核舰艇的放射防护

舰艇采用核动力装置，在提高战斗力的同时，带来了一系列放射防护问题。无论反应堆运行与否，都有足以危害舰员和舰艇本身的大量核辐射和放射性核素，故必须有完备的防护设备和相应的防护措施，以保证舰员和舰艇的安全。
防护设备 为了舰员和舰艇的安全，必须配置反应堆的屏蔽、防止污染扩散和辐射监测等设备。
生物防护层 在反应堆的反射层外面设置的屏蔽层叫初级（或一次）屏蔽，其作用是减弱和吸收由反应堆内辐射出来的射线和热量，屏蔽能力应达到允许舰员在停堆后的反应堆周围停留一定时间，进行设备维修。把反应堆和一回路系统完整地屏蔽起来的屏蔽层叫次级 （或二次）屏蔽，也称生物防护层。其作用主要是屏蔽从反应堆系统辐射出来的各种射线，免使人员遭受辐射损伤。此外，当带有放射性的载热剂泄漏时，它可以防止放射性物质扩散。
生物防护层应具有足够的防护性能，其表面的剂量必须符合标准，设计时应留有一定的安全系数，以便在其周围允许人员按规定的时间停留或值勤，不致引起危害。但是在核舰艇，特别是核潜艇上，仅靠防护层来达到充分防护的目的，在技术上和其它条件上是困难的。因此，还应采取剂量监测和防护管理等措施，以保证人员的安全。
辐射监测设备 反应堆的屏蔽，在设计和建造方面应能保障人员的辐射安全。但反应堆系统的机械性破损和意外事故都可能发生，而射线又非人体所能觉察。所以在核舰艇上应装设辐射监测系统和其它剂量仪器，以便及时发现和测量舱室、设备的辐射和放射性污染以及人员的照射剂量，以便实行有效的辐射防护。辐射监测系统包括工艺辐射监测和剂量安全监测。监测系统要精确可靠、及时灵敏地反映全舰艇的辐射剂量变化情况。辐射监测仪器应包括：
❶固定式仪器： 一般是将探测器（一次仪表）安装在测量点上，测量仪表（二次仪表）安装在控制台上集中控制。仪器应能自动测量、记录和报警。固定式仪器多用于工艺辐射监测和舱室辐射场辐射水平的监测。如γ射线测量和报警用的仪器；中子剂量仪器；测量放射性气体和气溶胶的仪器； 测量放射性废水的仪器等。
❷携带式（便携式）仪器：用来随时测量舱室、设备和人员停留场所的辐射，以补充固定式仪器之不足。如手提式中子和γ测量仪器；手提式空气放射性监测仪器；表面污染仪等。
❸个人剂量仪器： 用于测量人员的单次或累积剂量。个人剂量仪有热释光剂量计、萤光玻璃剂量计和剂量笔等。核舰艇上多采用热释光剂量计和剂量笔。
洗消设备 在维修反应堆系统的工作中或放射性事故时，有可能使衣物和人员体表受到放射性物质的污染。放射性核素的污染不应在生活用的卫生间内洗消，在核舰艇上要设置专用的洗消设备。
在反应堆舱的出入口或其附近应设置卫生通过间 （或小型洗消间），供出入反应堆舱的人员更换防护用具和洗消污染之用，防止将反应堆舱的放射性核素扩散到其它舱室。卫生通过间的废水应排入废水处理系统。在可能造成放射性污染的舱室（如机舱）附近也应设置洗消设备（如洗手池），便于就近洗消。
防护用品 对于内照射和体表污染的防护主要是穿戴防护用品。在核舰艇上应配备足够数量的基本防护用品和附加防护用品。基本防护用品包括布料工作服、工作帽、工作鞋、工作袜、口罩、手套等。附加防护用品包括塑料工作服、塑料袖套、塑料围裙、长筒胶靴、橡胶手套、防护眼镜、防毒面具（或氧气呼吸器）、气衣等。防护用品须符合卫生学要求，穿戴后工作方便，易于去除污染。
防护措施 具体有以下几方面
放射防护的有关标准和规定 为了尽可能地限制受照射的人数及受照射的剂量，应根据不同类型舰艇的具体情况，按不同舱室和战位对人员加以区分，分别规定相应的剂量当量极限 （原名为最大容许剂量当量或限制剂量当量）。但是在核舰艇上对人员的区分，不论平时或发生辐射事故时不易实行统一的部署和指挥。因此，把核舰艇上所有人员都作为职业性放射性工作人员看待，便于进行放射防护和管理。
(1) 电离辐射的剂量当量极限： 舰员的年剂量当量极限（每年最大容许剂量当量），应执行我国现行的《放射防护规定》(GBJ8-74) 中为职业性放射性工作人员规定的标准。
(2) 舰艇内空气中放射性核素的年摄入量极限 （最大容许浓度）与陆地上有所不同，因为：
❶舰员在舰艇期间每日24小时都居住（工作）在舰艇上。
❷舰员每年有一定时间离开舰艇，脱离放射性工作场所。要根据剂量当量极限（内外照射总剂量当量），结合上述两种情况计算出相应的放射性核素在空气中的放射性核素摄入量极限。
(3) 饮水、食物中放射性核素的摄入量极限 （限制浓度） 和表面污染的控制水平： 它们属放射防护中的次级标准，应根据舰员的年剂量当量极限加以规定。
辐射监测 辐射监测是进行辐射防护的必要手段，也是保证人员辐射安全的重要措施之一。在核舰艇上，辐射监测可分为：
(1) 工艺辐射监测： 即对某些工艺过程和设备进行辐射监测，从辐射水平增长情况来发现设备事故，从而保证设备的运行安全，防止发生超剂量辐射事故。
(2) 剂量安全监测： 即对舱室环境放射性和人员接受的照射剂量进行监测，使人员接受的剂量限制在容许标准以下。剂量安全监测的内容如下：
舱室环境的监测：对舱室的剂量场、空气、各种物体表面、饮水和食物进行监测，以便控制辐射水平和放射性核素的浓度不超过规定标准。
❶舱室剂量场的监测： 即对舱室中的外照射(主要是中子和γ辐射)剂量的监测。在核舰艇上，辐射源主要集中于反应堆舱，所以反应堆舱（或生物防护层）外表面应重点监测。通常，只要反应堆舱附近的辐射水平不超过规定的标准，其它区域基本上也是安全的。此外，在可能出现辐射而人员又经常停留的区域也应进行监测。在维修放射性设备或发生辐射事故时都要进行现场的剂量监测，以便控制人员的个人剂量。
❷空气放射性污染的监测： 是防止导致内照射的必要措施之一。正常情况下，舱室空气不应有污染。当燃料元件破损，同时回路又有泄漏时，裂变气体可从回路中漏出而污染反应堆舱或机舱空气，甚至向其它舱室扩散。根据污染的来源和防止污染扩散的要求，主要是对反应堆舱、机舱和生活舱室空气中放射性气体和气溶胶的浓度进行定期或连续的监测，以便了解放射性气体和气溶胶的浓度及其涨落动态。发现异常情况应及时采取措施消除污染。发生污染事故时要及时监测。
❸表面污染的检查：由于回路的泄漏和反应堆设备的检修等原因，有可能使舱室、设备、工具、衣物的表面和人员体表受到放射性污染。表面污染既可增加空间剂量，又可能通过不同的途径(消化道、呼吸道和皮肤伤口) 进入体内造成内照射。在核舰艇上要定期或不定期地进行表面污染的检查，判断有否放射性污染及污染的程度，以便及时采取去污染措施，防止污染扩散，减少造成内照射的机会。
❹饮水和食物的放射性监测：在核舰艇上，饮水和食物的贮藏应远离反应堆舱和其它污染源，并定期或不定期地测量饮水和食物中的放射性。发现污染，要采取措施消除或控制食用。
人员辐射剂量的监测：核舰艇的舰员，尤其是操纵、维修反应堆系统的舰员和剂量管理部门的舰员，有可能受到来自反应堆系统的各种射线的照射。在日常工作中和辐射事故时，都要对舰员所接受的照射剂量进行监测，目的是控制舰员的个人剂量，防止超过规定的剂量标准。
❶外照射的监测 利用个人剂量仪测量舰员所接受的外照射剂量。个人剂量的测量，根据需要可以测量每次受照射的剂量，也可以测量一定时间(一周、一月、一季度) 的累积剂量。一般是将二者结合起来，以累积剂量为主，需要时再测量某一次所接受的剂量。
❷内照射的监测 监测进入体内的放射性核素，可以及时发现体内污染，估算内照射剂量。常用的方法有生物样品(尿、粪、血、毛发、呼出气等) 的检测和直接测量全身或某器官的放射性强度。但这两种方法都需要特殊的仪器和设备，而且方法复杂，在核舰艇上不易实行。可利用核舰艇上装备的核探测仪器对生物样品作初步测量，概略地估算内照射剂量，必要时可留取样品带回基地或码头，进一步测量。还可以用测量甲状腺中放射性碘的方法发现体内污染，方法简便易行。
内外照射的防护 在核舰艇上有两种辐射危害： 即辐射源的直接辐射，即外照射和摄入放射性核素造成的内照射。外照射主要是中子和γ射线，其剂量较易测量。内照射则以α和β射线引起的危害为主，它们的危害程度不易测量。
对各种辐射的防护，应在舰艇的设计和建造时从根本上解决，舰艇开始服役后要采取必要的放射防护措施加以保证。为便于放射防护的管理，结合舰艇上内外照射同时存在的具体情况，根据辐射场的辐射强度和可能出现的放射性污染水平，把舰艇的舱室划分为若干区域，限制舰员在不同区域内的停留时间，以便控制照射剂量。按辐射强度可以划分为严格控制区、控制区和非控制区。按污染水平可以划分为严重污染区、污染区和非污染区。这两种区域的划分不一定完全对应，但非控制区也应该是非污染区，居住舱、厨房、食品贮存库、生活用的卫生设备都应在此区域内。
(1) 外照射的防护：外照射虽可用屏蔽物防护，但在舰艇上不可能过分加大防护层的厚度，在设计时容许生物防护层外表面有一定的剂量，这对长期在核舰艇上的舰员就有受到长期小剂量外照射的可能性。对此要注意平时的防护。
外照射的防护，除对射线的屏蔽外还要根据不同情况利用时间防护（即限制人员接触辐射源的时间）和距离防护（即增大人员与辐射源之间的距离），严格限制舰员在各控制区的停留时间，把舰员受照射的剂量控制在容许范围内。
(2) 内照射的防护： 内照射的防护，根本的办法是防止放射性物质污染舱室环境和设备。污染主要由一回路的泄漏造成，所以要防止或限制一回路的泄漏。一旦发生泄漏就要防止污染扩散并及时消除污染。严格限制舰员进入污染区。如因工作需要进入污染区，尤其是进入反应堆舱时，应使用相应的个人防护用品，防止体表及体内污染；工作完毕后进行污染监测，如有污染则彻底洗消，严禁将放射性物质带出污染区。有放射性污染的舱室，要有独立的空调通风系统，防止污染的空气向非污染舱室扩散。严格管理放射性废物，防止扩散和污染舱室环境及设备。
放射性废物的处理 核舰艇的放射性废物是指在核舰艇上不再使用而又含有放射性核素的物质。
核舰艇的反应堆，在运行和维修的过程中都会产生大量的放射性废物。核舰艇的放射性废物主要包括： 一回路系统的排水和泄漏水；取样系统的泄漏水；净化系统废弃的离子交换树脂；用过的放射性测量样品；被放射性物质污染的物品(如废纸、揩布、棉纱、防护用品及工具等)；去除污染用过的废水和废物及放射性气体等。所有的放射性废物在处理或排放之前都在舱内，所以应与一般废物严格区分开，并按固体、液体、高活性、低活性分别存放。
核舰艇的放射性废物处理或排放应符合国家有关规定或标准。在海上排放废物，除符合国家的有关规定外，还应符合国际的有关规定。核舰艇上放射性废物处理的原则是： 一方面不给舰艇本身及其人员直接或间接地带来放射性危害； 另一方面不直接或间接地给舰艇以外的人员和环境带来放射性危害。
(1) 固体放射性废物的处理： 核舰艇上所产生的固体放射性废物均应收存在废物贮存箱中，一般带回陆地处理。在反应堆舱、机舱和其它产生大量固体放射性废物的舱室均应设置废物贮存箱，便于就近存放，以免在搬运时污染其它舱室。废物贮存箱应能密封，并有一定的防护能力。核潜艇上的废物贮存箱还应具有耐压能力，以免因舱室的压力改变而破碎。一回路净化用过的废离子交换树脂，带有较强的放射性，不可随意处理，应带回基地或码头用专门设备处理。
(2) 液体放射性废物的处理： 在反应堆启堆、运行、维修以及去污染的洗消等过程中都会产生大量的放射性废水。尤其是一回路系统的废水，数量多、放射性较强，应收存在废水箱中，通过排污系统排放到基地或码头的专用设备去处理。水面核舰艇有条件备有足够容积的废水箱，贮存大量的放射性废水。而核潜艇由于各种条件所限，废水箱的数量和容积有限，因此在核潜艇上应尽可能地少产生废水。
(3) 放射性气体的处理： 核燃料裂变时可产生气体裂变产物和空气被活化而产生的少量放射性气体，主要包括放射性的碘、氪、氙和氩等。当燃料元件包壳有缺陷或破损时，裂变气体就会释放到载热剂中，它们和载热剂中被活化的少量气体（主要是氩）通过热交换器的泄漏进入二回路，进而污染舱室。反应堆舱中被中子活化的空气，可能通过舱壁的孔隙泄漏到其它舱室(正常情况下，反应堆舱应保持负压)。放射性气体污染的同时也产生放射性气溶胶。水面航行的核舰艇，处理进入舱室 （不包括反应堆舱）的放射性气体，是比较容易的； 而在水下航行的核潜艇则较为复杂，特别是去除惰性气体更困难。去除舱室空气中的放射性气体和气溶胶，通常采用以下方法：
❶舱室通风。即采用与外界交换空气的办法清除舱内污染的空气。这种办法适用于水面核舰艇和在通气管航行时的核潜艇。
❷净化舱室空气。在核潜艇上，可用空气过滤器（如除碘器）滤除空气中的放射性物质。安装过滤器的原则是： 从通风系统送来的空气经过滤器后到达舱室。为监测过滤器的效率，在过滤器出风口处安装监测放射性的仪表，当出风的放射性水平高于规定值时，表明滤材失效，应及时更换。一般的过滤器不能滤除惰性气体，因此尚需进一步研究一种高效而简便的处理方法。
放射防护管理 (1) 建立管理部门： 在核舰艇的编制中应有放射防护部门（或班），专门负责放射防护的管理工作。放射防护部门的舰员应经专门训练，掌握放射防护的专业知识和操作技术。舰艇的医务人员虽不属于放射防护部门，但应能指导并参加部分的放射防护管理工作，尤其是发生放射性事故时要参加事故的处理工作和对人员进行医学处理。因此医务人员也必须具备放射医学和放射防护方面的专业知识。
(2) 建立和健全规章制度： 为了保护环境，保障舰员的健康与安全，应根据国家有关规定并结合不同类型的核舰艇，建立和健全放射防护管理的规定或制度，作为放射防护管理工作的依据。核舰艇内从事放射性工作的部门应根据本部门具体工作，制订放射防护管理细则和操作规程并严格执行。
(3) 平时的管理工作： 在反应堆正常运行时，放射防护的管理工作，主要是对舱室环境、工作场所的辐射和舰员个人剂量进行监测和管理，以防核事故。平时管理工作应包括： 对舰员进行放射防护知识的宣传教育； 舱室环境的辐射监测；舰员个人剂量的监测和管理；监督并指导进入放射性工作场所人员的个人防护； 操作放射性工作和维修放射性设备时工作场所的辐射监测并根据剂量控制工作时间；监督并指导放射性污染的洗消；监督放射性废物的管理和排放；个人剂量计、防护用品的发放和保管；剂量监测仪表的维修和保养；向上级防护部门和有关领导报告本舰艇的放射防护管理工作； 上述各项工作的资料登记和保管。
(4) 事故时的管理工作： 核舰艇的设计和建造应能保证辐射安全，要有防止发生核事故的设备。倘发生事故，防护人员应进行以下工作： 迅速确定现场的放射性强度和影响范围，划出禁区，不准无关人员进入； 根据放射性强度，决定在现场工作的时间；协助并指导现场人员佩戴个人剂量计，使用防护用品；记录现场的辐射强度和有关情况；估计当事人员受照剂量，根据情况进行医学处理；若放射性物质进入体内，进行内照射剂量的测量，视情况采取相应措施； 协助领导组织发生事故的部门消除事故后果；向有关部门作事故报告；上述各项工作的资料登记和保管。
(5) 舰员的健康管理： 健康管理的目的是通过体检和门诊（或临床）观察，收集并积累资料，评定舰员的健康状况，以便保障舰员的健康能适应其工作；提供原始健康状况的资料，便于发生事故或职业病时作比较。健康管理包括参加放射性工作（即上舰艇）前的体检，定期体检，事故照射后的医学处理和改进医学预防措施。
核舰艇舰员的健康状况，除符合一般舰员的标准外，还应符合从事放射性工作人员的健康要求。新舰员上舰艇前必需进行体检，有不适应证者不得选为核舰艇的舰员。定期体检，一般可每年进行一次，其要求与一般医学详细体检基本相同。体检的项目应包括一般体检的详细项目，并注意眼晶体的检查，血象检查应包括白细胞总数和分类、血红蛋白量或红细胞计数、血小板计数。对超剂量受照人员，除一般体检外尚需增加对辐射损伤有特殊价值的项目，如淋巴细胞染色体畸变的检查。对疑有体内污染的舰员需增加甲状腺及尿中放射性的测量。作好每次体检的记录，建立健康档案。