辐射防护与环保
(五)
辐射安全联锁辐射安全联锁包括机器辐射安全联锁和人身辐射安全联锁两部分。机器辐射安全联锁是否设置因机器类型而异,人身辐射安全联锁保护系统则是任何一台辐射产生装置所必需的。
世界上一些与核设施有关的恶性事故,
几乎无一不是与联锁系统相关。这除了一些人为因素外,该系统设计不尽合理也是一个重要原因。
一台辐射产生装置的人身辐射安全联锁系统的设计取决于机器的类型、用途和场所的特点等情况。辐射产生装置人身辐射安全联锁设计(以加速器为例)
一般应遵从下列一些原则:
一,辐射安全联锁系统设计的几个基本原则
( 1) 建立严格的隔离区 ( 9) 束流闸
( 2),硬件,最可靠 ( 10)钥匙箱的使用
( 3)失效保护 ( 11)自锁
( 4),冗余,( 12)联锁的旁路
( 5) 最优切断 ( 13) 排风的联锁
( 6) 指示醒目明确 ( 14) 质量保证
( 7) 急停开关
( 8) 辐射监测器与联锁系统一,建立严格的隔离区首先应将装置周围的区域视其辐射水平和潜在的辐射水平进行分类,将其中的高辐射区和一部分辐射区建成隔离区。隔离区的四周应用固定的围墙而不是可以随意移开的活动障碍物与其它区域隔开。该区域与其它区域的通道应同装置的运行严格联锁。
二,硬件最可靠在重要的位置要把最大的信赖寄托在“硬件”上。比如,只要有可能,
宁可设置墙式屏蔽体或在门上加锁,
而不是仅设警告装置、辐射探测装置或电子监测系统。
三,安全保护( Fail-safe)
在电气或电子学线路中,任何一处的失效应导致联锁系统的被切断,而使机器处于安全状态。其它气动或电动阀门及其它零部件的设计均应满足这一原则。如气源、电源的任何故障应导致相应阀门处于使机器停止运行或束流被切断的位置。
四,冗余在同一位置、为同一目的而使用若干种联锁手段以提高可靠性的原则称为
“冗余”原则。在特别重要的地方,为提高可靠性可使用多重联锁。应该注意,
“冗余”不是简单地重复,必须考虑多样性和各种冗余手段间的独立性。
五,最优切断联锁系统应切断机器的最初始的运行功能(如电子枪的触发、离子源的高压、微波功率触发等),只有这样才能终止可能发生在任何地方的严重辐照危险。只切断后级控制而前级仍在运行时,辐射危险仍未消除。
六,指示醒目明确高辐射和辐射区内及其入口,要有醒目且明确的区域或区域内状况的指示。预备开机或准备接受束流时,该区域内要有警铃及闪动灯光,开机或束流出现后保持警告灯为平光状态。
在区域入口处要有中英文的“高辐射区”、
“辐射区”字样。附近有一个随区内出现辐射而转动或闪动的灯光比平光对人的感官刺激更为强烈。指示灯应为习惯的红色或绿色,但对有残余放射性的区域,绿灯应改为黄灯。最好把指示灯选为复合色,如洋红、橙黄、苹果绿等,因为单色盲比复合色盲要多得多。
七,急停开关高辐射区和辐射区内设置,急停开关,是十分必要的,可以使万一在辐射危险即将或已经出现时仍留在这类区域内的人能够按下该开关,中止机器运行而达到自救的目的 。 为此,急停开关要有醒目的标志并安装在人员容易到达的地方 。
八,自锁在联锁系统的主要环节上要有自锁。一旦联锁从该处切断,安全负责人员必须到该现场检查,确保不安全因素已排除后先于当地“复位”,然后再按动控制屏上的复位开关,联锁系统才全部复位投入运行。
九,束流闸( Beam stopper)
在大型机器中,束流可能被引到多个隔离区去工作。在束流分叉的地方,仅仅将伺动束流转弯的电气元件投入联锁是不够的,必须插入束流闸,
并将其驱动线路接人联锁系统。为符合 Fail-safe原则,在动力失效情况下该束流闸应处于关闭位置。
十,钥匙箱( Keybank)的使用在大型机器上,使用钥匙箱并将其投入联锁系统是必要的。钥匙箱是装有一组钥匙开关的箱子,这些钥匙必须全部插入并转到适当位置上才能完成该点的联锁。这样,在临时停机期间进入隔离区的人应先登记然后再从钥匙箱中取走一把钥匙随身携带,从该区出来后将钥匙放回并转到原位,机器才能继续运行。该钥匙一般也作为开启隔离区门的钥匙。在小机器上钥匙箱可以只置于联锁系统控制屏上。近期的身份识别装置就是从此发展来的。
十一,辐射监测器与联锁系统区域辐射监测器应接入联锁系统,
但应恰当地设置 A与 B两个阈值。辐射剂量超过 A阈值要报警,但不切断联锁,而超过 B阈值时则在报警的同时切断联锁系统。
十二,联锁的旁路只有确因工作需要,才可将某些辐射区(而不是高辐射区)的联锁进行旁路。对可能旁路的地方在设计阶段就应予以考虑。旁路应加锁并首先要取得运行负责人员同意并登记后才可取得钥匙。
此外在联锁显示屏上也要给出明确的显示并在运行记录中记录。有条件时可以接入一个计时器或限时器。一旦工作结束了,要立即拆除旁路。
十三,排风的联锁对高功率机器,束流在经过的隔离区内会导致较强的空气和灰尘活化,该区域在人员进入前必须排风。因为活化产物多为短寿命放射性核素,为减少对装置周围环境的影响,应将其排风系统并入机器运行的联锁系统中。粒子束流在该隔离区内停止出现后,排风才能开始。
十四,质量保证在设计和安装联锁系统时,组件的材料质量要好,安装牢靠,必须防止似是而非的组合。凡可能受到强辐射照射的组件,应选用耐辐射损伤的材料。在运行中要定期检验与维修该系统。
在设计过程中还要考虑到并不是每一个使用机器的人都能自觉遵守操作规程,要使该系统设计保证在一些人不自觉地违反了操作规程的情况下,
也不会酿成严重的辐射事故。联锁系统不能允许操作人员随意短路或修改,
该系统的修改只能在安全最高负责人的同意下才能进行。
(五)
辐射安全联锁辐射安全联锁包括机器辐射安全联锁和人身辐射安全联锁两部分。机器辐射安全联锁是否设置因机器类型而异,人身辐射安全联锁保护系统则是任何一台辐射产生装置所必需的。
世界上一些与核设施有关的恶性事故,
几乎无一不是与联锁系统相关。这除了一些人为因素外,该系统设计不尽合理也是一个重要原因。
一台辐射产生装置的人身辐射安全联锁系统的设计取决于机器的类型、用途和场所的特点等情况。辐射产生装置人身辐射安全联锁设计(以加速器为例)
一般应遵从下列一些原则:
一,辐射安全联锁系统设计的几个基本原则
( 1) 建立严格的隔离区 ( 9) 束流闸
( 2),硬件,最可靠 ( 10)钥匙箱的使用
( 3)失效保护 ( 11)自锁
( 4),冗余,( 12)联锁的旁路
( 5) 最优切断 ( 13) 排风的联锁
( 6) 指示醒目明确 ( 14) 质量保证
( 7) 急停开关
( 8) 辐射监测器与联锁系统一,建立严格的隔离区首先应将装置周围的区域视其辐射水平和潜在的辐射水平进行分类,将其中的高辐射区和一部分辐射区建成隔离区。隔离区的四周应用固定的围墙而不是可以随意移开的活动障碍物与其它区域隔开。该区域与其它区域的通道应同装置的运行严格联锁。
二,硬件最可靠在重要的位置要把最大的信赖寄托在“硬件”上。比如,只要有可能,
宁可设置墙式屏蔽体或在门上加锁,
而不是仅设警告装置、辐射探测装置或电子监测系统。
三,安全保护( Fail-safe)
在电气或电子学线路中,任何一处的失效应导致联锁系统的被切断,而使机器处于安全状态。其它气动或电动阀门及其它零部件的设计均应满足这一原则。如气源、电源的任何故障应导致相应阀门处于使机器停止运行或束流被切断的位置。
四,冗余在同一位置、为同一目的而使用若干种联锁手段以提高可靠性的原则称为
“冗余”原则。在特别重要的地方,为提高可靠性可使用多重联锁。应该注意,
“冗余”不是简单地重复,必须考虑多样性和各种冗余手段间的独立性。
五,最优切断联锁系统应切断机器的最初始的运行功能(如电子枪的触发、离子源的高压、微波功率触发等),只有这样才能终止可能发生在任何地方的严重辐照危险。只切断后级控制而前级仍在运行时,辐射危险仍未消除。
六,指示醒目明确高辐射和辐射区内及其入口,要有醒目且明确的区域或区域内状况的指示。预备开机或准备接受束流时,该区域内要有警铃及闪动灯光,开机或束流出现后保持警告灯为平光状态。
在区域入口处要有中英文的“高辐射区”、
“辐射区”字样。附近有一个随区内出现辐射而转动或闪动的灯光比平光对人的感官刺激更为强烈。指示灯应为习惯的红色或绿色,但对有残余放射性的区域,绿灯应改为黄灯。最好把指示灯选为复合色,如洋红、橙黄、苹果绿等,因为单色盲比复合色盲要多得多。
七,急停开关高辐射区和辐射区内设置,急停开关,是十分必要的,可以使万一在辐射危险即将或已经出现时仍留在这类区域内的人能够按下该开关,中止机器运行而达到自救的目的 。 为此,急停开关要有醒目的标志并安装在人员容易到达的地方 。
八,自锁在联锁系统的主要环节上要有自锁。一旦联锁从该处切断,安全负责人员必须到该现场检查,确保不安全因素已排除后先于当地“复位”,然后再按动控制屏上的复位开关,联锁系统才全部复位投入运行。
九,束流闸( Beam stopper)
在大型机器中,束流可能被引到多个隔离区去工作。在束流分叉的地方,仅仅将伺动束流转弯的电气元件投入联锁是不够的,必须插入束流闸,
并将其驱动线路接人联锁系统。为符合 Fail-safe原则,在动力失效情况下该束流闸应处于关闭位置。
十,钥匙箱( Keybank)的使用在大型机器上,使用钥匙箱并将其投入联锁系统是必要的。钥匙箱是装有一组钥匙开关的箱子,这些钥匙必须全部插入并转到适当位置上才能完成该点的联锁。这样,在临时停机期间进入隔离区的人应先登记然后再从钥匙箱中取走一把钥匙随身携带,从该区出来后将钥匙放回并转到原位,机器才能继续运行。该钥匙一般也作为开启隔离区门的钥匙。在小机器上钥匙箱可以只置于联锁系统控制屏上。近期的身份识别装置就是从此发展来的。
十一,辐射监测器与联锁系统区域辐射监测器应接入联锁系统,
但应恰当地设置 A与 B两个阈值。辐射剂量超过 A阈值要报警,但不切断联锁,而超过 B阈值时则在报警的同时切断联锁系统。
十二,联锁的旁路只有确因工作需要,才可将某些辐射区(而不是高辐射区)的联锁进行旁路。对可能旁路的地方在设计阶段就应予以考虑。旁路应加锁并首先要取得运行负责人员同意并登记后才可取得钥匙。
此外在联锁显示屏上也要给出明确的显示并在运行记录中记录。有条件时可以接入一个计时器或限时器。一旦工作结束了,要立即拆除旁路。
十三,排风的联锁对高功率机器,束流在经过的隔离区内会导致较强的空气和灰尘活化,该区域在人员进入前必须排风。因为活化产物多为短寿命放射性核素,为减少对装置周围环境的影响,应将其排风系统并入机器运行的联锁系统中。粒子束流在该隔离区内停止出现后,排风才能开始。
十四,质量保证在设计和安装联锁系统时,组件的材料质量要好,安装牢靠,必须防止似是而非的组合。凡可能受到强辐射照射的组件,应选用耐辐射损伤的材料。在运行中要定期检验与维修该系统。
在设计过程中还要考虑到并不是每一个使用机器的人都能自觉遵守操作规程,要使该系统设计保证在一些人不自觉地违反了操作规程的情况下,
也不会酿成严重的辐射事故。联锁系统不能允许操作人员随意短路或修改,
该系统的修改只能在安全最高负责人的同意下才能进行。