臨江市衰變設計方案

液體衰變池設計方案

1 原則及要求

衰變池的結構和容積必須核醫學科所放的放射性廢液，滿足放射性廢水的放規準。為此，衰變池的設計應滿足以下要求：

⑴ 衰變池采用三級分隔連續式衰變池，池內設導流墻，推流式放。衰變池的容積按放射性廢水可放規準濃度計算。

⑵ 根據總局2003年發布的《污水處理技術指南》，放射性廢水可放濃度范圍為3.7×10²Bq/L～3.7×10⁵Bq/L。

⑶ 在衰變池前設置化糞池，用以沉淀消化固形物，其所含的放射性也得以衰減并防止固形物進入衰變池。

2 設計方法及過程

2.1 計算參考數據：

2.1.1 核醫學科病例

⑴ 核醫學科開展顯像，所使用的放射性源[^99mTc]，假設每位病人平均使用活度為5.55×10⁸Bq(15mCi)；平均每位病人尿兩次，出量約為600ml^[1]，每次抽水馬桶用水量約為6L^[2]，總用水量約為12.6L；假設病人出院時出量為給藥量的33%^[3]，為1.85×10⁸Bq。(約合14.683MBq/L)   

⑵ 核醫學科開展甲亢治療，假設每位病人使用的¹³¹I活度為3.7×10⁸Bq(10mCi)；平均每位病人尿一次，出量約為ml，抽水馬桶用水量約為6L，總用水量約為6.3L；假設病人出院時出量為給藥量的20%^[3]，為7.4×10⁷Bq。(約合11.746MBq/L)

2.1.2 核醫學科住院病例

⑴ 核醫學科開展甲癌治療，則使用的¹³¹I治療大用量：7.4×10⁹Bq(200mCi)；病人出院時體內殘留¹³¹I攜帶量限值為400MBq(0.4×10⁹Bq)；病人一般住院7天，住院病人廢水量約為100L/床·日（按照《污水處理技術指南》中參考數值100～200L/床·日中小值計算，如參照《污水處理技術指南》大值計算，則核醫學科室每天一個住院病人所需衰變池容積為6.28m³～22.9m³，建設維護不方便），病人住院期間，¹³¹I從尿中出量約為給藥量的66%^[4]，則¹³¹I的放量為4.884×10⁹Bq。   

2.2 計算方法及過程：

2.2.1廢水達標的計算方法

根據放射性物質的活度衰減公式：N=N₀e^-λt(式中N₀為病人出院時放的每升廢水的放射性活度，N為放射性廢水可放的活度范圍：3.7×10²Bq～3.7×10⁵Bq，λ為衰變常數：λ=㏑2/T_1/2，T_1/2為放射性元素的半衰期；t為達到可放的放射性污水活度規準所用的時間)。

由N=N₀e^-λt，得出t=ln(N₀/N)/λ

代入計算參考數據，則達到可放放射性廢水活度所用的時間t_99Tc=32h～92h (1.4d~3.9d)，

t_I甲亢=41.7d～124.9d，

t_I甲癌=35.3d～118.6d。

2.2.2衰變池的容積計算方法

臨江市衰變設計方案

根據放射性物質活度衰減公式得出：

ΣN=ΣN₀e^-λt (對日放放射性廢水人數求和，N₀為病人出院時放的放射性廢水的活度，N為放射性廢水可放的活度范圍，λ為衰變常數，t為達到可放放射性廢水所需的時間)

設可放濃度為C：

C=ΣN/V_n

 (3.7×10²Bq/L≤C≤3.7×10⁵Bq/L，V_n為日放人數用水量)。

由達到可放放射性物質濃度的規準所用的時間t，則所需日數為T≈t/24h；由V_n=ΣN/C，得達到可放放射性污水的衰變池總容積V= V_n×T。

2.3衰變池的容積設計

2.3.1設計方法及參考數據

⑴ 核醫學科開展[^99mTc]顯像診療

根據計算參考數據，得出[^99mTc]的容積參考表：

表格1  [^99mTc]的容積參考表

⑵ 核醫學科開展甲亢及甲癌治療

根據計算參考數據，得出[¹³¹I]的容積參考表：

表格2  [¹³¹I_甲亢]的容積參考表

表格3  [¹³¹I_甲癌]的容積參考表

⑶ 在衰變池前設置專用化糞池，沉渣如難于出，可進行酸化，促進入衰變池，容積為1m³。

2.3.2參考數據

⑴ 若只開展^99mTc顯像診療，日均10人，衰變池的可控容積范圍為0.3～0.6m³（具體建設容積大小可根據的實際情況選定）。

⑵ 若開展^99mTc顯像（日均10人），¹³¹I甲亢治療（日均5人）：衰變池可控容積范圍為2～5m³（具體建設容積大小可根據的實際情況選定）。

2.4 衰變池結構設計

2.4.1 設計方案

⑴ 由于放射性廢液入到衰變池是與時間變化的動態過程，為了使衰變池的物理結構更加符合污水入、流動、核素衰變的動態過程，將衰變池設計為三級連續式放射性衰變池。

⑵ 收集放射性廢水的管道應采用的種管道，一般為不銹鋼管道或塑料管；放射性污水池，每池容積為總容積的1/3（廢水液面距離蓋板的空間不算入其中），考慮生活糞便污水一并出，在衰變池前設置專用化糞池，用以沉淀消化固形物，專用化糞池內沉渣如難于出，可進行酸化，促進入衰變池。其所含的放射性也得以衰減并防止固形物進入衰變池，衰變池必須恰當選，池底和池壁應堅固、腐蝕和滲透性，應防止泄漏措施，化糞池進水口略高于出水口5cm，池蓋與廢水液面應20cm的距離，衰變池蓋板的砼厚度不小于30cm。

如根據要求需加厚砼的屏蔽厚度，則根據屏蔽計算公式：

N=N₀e^-ud

式中N₀，N分別為屏蔽層前后，探測器所測到的γ射線劑量率（或注量，注量率等），u代表能量為E_γ的光子在密度為ρ的物質中的線衰減系數，d為屏蔽厚度。

2.4.2 材料要求：

1外圍池壁及中間隔層墻體均采用Mu10^[5]磚，M10水泥砂漿砌筑(地下水均同)。

2預制混泥土采用C45F200型號(混凝土立方體抗壓強度是45MPa，防凍等級為F200)。

3底板：地下水時采用^#100混泥土，地下水時用^#150混泥土，下面均素土夯實。

4抹面：內壁一律用1:2水泥砂漿抹面15mm厚，地下水時一律原漿勾縫。

5根據可提供建設衰變池的位置，衰變池的長，寬及深度可略為調整，但總容積則仍需要求設計。

6收集放射性廢水及糞便的管道應采用的種管道，一般為不銹鋼管道或塑料管；建議采用pvc下水管，糞便器以后的管道尺寸為DN150-ф168mm（DN的含義：代表管材的公稱直徑   字符Ф：代表管材的外徑表示）。

7如糞便立管不能利用作糞便透管或糞便立管的廁所應加設透管。

3 監測與管理

3.1 連續式衰變池每月進行一次監測。

3.2 收集處理放射性污水的化糞池或衰變池每半年清掏一次，清掏前應監測其放射性達標方可處置。