移动式放射性废水处理实验装置辐射防护设计研究

摘要

研发小型化可移动式的放射性废水处理装置可解决核设施运行、退役、科研、生产中产生的放射性废水问题，可减少企业的固定投资，同时还可用于核应急处理。移动式放射性废水处理实验装置作为小型化可移动式放射性废水处理装置的研制平台，可测试得到装置的拦截效率、稳定性、安全性等参数，为进一步优化装置的性能提供依据和指导。由于实验装置设备的数量较多、形状不一且分布较分散，各净化设备及相关容器在截流或残留放射性核素后会成为众多源项，实验装置周围空间不同处的剂量水平会存在差异，且实验过程中要对装置进行调试和切换，同时还要对实验装置进行观察，无法做到完全密闭的屏蔽模式，只能进行半开放式的操作，因此需要对操作环境的辐射剂量水平进行较为详细的分析，根据分析结果和现场操作情况进行具体的辐射防护设计，确保职业人员和周围公众的安全。使用传统的计算方法工作量较大且存在较多不确定因素，随着计算机技术的不断发展，使得数值模拟技术广泛应用于工程研究领域，因此进行辐射防护设计时可通过建立实验场所的数值模型，对粒子在空间中的运动进行模拟，得到较准确的空间剂量分布，帮助进行辐射防护的设计工作。本设计利用蒙特卡罗数值模拟的方法，在采集了实验场所及源项等相关参数后，使用大型粒子输运程序MCNP建立了实验模型，模拟得到了实验装置周围空间的剂量分布数据并使用MATLAB制作了剂量分布图，结合场所的实际情况根据图中的剂量分布，从运算结果中找出不同剂量水平边界的位置。在坚持国际放射防护委员会（ICRP）提出的正当性、最优化和剂量限值三个原则及相关法律法规和标准的指导下，结合剂量模拟结果、实验装置所处环境及具体操作情况，从划分工作区域、限制操作时间的角度达到了辐射防护设计的目的，为后续实验的辐射防护工作提供了指导性的依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究的目的及意义

1.1.1 研究的目的

1.1.2 研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状及发展趋势

1.2.2 国内研究现状及发展趋势

1.3 存在的主要问题

1.4 研究办法

第2章 辐射防护设计依据

2.1 法律法规

2.1.1 相关法律

2.1.2 相关法规

2.2 相关标准

2.2.1 参考及执行标准

2.2.2 相关标准的主要参考内容及适用性

第3章 实验工艺分析

3.1 工艺流程介绍

3.2 源项分析

3.2.1 核素分析

3.2.2 辐射类型分析

3.2.3 放射性核素辐射特性及使用情况

3.2.4 实验指标

第4章 实验装置的辐射剂量模拟与防护设计

4.1 实验装置概况及周围环境简况

4.2 剂量模拟

4.2.1 模拟程序

4.2.2 三维参数的确定

4.2.3 核素分布参数

4.2.4 设备材质及厚度

4.2.5 模拟空间边界的设置

4.2.6 剂量模拟结果与分析

4.3 防护设计

4.3.1 设计原则

4.3.2 设计方案

4.3.3 其他注意事项

4.3.4 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢