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電子輻照加速器輻照加工項目的職業病危害

現代工業生產場所中存在多種職業病危害因素,并可對作業人員健康產生有害復合作用。因此,在進行放射建設項目的評價和審查中,不僅要對建設項目放射防護進行評價.而且還應考慮其他職業病危害因素的影響。《中華人民共和國職業病防治法》頒布實施后,國家制定了一系列職業衛生法律法規、規范和標準。依照有關法規和規范,可能產生放射性職業病危害因素的建設項目被定性為嚴重職業病危害建設項目,在項目可行性論證階段必須進行職業病危害預評價,井作為衛生行政部門進行審批用的獨立技術文件。  在目前國家尚無放射建設項目職業病危害評價規范的情況下.筆者試圖通過對某企業電子輻照加速器輻射加工建設項目,系統分析放射建設項目職業病危害特點,初步探討放射建設項目職業病危害預評價項目與內容。       1 內容與方法   1.1內容    選擇某企業技改的3.0 Mev、40mA高頻高壓電子輻照加速器輻射交聯聚乙烯系列產品的建設項目。主要評價內容包括:選址及其總體布局、生產工藝、工程分析、職業病危害因素識別與評價、職業衛生防護措施分析與評價等。   1.2方法    根據建設項目技術資料,參照《建設項目職業病危害評價規范》和《建設項目放射防護評價報告書格式和內容》,在分析工程有害因素的基礎上,對輻射加工的詳細工藝生產流程及其操作方式、生產過程中的職業病危害因素及其職業衛生防護和管理措施等進行分析與評價。    2 結果    2.1選址及其總體布局    輻照加工裝置位于該廠廠區內,周圍100m內無居民區。建設場址場區內之飽和層為細沙層,經地震液化判斷,地震對本層不會發生液化,也未見有結構斷裂通過,因此.適宜進行本工程建設。    輻照加工裝置主要由首層為輻照廳、第二層為加速器廳,以及傳送系統、控制室、物品儲存室和輔助設備組成。加速器廳和輻照廳是該建設項目的主體部分,建筑物長37.9 m,寬29.8m,建筑面積1562m2。    2.2電子輻照加速器輻射加工工藝流程    輻照室、預輻照大廳(輻照產品裝卸大廳)、控制室、辦公用房、庫房與其配套的輔助用房、生產車間,形成一體化格式安排。         熱收縮材料生產工藝:①原料混合→熔融擠出→冷卻定型→收卷;②放卷→輻射交聯→收卷;③放卷→加熱→擴管→冷卻定型→成品。        2.3工程分析    2.3.1輻射源裝置和屏蔽設計   2.3.1.1輻射源裝置    輻射源裝置為高頻高壓電子輻照加速器,技術參數為3.0MeV、40 mA,最大束功率120 kW,加速粒子的種類是電子,屬中低能加速器。    在電子輻照物品過程中,由于電子與物質的相互作用,產生出x射線。這種x射線是輻射處理工作中不需要的,對操作人員和工作場所有害而需要對其防護,就防護而言主要是針對x線。    在電子輻照加速器中,當電子能量較高時,有可能由于(γ,n)反應產生光致衰變中子。
加速器結構材料及屏蔽材料中的核素如:C、O、Al、Si、Ca、Fe、Pb等都會出現這種可能。但產生這種反應的閾值能量最小也要8 Mev,而3 Mev的加速器達不到產生(γ,n)反應的閾值,所以不會產生中子。因此,本工程的輻射源項不存在中子感生放射性。   2.3.1.2屏蔽設計    依據輻射防護最優化原則,在考慮到經濟和社會因素后,使工作人員所受照射保持在合理的最低水平。設計中根據屏蔽計算和代價利益分析來確定屏蔽厚度,并從偏安全的角度考慮,計算時用了2倍的安全系數。    本輻射裝置加工材料為塑料等輕材料,但在防護設計中也充分考慮到電子束轟擊金靶,這時x射線的強度將要大得多。輻照廳輻射源基本上是電子轟擊被輻照材料而發出的x射線,加速器廳考慮兩種輻射源:一是被電子轟擊的靶材料發出的x射線穿過樓板上的加速管穿行至主機鋼管而被散射的x射線;二是加速管內聚焦不良的離散電子流轟擊管壁而發出的x射線。    在屏蔽計算中。透射是根據文獻的減弱曲線計算。根據輻射防護三原則,輻照廳北墻取1.8 m,東、西墻取1.7 m。迷路墻厚度分段逐漸減薄(從1.5m→0.7m→0.5m→0.5m四段),迷路口設3mm鉛皮門;加速器廳墻厚0.5 m,出口設短迷路(3 m),也設3mm鉛皮門;加速器廳樓板厚1.5 m,頂板厚0.6m。   2.3.2其他設施    為了排除電子和x射線穿過空氣時產生的大量臭氧等有害氣體,在輻照廳內安裝強力排風系統,抽出的空氣送至28 m高處排放。   2.4職業病危害因素識別與評價   2.4.1電離輻射    電子束輻照塑料而產生x射線。工作人員所受到的放射性職業病危害主要是x射線穿透防護墻的透射線,以及屏蔽室內的次級輻射受室壁、頂和地板的一次或多次散射,在迷路口形成一定的輻射場。  電離輻射作用于機體后,其能量傳遞給機體的分子、細胞、組織和器官,造成它們形態和功能的變化。  其健康效應可分為確定性效應和隨機性效應。  確定性效應是指照射引起損害的嚴重程度隨劑量的增減而變化,存在劑量閾值,即低于閾劑量時不造成損害,這種損傷一般有放射性白內障、皮膚病以及血液變化等;隨機性效應是指受照人群中損害效應的發生率隨劑量的增減而變化,而其嚴重程度則與劑量大小無關,這種損害一般有輻射致癌、致畸變等。    按理論計算,本工程致放射工作人員年平均有效劑量最大為5 mSv。但類似裝置檢測結果表明,放射工作人員年平均有效劑量一般為0.322 mSv。遠小于國家規定的20mSv限值。   2.4.2特殊氣體    在生產過程中空氣在射線照射下可以產生臭氧(O3)和氮氧化物(NOx)等有害氣體,其中以O3的危害較大。O3和NOx均為刺激性氣體,不僅可引起或加重微生物對呼吸道感染,而且能損害肺內殺菌活性等防御機能。引起神經衰弱綜合征。    通過理論計算,該加速器在滿負荷運行后停止照射,輻照室的O3濃度為限值的3 000倍以上,以每小時20次換氣率強力通風約30 min后,O3的濃度才降至限值以下。       2.4.3鉛    在對散射線進行屏蔽防護時,鉛或鉛制品是其有效的防護材料。在本項目中,屏蔽門皆使用含3mm鉛厚度的鐵門,電子輻照加速器機頭也采用鉛磚防護,所以,鉛也是存在于工作場所的重金屬。 
鉛是一種常用的有毒金屬,人體可經呼吸道從空氣中攝取。鉛能作用于全身各系統和器官,尤其是神經系統、消化系統、造血系統和心血管系統等。引起貧血、鉛性腦病、鉛性腎病等。    據報道,在x射線機房空氣中鉛濃度和放射工作人員頭發中鉛含量均顯著高于對照人群。因此,在選擇鉛或含鉛防護制品時,必須加強對鉛的防護。   2.4.4噪聲及微小環境因素等其他職業病危害因素   噪聲主要來源于強力排風機和機械傳動裝置,這些裝置安裝在輻照廳或加速器廳,因此,一般不會對人體造成損害。    微小環境包括溫濕度、正負離子、新風量和微生物等。在放射工作場所,當x射線通過空氣時,可致電離作用,使空氣電離化,因此,放射工作場所微小環境主要是空氣中正負離子嚴重失調,正離子濃度顯著高于負離子濃度。    正離子作用于機體可對神經系統、呼吸系統、造血系統及內分泌系統等產生不良影響,而負離子可對機體產生良好的增強效應。應采取有關措施,降低正離子濃度或輸送負離子,創造一個良好的工作環境。    2.5職業衛生防護措施分析與評價   2.5.1工作場所分區    依照國家標準,把工作場所分為控制區、監督區和非限制區,實行分區管理。控制區包括輻照室回路入(出)口以內的區域(輻照室迷道和人員入口通道),操作室(控制室)、照射回路入口以外的區域或房間、以及在其中工作的人員受到的照射一般不超過年有效劑量當量限值的3/10,而可能超過1/10的區域為監督區。   2.5.2職業病防護設施    本工程將采用多重安全聯鎖裝置來保證工藝生產過程的正常進行。安全聯鎖包括鑰匙開關、防護門聯鎖和電柜門聯鎖、光電控制裝置、實時攝像監視和通訊系統、個人劑量報警、緊急停機開關及聲光信號指示等。在控制區和監督區將按要求設置明顯的電離輻射標志。此外,尚有聲響報警系統。   2.5.3職業衛生管理    為保證安全生產,防止事故發生,公司制定了相應的規章制度。主要有:崗位責任制、輻照裝置運行安全規定、事故報告制度、個人劑量監測制度、輻照管理及衛生制度。此外,還應建立安全設備定期檢修制度、放射防護監測和醫學監護制度、突發事件應急救援程序等。   3 討論    電子輻照加速器輻射加工建設項目所涉及的職業病危害因素最主要的是x射線,這也是以往對該類建設項目進行衛生學評價時,僅對建設項目的放射防護設施、措施、輻射安全與輻射管理等重點評價。但是,在輻照加工生產過程中,尚存在高度危害的鉛,以及其他有毒的、刺激性的氣體如臭氧、氮氧化物等。因此,依據《職業病防治法》等國家有關法律法規,對放射建設項目進行全面的職業病危害評價是非常必要的。  目前尚未見有放射建設項目職業病危害評價文獻報道,筆者認為,評價報告書一般應包括如下內容:  ①前言,主要包括項目來源,評價工作組織; ②總論,包括評價目的、依據、范圍和標準; ③建設項目概況與場址; ④工程項目分析。包括輻射源裝置,輻射源屏蔽估算,其他裝置; ⑤職業病危害因素分析與評價,包括輻射源項,危害因素種類及其對人體的主要職業危害,可能產生的濃度(強度),及其主要危害程度預測;  ⑥職業病危害防護措施分析與評價,包括場址選擇,放射工作場所分區,職業病防護設
備(如安全聯鎖、警示標志、個人防護用品等),職業衛生管理(如制度、應急程序等);  ⑦評價結論,對評價內容進行歸納,確定建設項目是否可行; ⑧存在問題與建議,指出存在的問題以及改進措施的建議等。    筆者認為,作為放射建設項目職業病危害預評價內容的一般通則而言,應包含2大類7項內容。第一類為放射性危害因素,其內容應包括電離輻射或輻射源,中子感生放射性和附加天然輻射如氡、釷射氣等;第二類為非放射性危害因素,其內容為射介產物如臭氧、氮氧化物等,金屬污染如鉛等,非電離輻射如微波等,以及微小氣候如空氣離子等。
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