醫(yī)用放射性廢水衰變池設(shè)計(jì)朱韜

附錄8醫(yī)用放射性衰變池設(shè)計(jì)方案一.液體衰變池設(shè)計(jì)方案1原則及規(guī)定衰變池的結(jié)構(gòu)和容積必須保證核醫(yī)學(xué)科所排放的放射性廢液，滿足國(guó)家醫(yī)院放射性廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。為此，衰變池的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下規(guī)定：⑴衰變池采用三級(jí)分隔連續(xù)式衰變池，池內(nèi)設(shè)導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)濃度計(jì)算。⑵根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩?023年發(fā)布的《醫(yī)院污水解決技術(shù)指南》，醫(yī)院放射性廢水可排放濃度范圍為3.7×102Bq/L~3.7×105Bq/L。⑶在衰變池前設(shè)立化糞池，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(jìn)入衰變池。2設(shè)計(jì)方法及過(guò)程2.1計(jì)算參考數(shù)據(jù)：2.1.1⑴醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科開展顯像診斷，所使用的放射性源[99mTc]，假設(shè)每位病人平均使用活度為5.55×108Bq(15mCi)；平均每位病人排尿兩次，排出量約為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(shè)病人出院時(shí)排出量為給藥量的33%[3]，為1.85×108Bq。⑵醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科開展甲亢治療，假設(shè)每位病人使用的131I活度為3.7×108Bq（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(shè)病人出院時(shí)排出量為給藥量的20%[3]，為7.4×107Bq。2.1.2核醫(yī)學(xué)科住院病例⑴醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科開展甲癌治療，則使用的131I治療最大用量：7.4×109Bq(200mCi)；病人出院時(shí)體內(nèi)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《醫(yī)院污水解決技術(shù)指南》中參考數(shù)值100～200L/床.d中最小值計(jì)算，如參照《醫(yī)院污水解決技術(shù)指南》最大值計(jì)算，則核醫(yī)學(xué)科室天天一個(gè)住院病人所需衰變池容積為6.28m3~22.9m3，建設(shè)運(yùn)營(yíng)維護(hù)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4.884109Bq。2.2計(jì)算方法及過(guò)程：2.2.1廢水達(dá)標(biāo)的計(jì)算方法根據(jù)放射性物質(zhì)的活度衰減公式：N=N0e-λt(式中N0為病人出院時(shí)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（3.7×102Bq~3.7×105Bq），λ為衰變常數(shù)：λ=㏑2/T1/2，T1/2為放射性元素的半衰期；t為達(dá)成醫(yī)院可排放的放射性污水活度標(biāo)準(zhǔn)所用的時(shí)間)由N=N0e-λt，得出t=㏑N0/N／λ代入計(jì)算參考數(shù)據(jù)，則達(dá)成可排放放射性廢水活度所用的時(shí)間t99Tc=32h~92h（1.4d~3.9d），tI甲亢=41.7d~124.9d，tI甲癌=35.3d~118.6d。2.2.2衰變池的容積根據(jù)放射性物質(zhì)活度衰減公式得出：=e-λt(n為日排放放射性廢水人數(shù)，N0為病人出院時(shí)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，λ為衰變常數(shù)，t為達(dá)成醫(yī)院可排放放射性廢水所需的時(shí)間)設(shè)醫(yī)院可排放濃度為C：C=/Vn=1,2,3…(3.7×102Bq/L≤C≤3.7×105Bq/L，Vn=1,2,3…為日排放人數(shù)用水量)。由達(dá)成可排放放射性物質(zhì)濃度的標(biāo)準(zhǔn)所用的時(shí)間t，則所需日數(shù)為T≈t/24h由Vn=1,2,3…=/C，得達(dá)成可排放放射性污水的衰變池總?cè)莘eV=Vn=1,2,3…×T2.3衰變池的容積設(shè)計(jì)2.3.1設(shè)計(jì)方法及參考數(shù)據(jù)⑴醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科開展[99mTc]顯像診療根據(jù)計(jì)算參考數(shù)據(jù)，得出[99mTc]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?cè)莘e（m3）101300.18~0.5202600.36~1.0⑵醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科開展甲亢及甲癌治療根據(jù)計(jì)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?cè)莘e（m3） 531.51.32~3.9410632.64~7.88表格3[131I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?cè)莘e（m3） 11003.53~11.8622007.06~23.72⑶在衰變池前設(shè)立專用化糞池，沉渣如難于排出，可進(jìn)行酸化，促進(jìn)排入衰變池，容積為1m3。2.3.2參考數(shù)據(jù)⑴若醫(yī)院只開展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(shè)容積大小可根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際情況選定）。⑵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2~5m3（具體建設(shè)容積大小可根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際情況選定）。2.4衰變池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.4.1設(shè)計(jì)方案⑴由于放射性廢液排入到衰變池是與時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，為了使衰變池的物理結(jié)構(gòu)更加符合污水排入、流動(dòng)、核素衰變的動(dòng)態(tài)過(guò)程，將衰變池設(shè)計(jì)為三級(jí)連續(xù)式放射性衰變池。⑵收集放射性廢水的管道應(yīng)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?cè)莘e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(shè)立專用化糞池，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(jìn)行酸化，促進(jìn)排入衰變池。其所含的放射性也得以衰減并防止固形物進(jìn)入衰變池，衰變池必須恰當(dāng)選址，池底和池壁應(yīng)堅(jiān)固、耐酸堿腐蝕和無(wú)滲透性，應(yīng)有防止泄漏措施，化糞池進(jìn)水口略高于出水口5cm，池蓋與廢水液面應(yīng)有20cm的距離，衰變池蓋板的砼厚度不小于30cm。如根據(jù)醫(yī)院規(guī)定需加厚砼的屏蔽厚度，則根據(jù)屏蔽計(jì)算公式：N=N0e-ud式中N0，N分別為屏蔽層前后，探測(cè)器所測(cè)到的γ射線劑量率（或注量，注量率等），u代表能量為Eγ的光子在密度為ρ的物質(zhì)中的線衰減系數(shù)，d為屏蔽厚度。2.4.2參考方案以醫(yī)院開展99mTc顯像（日均10人），131I甲亢治療（日均5人）為例：化糞池容積為1m3，衰變池設(shè)計(jì)總?cè)莘e為5.4m3，每池容積為1.8m3，化糞池容積約為1m3其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如下：說(shuō)明：①進(jìn)水口1為糞便池進(jìn)水口，②進(jìn)水口2為放射性廢液進(jìn)水口；③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)解決過(guò)程的正常運(yùn)營(yíng)。圖1放射性衰變池平面結(jié)構(gòu)圖示意圖圖2放射性衰變池側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖2.4.3材料規(guī)定：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{有無(wú)地下水均同}。2預(yù)制混泥土采用C45F200型號(hào)（混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是45MPa，防凍等級(jí)為F200）。3底板：無(wú)地下水時(shí)采用#100混泥土，有地下水時(shí)用#150混泥土，下面均素土夯實(shí)。4抹面：內(nèi)壁一律用1：2水泥砂漿抹面15mm厚，無(wú)地下水時(shí)一律原漿勾縫。5根據(jù)醫(yī)院可提供建設(shè)衰變池的位置，衰變池的長(zhǎng)，寬及深度可略為調(diào)整，但總?cè)莘e則仍需規(guī)定設(shè)計(jì)。6收集放射性廢水及糞便的管道應(yīng)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：代表管材的外徑表達(dá)）。7如糞便立管不能運(yùn)用作糞便透氣管或無(wú)糞便立管的廁所應(yīng)加設(shè)透氣管。3監(jiān)測(cè)與管理3.1連續(xù)式衰變池每月進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)。3.2收集解決放射性污水的化糞池或衰變池每半年清掏一次，清掏前應(yīng)監(jiān)測(cè)其放射性達(dá)標(biāo)方可處置。二固體衰變池設(shè)計(jì)方案1.1污物桶收集⑴設(shè)立1個(gè)供收集廢物的污物桶（建議設(shè)立2個(gè)污物桶，方便備用），且必須具有外防護(hù)層和電離輻射標(biāo)志。⑵污物桶放置點(diǎn)應(yīng)避開工作人員作業(yè)和經(jīng)常走動(dòng)的地方。⑶污物桶內(nèi)應(yīng)放置專用塑料袋直接受納廢物。裝滿后的廢物袋及時(shí)轉(zhuǎn)送貯存室。⑷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(biāo)有廢物類型、核素種類、比活度范圍和存放日期的說(shuō)明，內(nèi)裝注射器及碎破璃等物品的廢物袋應(yīng)附加外套。⑸廢物通過(guò)存放衰變，比活度減少到7.4×104Bq/kg[6]以下后，即可作醫(yī)用非放射性廢物解決。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(gè)放射性固體廢物收集和存放的衰變池，衰變池必須恰當(dāng)選址（應(yīng)避開工作人員作業(yè)和經(jīng)常走動(dòng)的地方），設(shè)計(jì)圖如下：圖3衰變池結(jié)構(gòu)示意圖1.2.1材料規(guī)定：1外圍池壁均采用Mu10磚，M10水泥砂漿砌筑{有無(wú)地下水均同}。2衰變池池蓋采用預(yù)制混凝土C45F200型號(hào)（混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是45MPa，防凍等級(jí)為F200），池蓋上必須具有鉛板外防護(hù)層和電離輻射標(biāo)志。3根據(jù)醫(yī)院可提供建設(shè)衰變池的位置，衰變池的長(zhǎng)，寬及深度可略為調(diào)整，但總?cè)莘e則仍需規(guī)定設(shè)計(jì)。參考資料及文獻(xiàn)：[1]正常人的膀胱容量為300ml~500ml，一次排出量為200ml~500ml，該設(shè)計(jì)方案中每位病人每次排尿量折中取值為300ml。[2]該衰變池設(shè)計(jì)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。[3]99Tcm顯像排泄量更改為33%，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(yùn)營(yíng)的核醫(yī)學(xué)科室的情況，設(shè)定的參考數(shù)據(jù)，暫無(wú)法查找到準(zhǔn)確的科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)；對(duì)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(shè)開支。[4]131I甲癌住院病人排泄量為66%【此數(shù)據(jù)出自李德平，潘自