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电子辐照加速器辐射加工建设项目的职业病危害

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  现代工业生产场所中存在多种职业病危害因素,并可对作业人员健康产生有害复合作用。因此,在进行放射建设项目的评价和审查中,不仅要对建设项目放射防护进行评价.而且还应考虑其他职业病危害因素的影响。《中华人民共和国职业病防治法》颁布实施后,国家制定了一系列职业卫生法律法规、规范和标准。依照有关法规和规范,可能产生放射性职业病危害因素的建设项目被定性为严重职业病危害建设项目,在项目可行性论证阶段必须进行职业病危害预评价,井作为卫生行政部门进行审批用的独立技术文件。在目前国家尚无放射建设项目职业病危害评价规范的情况下.笔者试图通过对某企业电子辐照加速器辐射加工建设项目,系统分析放射建设项目职业病危害特点,初步探讨放射建设项目职业病危害预评价项目与内容。

1 内容与方法
1.1内容

  选择某企业技改的3.0 Mev、40mA高频高压电子辐照加速器辐射交联聚乙烯系列产品的建设项目。主要评价内容包括:选址及其总体布局、生产工艺、工程分析、职业病危害因素识别与评价、职业卫生防护措施分析与评价等。

1.2方法

  根据建设项目技术资料,参照《建设项目职业病危害评价规范》和《建设项目放射防护评价报告书格式和内容》,在分析工程有害因素的基础上,对辐射加工的详细工艺生产流程及其操作方式、生产过程中的职业病危害因素及其职业卫生防护和管理措施等进行分析与评价。

2 结果
2.1选址及其总体布局

  辐照加工装置位于该厂厂区内,周围100m内无居民区。建设场址场区内之饱和层为细沙层,经地震液化判断,地震对本层不会发生液化,也未见有结构断裂通过,因此.适宜进行本工程建设。

  辐照加工装置主要由首层为辐照厅、第二层为加速器厅,以及传送系统、控制室、物品储存室和辅助设备组成。加速器厅和辐照厅是该建设项目的主体部分,建筑物长37.9 m,宽29.8m,建筑面积1562m2

2.2电子辐照加速器辐射加工工艺流程

  辐照室、预辐照大厅(辐照产品装卸大厅)、控制室、办公用房、库房与其配套的辅助用房、生产车间,形成一体化格式安排。

  热收缩材料生产工艺:①原料混合→熔融挤出→冷却定型→收卷;②放卷→辐射交联→收卷;③放卷→加热→扩管→冷却定型→成品。
 
2.3工程分析
2.3.1辐射源装置和屏蔽设计

2.3.1.1辐射源装置

  
辐射源装置为高频高压电子辐照加速器,技术参数为3.0MeV、40 mA,最大束功率120 kW,加速粒子的种类是电子,属中低能加速器。

  在电子辐照物品过程中,由于电子与物质的相互作用,产生出x射线。这种x射线是辐射处理工作中不需要的,对操作人员和工作场所有害而需要对其防护,就防护而言主要是针对x线。

    在电子辐照加速器中,当电子能量较高时,有可能由于(γ,n)反应产生光致衰变中子。加速器结构材料及屏蔽材料中的核素如:C、O、Al、Si、Ca、Fe、Pb等都会出现这种可能。但产生这种反应的阈值能量最小也要8 Mev,而3 Mev的加速器达不到产生(γ,n)反应的阈值,所以不会产生中子。因此,本工程的辐射源项不存在中子感生放射性。

2.3.1.2屏蔽设计

  依据辐射防护最优化原则,在考虑到经济和社会因素后,使工作人员所受照射保持在合理的最低水平。设计中根据屏蔽计算和代价利益分析来确定屏蔽厚度,并从偏安全的角度考虑,计算时用了2倍的安全系数。

  本辐射装置加工材料为塑料等轻材料,但在防护设计中也充分考虑到电子束轰击金靶,这时x射线的强度将要大得多。辐照厅辐射源基本上是电子轰击被辐照材料而发出的x射线,加速器厅考虑两种辐射源:一是被电子轰击的靶材料发出的x射线穿过楼板上的加速管穿行至主机钢管而被散射的x射线;二是加速管内聚焦不良的离散电子流轰击管壁而发出的x射线。

  在屏蔽计算中。透射是根据文献的减弱曲线计算。根据辐射防护三原则,辐照厅北墙取1.8 m,东、西墙取1.7 m。迷路墙厚度分段逐渐减薄(从1.5m→0.7m→0.5m→0.5m四段),迷路口设3mm铅皮门;加速器厅墙厚0.5 m,出口设短迷路(3 m),也设3mm铅皮门;加速器厅楼板厚1.5 m,顶板厚0.6m。

2.3.2其他设施

  为了排除电子和x射线穿过空气时产生的大量臭氧等有害气体,在辐照厅内安装强力排风系统,抽出的空气送至28 m高处排放。

2.4职业病危害因素识别与评价

2.4.1电离辐射

  电子束辐照塑料而产生x射线。工作人员所受到的放射性职业病危害主要是x射线穿透防护墙的透射线,以及屏蔽室内的次级辐射受室壁、顶和地板的一次或多次散射,在迷路口形成一定的辐射场。

  电离辐射作用于机体后,其能量传递给机体的分子、细胞、组织和器官,造成它们形态和功能的变化。其健康效应可分为确定性效应和随机性效应。确定性效应是指照射引起损害的严重程度随剂量的增减而变化,存在剂量阈值,即低于阈剂量时不造成损害,这种损伤一般有放射性白内障、皮肤病以及血液变化等;随机性效应是指受照人群中损害效应的发生率随剂量的增减而变化,而其严重程度则与剂量大小无关,这种损害一般有辐射致癌、致畸变等。

  按理论计算,本工程致放射工作人员年平均有效剂量最大为5 mSv。但类似装置检测结果表明,放射工作人员年平均有效剂量一般为0.322 mSv。远小于国家规定的20mSv限值。

2.4.2特殊气体

  在生产过程中空气在射线照射下可以产生臭氧(O3)和氮氧化物(NOx)等有害气体,其中以O3的危害较大。O3和NOx均为刺激性气体,不仅可引起或加重微生物对呼吸道感染,而且能损害肺内杀菌活性等防御机能。引起神经衰弱综合征。

  通过理论计算,该加速器在满负荷运行后停止照射,辐照室的O3浓度为限值的3 000倍以上,以每小时20次换气率强力通风约30 min后,O3的浓度才降至限值以下。

2.4.3铅

  在对散射线进行屏蔽防护时,铅或铅制品是其有效的防护材料。在本项目中,屏蔽门皆使用含3mm铅厚度的铁门,电子辐照加速器机头也采用铅砖防护,所以,铅也是存在于工作场所的重金属。

  铅是一种常用的有毒金属,人体可经呼吸道从空气中摄取。铅能作用于全身各系统和器官,尤其是神经系统、消化系统、造血系统和心血管系统等。引起贫血、铅性脑病、铅性肾病等。

  据报道,在x射线机房空气中铅浓度和放射工作人员头发中铅含量均显著高于对照人群。因此,在选择铅或含铅防护制品时,必须加强对铅的防护。

2.4.4噪声及微小环境因素等其他职业病危害因素

  噪声主要来源于强力排风机和机械传动装置,这些装置安装在辐照厅或加速器厅,因此,一般不会对人体造成损害。

  微小环境包括温湿度、正负离子、新风量和微生物等。在放射工作场所,当x射线通过空气时,可致电离作用,使空气电离化,因此,放射工作场所微小环境主要是空气中正负离子严重失调,正离子浓度显著高于负离子浓度。

  正离子作用于机体可对神经系统、呼吸系统、造血系统及内分泌系统等产生不良影响,而负离子可对机体产生良好的增强效应。应采取有关措施,降低正离子浓度或输送负离子,创造一个良好的工作环境。

2.5职业卫生防护措施分析与评价

2.5.1工作场所分区

  依照国家标准,把工作场所分为控制区、监督区和非限制区,实行分区管理。控制区包括辐照室回路入(出)口以内的区域(辐照室迷道和人员入口通道),操作室(控制室)、照射回路入口以外的区域或房间、以及在其中工作的人员受到的照射一般不超过年有效剂量当量限值的3/10,而可能超过1/10的区域为监督区。

2.5.2职业病防护设施

  本工程将采用多重安全联锁装置来保证工艺生产过程的正常进行。安全联锁包括钥匙开关、防护门联锁和电柜门联锁、光电控制装置、实时摄像监视和通讯系统、个人剂量报警、紧急停机开关及声光信号指示等。在控制区和监督区将按要求设置明显的电离辐射标志。此外,尚有声响报警系统。

2.5.3职业卫生管理

  为保证安全生产,防止事故发生,公司制定了相应的规章制度。主要有:岗位责任制、辐照装置运行安全规定、事故报告制度、个人剂量监测制度、辐照管理及卫生制度。此外,还应建立安全设备定期检修制度、放射防护监测和医学监护制度、突发事件应急救援程序等。

3 讨论

  电子辐照加速器辐射加工建设项目所涉及的职业病危害因素最主要的是x射线,这也是以往对该类建设项目进行卫生学评价时,仅对建设项目的放射防护设施、措施、辐射安全与辐射管理等重点评价。但是,在辐照加工生产过程中,尚存在高度危害的铅,以及其他有毒的、刺激性的气体如臭氧、氮氧化物等。因此,依据《职业病防治法》等国家有关法律法规,对放射建设项目进行全面的职业病危害评价是非常必要的。

  目前尚未见有放射建设项目职业病危害评价文献报道,笔者认为,评价报告书一般应包括如下内容:①前言,主要包括项目来源,评价工作组织;②总论,包括评价目的、依据、范围和标准;③建设项目概况与场址;④工程项目分析。包括辐射源装置,辐射源屏蔽估算,其他装置;⑤职业病危害因素分析与评价,包括辐射源项,危害因素种类及其对人体的主要职业危害,可能产生的浓度(强度),及其主要危害程度预测;⑥职业病危害防护措施分析与评价,包括场址选择,放射工作场所分区,职业病防护设备(如安全联锁、警示标志、个人防护用品等),职业卫生管理(如制度、应急程序等);⑦评价结论,对评价内容进行归纳,确定建设项目是否可行;⑧存在问题与建议,指出存在的问题以及改进措施的建议等。

  笔者认为,作为放射建设项目职业病危害预评价内容的一般通则而言,应包含2大类7项内容。第一类为放射性危害因素,其内容应包括电离辐射或辐射源,中子感生放射性和附加天然辐射如氡、钍射气等;第二类为非放射性危害因素,其内容为射介产物如臭氧、氮氧化物等,金属污染如铅等,非电离辐射如微波等,以及微小气候如空气离子等。

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