2021年醫(yī)用放射性廢水衰變池設計

1、附錄8歐陽光明(2021.03.07)醫(yī)用放射性衰變池設計方案一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保證核醫(yī)學科所排放的放射性廢液， 滿足國家醫(yī)院放射性廢水的排放標準。為此，衰變池的設計應滿足 以下要求：衰變池采用三級分隔連續(xù)式衰變池，池內(nèi)設導流墻，推流式 排放。衰變池的容積按醫(yī)院放射性廢水可排放標準濃度計算。根據(jù)國家環(huán)保總局2003年發(fā)布的醫(yī)院污水處理技術指 南，醫(yī)院放射性廢水可排放濃度范圍為3.7 X 102Bq/L3.7 X105Bq/L。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(shù)據(jù)：2.1

2、.1核醫(yī)學科門診病例醫(yī)院核醫(yī)學科開展顯像診斷，所使用的放射性源99mTc，假設每 位病人平均使用活度為5.55x 108Bq(15mCi);平均每位病人排尿兩 次，排出量約為600ml1，每次抽水馬桶用水量約為6L2，總用水 量約為12.6L;假設病人出院時排出量為給藥量的33%3,為1.85 x 108Bq。醫(yī)院核醫(yī)學科開展甲亢治療，假設每位病人使用的131I活度為3.7 x 108Bq (10mCi);平均每位病人排尿一次，排出量約為300ml, 抽水馬桶用水量約為6L,總用水量約為6.3L;假設病人出院時排 出量為給藥量的20%3,為7.4 x 107Bq。2.1.2核醫(yī)學科住院病例醫(yī)院

3、核醫(yī)學科開展甲癌治療，則使用的131I治療最大用量：7.4 x 109Bq(200mCi);病人出院時體內(nèi)殘留131I攜帶量限值為 400MBq(0.4 x 109Bq);病人一般住院7天，住院病人廢水量約為 100L/床.日(按照醫(yī)院污水處理技術指南中參考數(shù)值100一200L/床.d中最小值計算，如參照醫(yī)院污水處理技術指南最大 值計算，則核醫(yī)學科室每天一個住院病人所需衰變池容積為 6.28m322.9m3，建設運行維護不方便)，病人住院期間，131I從尿 中排出量約為給藥量的66%4，則131I的排放量為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(jù)放射性物質

4、的活度衰減公式：N=N0e頊式中N0為病人出院 時排放的每升廢水的放射性活度，N為醫(yī)院放射性廢水可排放的活 度范圍(3.7x102Bq3.7x105Bq)，久為衰變常數(shù):洋 In 2/T1/2， JL /匕 t1/2為放射性元素的半衰期；t為達到醫(yī)院可排放的放射性污水活度 標準所用的時間)由 N=N0e-At，得出 t= In N0/N /A*歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07代入計算參考數(shù)據(jù)，則達到可排放放射性廢水活度所用的時間 t- 99Tc=32h92h （ 1.4d3.9d） ， 甲亢=41.7d124.9d，甲癌 =35.3d118.6d。2.2.2衰變池的容積計算方法根據(jù)放射性物質

5、活度衰減公式得出：廠=e-At （n為日排放放射性廢水人數(shù)，N0為病人出院時排放的放射性廢水的活度，N為醫(yī)院放射性廢水可排放的活度范圍， A為衰變常數(shù)，t為達到醫(yī)院可排放放射性廢水所需的時間）設醫(yī)院可排放濃度為 C: C=回 /Vn=1,2,3.（3.7x102Bq/LVCV3.7x105Bq/L，Vf.為日排放人數(shù)用水量）。由達到可排放放射性物質濃度的標準所用的時間t，則所需日數(shù)為 T224h由Vn=,2,3.=區(qū)/C，得達到可排放放射性污水的衰變池總容積V=Vn=1,2,3.XT2.3衰變池的容積設計2.3.1設計方法及參考數(shù)據(jù)醫(yī)院核醫(yī)學科開展99mTc顯像診療根據(jù)計算參考數(shù)據(jù)，得出99m

6、Tc的容積參考表：表格1 99mTc的容積參考表日排放人數(shù)日排放用水量（L）衰變池總容積（m3）101300.180.5202600.361.0醫(yī)院核醫(yī)學科開展甲亢及甲癌治療根據(jù)計算參考數(shù)據(jù)，得出I-131的容積參考表:表格2 131I甲亢的容積參考表日排放人數(shù)日排放用水量（L）衰變池總容積（m3）531.51.323.9410632.647.88表格3 1311甲癌的容積參考表住院病人數(shù)住院病人日用水量（L）衰變池總容積（m3）11003.5311.8622007.0623.72在衰變池前設置專用化糞池，沉渣如難于排出，可進行酸化，促 進排入衰變池，容積為1m3。232參考數(shù)據(jù)若醫(yī)院只開展9

7、9mTc顯像診療，日均10人，衰變池的可控容積范 圍為0.30.6m3 （具體建設容積大小可根據(jù)醫(yī)院的實際情況選 定）。若醫(yī)院開展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25m3 （具體建設容積大小可根據(jù)醫(yī)院 的實際情況選定）。2.4衰變池結構設計2.4.1設計方案由于放射性廢液排入到衰變池是與時間變化的動態(tài)過程，為了使*歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07 衰變池的物理結構更加符合污水排入、流動、核素衰變的動態(tài)過 程，將衰變池設計為三級連續(xù)式放射性衰變池。收集放射性廢水的管道應采用耐腐蝕的特種管道，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

8、積的1/3 （廢水液面 距離蓋板的空間不算入其中），考慮有生活糞便污水一并排出，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(nèi)沉 渣如難于排出，可進行酸化，促進排入衰變池。其所含的放射性也 得以衰減并防止固形物進入衰變池，衰變池必須恰當選址，池底和 池壁應堅固、耐酸堿腐蝕和無滲透性，應有防止泄漏措施，化糞池 進水口略高于出水口 5cm，池蓋與廢水液面應有20cm的距離，衰 變池蓋板的砼厚度不小于30cm。如根據(jù)醫(yī)院要求需加厚砼的屏蔽厚度，則根據(jù)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Y射線劑量率（或 注量，注量率等），u代表能量為Ey的光子在密

9、度為p的物質中的 線衰減系數(shù)，d為屏蔽厚度。242參考方案*歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07格柵：格柵的目的是攔截污水中較大粒徑的懸浮物和漂浮物，保證 后續(xù)處理過程的正常運行。圖1放射性衰變池平面結構圖示意圖圖2放射性衰變池側面結構示意圖2.4.3材料要求：1外圍池壁及中間隔層墻體均采用Mu105磚，M10水泥砂漿砌筑 有無地下水均同。2預制混泥土采用C45F200型號（混）疑土立方體抗壓強度是 45MPa，防凍等級為F200）。3底板：無地下水時采用#100混泥土，有地下水時用#150混泥土， 下面均素土夯實。4抹面：內(nèi)壁一律用1： 2水泥砂漿抹面15mm厚，無地下水時一律 原漿勾縫。5根

10、據(jù)醫(yī)院可提供建設衰變池的位置，衰變池的長，寬及深度可略 為調(diào)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耐腐蝕的特種管道，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DN150168mm（DN的含義：代表管材的公稱直徑字符 ：代表管材的外徑表示）。7如糞便立管不能利用作糞便透氣管或無糞便立管的廁所應加設透 氣管。3監(jiān)測與管理3.1連續(xù)式衰變池每月進行一次監(jiān)測。*歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.073.2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(jiān)測其放射性達標方可處置。二固體衰變池設計方案1.1污物桶收集設置1個供收集廢物的污物桶

11、（建議設置2個污物桶，方便備 用），且必須具有外防護層和電離輻射標志。污物桶放置點應避開工作人員作業(yè)和經(jīng)常走動的地方。污物桶內(nèi)應放置專用塑料袋直接收納廢物。裝滿后的廢物袋及時 轉送貯存室。廢物袋或廢物包、廢物桶及其他存放廢物的容器必須在顯著位置 標有廢物類型、核素種類、比活度范圍和存放日期的說明，內(nèi)裝注 射器及碎破璃等物品的廢物袋應附加外套。廢物經(jīng)過存放衰變，比活度降低到7.4x104Bq/kg6以下后，即可 作醫(yī)用非放射性廢物處理。1.2衰變池收集（參考方案）若醫(yī)院節(jié)約放射性固體收集裝置的開支，建議建造一個放射性固 體廢物收集和存放的衰變池，衰變池必須恰當選址（應避開工作人 員作業(yè)和經(jīng)常走動

12、的地方），設計圖如下：圖3衰變池結構示意圖1.2.1材料要求：1外圍池壁均采用 Mu10磚，M10水泥砂漿砌筑有無地下水均 同。2衰變池池蓋采用預制混）疑土 C45F200型號（混）疑土立方體抗壓強度是45MPa,防凍等級為F200）, 池蓋上必須具有鉛板外防護層 和電離輻射標志。3根據(jù)醫(yī)院可提供建設衰變池的位置，衰變池的長，寬及深度可略 為調(diào)整，但總容積則仍需要求設計。參考資料及文獻：正常人的膀胱容量為300ml500ml，一次排出量為 200ml500ml，該設計方案中每位病人每次排尿量折中取值為 300ml。該衰變池設計方案中，抽水馬桶采用節(jié)水型抽水馬桶，沖水一 次僅耗水6L。99TCm顯像排泄量更改為空，131I甲亢治療排泄量更改為20%（建議參考量為0%），此數(shù)據(jù)根據(jù)現(xiàn)運行的核醫(yī)學科室的情況，設定的參考數(shù)據(jù)，暫無法查找到準確的科學計算數(shù)據(jù)；對于甲亢治 療病人，一般治療完后，可以直接出院，沒有產(chǎn)生放射性廢液，節(jié) 省放射性衰變池的建設開支。131I甲癌住院病人排泄量為66%【此數(shù)據(jù)出自李德平，潘自強主 編，輻射防護手冊（第三分冊）。輻射安全M.北京：原子能出版 社，1990.3】Mu10紅磚：Mu-磚強度等級代號，砌體單位masonry units（MU），10是磚抗壓強度（牛頓/平方毫米，N/mm2），即10Mpa固體放射性廢物作醫(yī)用非放射線廢物處理，要求其比活度降低到