和液体闪烁计数器准确测量样品中放射性核素的活度浓度。
(5)解控评估；
将每个样品中主要核素活度浓度测量值代入国家标准《可免于辐射防护监管的物料中放射性核素浓度活度》(GB27742-2011)中规定的含多种人工放射性核素混合物的大量材料解控判定公式，计算各种核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和。根据核素活度浓度测量值与清洁解控水平的比值之和是否小于1，进行解控判定评估。
是否解控的判定依据：
1)当每个抽样单位内所有样品中主要放射性核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和均小于1时，则该抽样单位内金属框架可以进行解控。当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量(原取样数量的5倍)，当增加的全部样品都符合解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架可以解控。
2)当每个抽样单位内有2个或以上样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控。当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量(原取样数量的5倍)，当增加的样品中仍有1个样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控。
上述核电厂报废空气过滤器金属框架样品的抽检评估结果见表3。
表3 某核电厂报废空气过滤器金属框架样品的抽检评估结果
根据每种核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和是否小于1的解控判定依据进行判断，其解控判断计算值小于1，满足解控判定依据，可以进行解控。
第七步：解控
对通过第六步的报废空气过滤器金属框架，确认符合解控判定依据，通过上报审管部门，进行无条件解控释放，作为普通物品进行再利用。
本发明采用分类收集、前期处理、初测筛选、表面污染测量、抽检评估和解控步骤，能够顺利实现报废空气过滤器金属框架的清洁解控，并指导和规范相关清洁解控操作，具有简单、实用、安全的特点。通过该方法的操作，能够从一定程度上，推进清洁解控在核电厂废物管理领域的实践和应用，进一步实现放射性废物最小化管理目标。依照本发明提供的方法，已成功实现了某核电厂产生的报废空气过滤器金属框架的清洁解控。并且使报废空气过滤器金属框架的清洁解控满足《可免于辐射防护监管的物料中放射性核素浓度活度》(GB27742-2011)、《核设施的钢铁、铝、镍和铜再循环、再利用的清洁解控水平》(GB/T17567-2009)、《拟再循环、再利用或作非放射性废物处置的固体物质的放射性活度测量》(GB/T17947-2008)、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)等国家标准，从而为核电厂产生的报废空气过滤器找到合适的处置方法，从一定程度上缓解了放射性废物库的库容压力，进一步提升了核电厂放射性废物最小化工作。
Claims (6)
1.一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，包括如下步骤：
第一步：确定待解控空气过滤器污染源项；
采集外部信息，并对外部信息进行筛选，确定待解控空气过滤器的污染源项；
第二步：分类收集；
根据第一步得到的放射性核素的辐射特性，逐个测量报废空气过滤器的β表面污染水平，进行分类收集；按照报废空气过滤器的β表面污染测量结果是否大于国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》中规定的β表面污染控制水平，将其分为两类：Ⅰ类和Ⅱ类；
第三步：前期处理；
根据第二步的结果，对存放一年后的报废空气过滤器进行分拆处理；按照先Ⅰ类，后Ⅱ类的原则，对存放一年后的报废空气过滤器进行分拆处理；将报废空气过滤器进行拆解，将金属框架与内部滤材进行分离和收集，对金属框架进行清洁和平整化处理；
第四步：初测筛选；
将经第三步处理的金属框架，逐个进行β表面污染扫描测量，当其β表面污染测量值≥β表面污染控制水平的金属框架时，进行单独收集并不予解控；对β表面污染测量值＜β表面污染控制水平的金属框架，进入下一步处理；
第五步：β表面污染测量；
对于满足初测筛选要求的金属框架，将β表面污染测量值≥β表面污染控制水平的金属框架，分开收集并不予解控；将β表面污染测量值＜β表面污染控制水平的金属框架，进行统一编号，并对测量高点进行标识，进入下一步处理；
第六步：抽检评估；
对金属框架进行抽检评估，判断是否应予以解控；
第七步：解控。
2.根据权利要求1所述的一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，其特征在于：所述的第一步中，所述外部信息包括待解控空气过滤器的来源信息、核电厂运行历史及事件、空气过滤器型号尺寸及材质、空气过滤器数量和放射性气载流出物；所述待解控空气过滤器的污染源项，包括主要放射性核素种类、放射性污染状况及待解控空气过滤器的数量。
3.根据权利要求1所述的一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，其特征在于：所述的第五步β表面污染测量；对于满足初测筛选要求的金属框架，使用β表面污染测量可调式探头固定支架进行β表面污染测量，记录β表面污染测量值并做好测量点标记。
4.根据权利要求3所述的一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，其特征在于：所述的第六步具体包括如下步骤：
(1)抽样；
以1吨金属框架为一个抽样单位，按上述第五步的β表面污染测量记录值由高到低的顺序，选取测量数据相对较高的2～15个金属框架作为取样对象；
(2)制样；
使用取样工具分别对金属框架测量高点标识部位进行取样，制成标准钢屑，单个样品质量为20～200g，装瓶并做好标记；
(3)样品预处理；
称取10～20g钢屑样品，用硝酸和盐酸形成的混和酸进行溶解；
(4)核素活度浓度检测；
使用高纯锗γ谱仪和液体闪烁计数器准确测量样品中放射性核素的活度浓度；
(5)解控评估；
将每个样品中主要核素活度浓度测量值代入国家标准《可免于辐射防护监管的物料中放射性核素浓度活度》中规定的含多种人工放射性核素混合物的大量材料解控判定公式，计算各种核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和；根据核素活度浓度测量值与清洁解控水平的比值之和是否小于1，进行解控判定评估。
5.根据权利要求4所述的一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，其特征在于：所述的解控评估步骤，是否解控的判定依据为：
1)当每个抽样单位内所有样品中主要放射性核素活度浓度测量值与解控水平的比值之和均小于1时，则该抽样单位内金属框架属于可解控范畴；当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量，当增加的全部样品都符合解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架均属于可解控范畴；
2)当每个抽样单位内有2个或以上样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控；当其中有1个样品不满足解控判定条件时，增大抽样单位内的取样数量，当增加的样品中仍有1个样品不满足解控判定条件时，此取样单位中的所有金属框架不予解控。
6.根据权利要求5所述的一种用于核电厂报废空气过滤器金属框架清洁解控的方法，其特征在于：所述的增大抽样单位内的取样数量，是指将取样数量增加至原取样数量的2～10倍。
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| Publication number | Publication date |
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| CN105448372A (zh) | 2016-03-30 |
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |