天然铀燃料元件生产中的外照射主要是β辐射

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1、核与辐射安全§8核燃料元件厂的辐射安全8.1生产工艺简介8.2影响辐射安全的因素8.3运行中的辐射安全管理8.4职业照射个人剂量监测与评价我国的核燃料元件制造企业核工业第五研究设计院（核燃料设计）四川宜宾核燃料元件厂（建中化工总公司）主要生产压水堆核电站燃料元件包括30万、60万、90万、100万千瓦具备年产200吨燃料组件的能力包头正在建设核燃料元件厂（光华化学工业公司）主要生产重水CANDU堆核电站燃料元件核燃料元件是反应堆的核心部件，因此，核燃料元件的研究和制造在核工业中占有重要的地位。我国核燃料元件研制工作始于20世纪50年代，先后研制了生产堆元件，试

2、验堆元件和动力堆元件。8.1生产工艺简介8.1生产工艺简介不同的堆型，元件的制造工艺有所不同，但大体上都包括堆芯体材料制备、芯体加工成型、密封包装、元件装配和质量检验等工艺过程。燃料芯块压水堆燃料组件重水堆燃料组件8.1生产工艺简介1.生产堆燃料元件制造工艺将氧化铀原料送至氢还原炉在高温下通氢气还原成二氧化铀；再通入氟化氢气体在反应炉中将UO2氟化成UF4；然后用高纯度钙(镁)在还原炉内把高熔点的UF4还原成粗金属铀，在将粗金属铀锭放入真空感应炉中精炼，进一步纯化，铸成便于加工的精铀锭；再经加热处理、机械加工、脱脂、将铀棒装入铝包壳中，进行密封包装和性能检验等

3、工序8.1生产工艺简介2.压水堆燃料元件制造工艺低富集度UO2燃料组件正料（合格料）制造工艺主要包括化工转换（水解、沉淀、干燥、还原）芯块制备（制粒、压制、烧结、磨削）和组件组装（装管、焊接、总装总检）等工序。化工转换生产工艺有湿法和干法两种。目前湿法应用的是ADU法和AUC法。8.2影响辐射安全的因素临界和放射性物质泄漏以及化学工业涉及的风险——火灾和爆炸事件。元件厂在运行或某一生产周期中，由于运行经验的反馈和新产品的研发，需要在操作、设备甚至在工艺过程中有频繁的改进和变更。元件厂的辐射安全在很大程度上取决于操作人员和管理控制，设计上的冗余性、多样性、安全重

4、要物项的可靠性考虑甚少。设计先天不足和自动化水平不高，给设施的核安全水平带来一定的影响。8.2影响辐射安全的因素元件厂所从事的作业繁多，大部分是开放型的操作，运行和维修都需要较多的人员参与，加强辐射防护特别重要。天然铀或各种富集度的铀化合物的连续吸入是造成工作人员内污染的主要途径。化学毒害可能比辐射危害更大。天然铀燃料元件加工过程中，吸入α放射性内照射为主，兼有一定的β，γ外照射及少量轫致辐射。8.3运行中的辐射安全管理运行经验表明：元件厂辐射安全工作应包括：1）必须制定和建立一个能确保职业照射是最优化的辐射防护大纲和运行质量保证大纲。2）有相应资质的辐射管理

5、人员和辐射安全管理机构3）辐射安全运行管理人员和工作人员在辐射安全方面的职责和义务明确，并经过和合格的培训和再培训，具有较高的核安全文化素质。8.3运行中的辐射安全管理4）符合核安全法规和有关标准5）有完整的辐射监测和评价大纲6）强化自身监督管理7）建立记录保存、时间管理、报告制度、应急计划等8.3运行中的辐射安全管理辐射安全组织元件厂是开放型放射源的甲级工作场所，建立和健全辐射安全组织是必须的。处、科、室职责分工明确，并配备具有相应资质的一定数量的合格人员。元件厂还设置安全生产委员会，定期开会研究核安全与辐射防护的重大问题。应制定一系列管理文件以加强管理。日

6、等效操作量>1.85ⅹ1010Bq8.3运行中的辐射安全管理辐射安全培训元件厂应针对燃料元件制造人员、检查试验人员、质检人员及特殊工艺人员，按其资格进行定期培训通过考试发证，持证上岗必须高度重视核临界安全的培训8.3运行中的辐射安全管理采用成熟可靠的工程设计良好的设计可以有效降低不必要的照射。良好的工程设计不可能完全消除辐射照射和污染事故的发生，但能够减小事故发生的概论。为降低气载污染产生量，必须分析产生污染的原因。在设计上采取措施，如：包容技术；改进工艺流程或生产方式（湿法代替干法，大量减少发尘量）；密闭系统负压操作，防止有害物质泄漏。氟化炉、分解炉、还原炉

7、、精炼炉、烧结炉等易产尘设备，应有良好的密闭性能。8.3运行中的辐射安全管理职业照射的控制与防护1)天然铀燃料元件生产中的冶炼、轧制、机加工各岗位外照射较强。这三个工序β人均年当量剂量为78mSv，UX1和UX2的趋肤效应；γ人均当量剂量为11mSv。天然铀燃料元件生产中的外照射主要是β辐射引起的。2）压水堆燃料元件生产过程，人均外照射剂量，粉冶大于化工和组装。从岗位分析来看，磨削、压制最高，其次是装管、溶解和焊接。实验给出低富集度铀块的剂量率，当U-235为3%时，β剂量率占98%，γ仅占2%，因此在生产过程中应注意β外照射的监测。外照射控制与防护8.3运行

8、中的辐射安全管理职业照射的控制与防护3