临江市衰变设计方案

液体衰变池设计方案

1 原则及要求

衰变池的结构和容积必须核医学科所放的放射性废液，满足放射性废水的放规准。为此，衰变池的设计应满足以下要求：

⑴ 衰变池采用三级分隔连续式衰变池，池内设导流墙，推流式放。衰变池的容积按放射性废水可放规准浓度计算。

⑵ 根据总局2003年发布的《污水处理技术指南》，放射性废水可放浓度范围为3.7×10²Bq/L～3.7×10⁵Bq/L。

⑶ 在衰变池前设置化粪池，用以沉淀消化固形物，其所含的放射性也得以衰减并防止固形物进入衰变池。

2 设计方法及过程

2.1 计算参考数据：

2.1.1 核医学科病例

⑴ 核医学科开展显像，所使用的放射性源[^99mTc]，假设每位病人平均使用活度为5.55×10⁸Bq(15mCi)；平均每位病人尿两次，出量约为600ml^[1]，每次抽水马桶用水量约为6L^[2]，总用水量约为12.6L；假设病人出院时出量为给药量的33%^[3]，为1.85×10⁸Bq。(约合14.683MBq/L)   

⑵ 核医学科开展甲亢治疗，假设每位病人使用的¹³¹I活度为3.7×10⁸Bq(10mCi)；平均每位病人尿一次，出量约为ml，抽水马桶用水量约为6L，总用水量约为6.3L；假设病人出院时出量为给药量的20%^[3]，为7.4×10⁷Bq。(约合11.746MBq/L)

2.1.2 核医学科住院病例

⑴ 核医学科开展甲癌治疗，则使用的¹³¹I治疗大用量：7.4×10⁹Bq(200mCi)；病人出院时体内残留¹³¹I携带量限值为400MBq(0.4×10⁹Bq)；病人一般住院7天，住院病人废水量约为100L/床·日（按照《污水处理技术指南》中参考数值100～200L/床·日中小值计算，如参照《污水处理技术指南》大值计算，则核医学科室每天一个住院病人所需衰变池容积为6.28m³～22.9m³，建设维护不方便），病人住院期间，¹³¹I从尿中出量约为给药量的66%^[4]，则¹³¹I的放量为4.884×10⁹Bq。   

2.2 计算方法及过程：

2.2.1废水达标的计算方法

根据放射性物质的活度衰减公式：N=N₀e^-λt(式中N₀为病人出院时放的每升废水的放射性活度，N为放射性废水可放的活度范围：3.7×10²Bq～3.7×10⁵Bq，λ为衰变常数：λ=㏑2/T_1/2，T_1/2为放射性元素的半衰期；t为达到可放的放射性污水活度规准所用的时间)。

由N=N₀e^-λt，得出t=ln(N₀/N)/λ

代入计算参考数据，则达到可放放射性废水活度所用的时间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衰变池的容积计算方法

临江市衰变设计方案

根据放射性物质活度衰减公式得出：

ΣN=ΣN₀e^-λt (对日放放射性废水人数求和，N₀为病人出院时放的放射性废水的活度，N为放射性废水可放的活度范围，λ为衰变常数，t为达到可放放射性废水所需的时间)

设可放浓度为C：

C=ΣN/V_n

 (3.7×10²Bq/L≤C≤3.7×10⁵Bq/L，V_n为日放人数用水量)。

由达到可放放射性物质浓度的规准所用的时间t，则所需日数为T≈t/24h；由V_n=ΣN/C，得达到可放放射性污水的衰变池总容积V= V_n×T。

2.3衰变池的容积设计

2.3.1设计方法及参考数据

⑴ 核医学科开展[^99mTc]显像诊疗

根据计算参考数据，得出[^99mTc]的容积参考表：

表格1  [^99mTc]的容积参考表

⑵ 核医学科开展甲亢及甲癌治疗

根据计算参考数据，得出[¹³¹I]的容积参考表：

表格2  [¹³¹I_甲亢]的容积参考表

表格3  [¹³¹I_甲癌]的容积参考表

⑶ 在衰变池前设置专用化粪池，沉渣如难于出，可进行酸化，促进入衰变池，容积为1m³。

2.3.2参考数据

⑴ 若只开展^99mTc显像诊疗，日均10人，衰变池的可控容积范围为0.3～0.6m³（具体建设容积大小可根据的实际情况选定）。

⑵ 若开展^99mTc显像（日均10人），¹³¹I甲亢治疗（日均5人）：衰变池可控容积范围为2～5m³（具体建设容积大小可根据的实际情况选定）。

2.4 衰变池结构设计

2.4.1 设计方案

⑴ 由于放射性废液入到衰变池是与时间变化的动态过程，为了使衰变池的物理结构更加符合污水入、流动、核素衰变的动态过程，将衰变池设计为三级连续式放射性衰变池。

⑵ 收集放射性废水的管道应采用的种管道，一般为不锈钢管道或塑料管；放射性污水池，每池容积为总容积的1/3（废水液面距离盖板的空间不算入其中），考虑生活粪便污水一并出，在衰变池前设置专用化粪池，用以沉淀消化固形物，专用化粪池内沉渣如难于出，可进行酸化，促进入衰变池。其所含的放射性也得以衰减并防止固形物进入衰变池，衰变池必须恰当选，池底和池壁应坚固、腐蚀和渗透性，应防止泄漏措施，化粪池进水口略高于出水口5cm，池盖与废水液面应20cm的距离，衰变池盖板的砼厚度不小于30cm。

如根据要求需加厚砼的屏蔽厚度，则根据屏蔽计算公式：

N=N₀e^-ud

式中N₀，N分别为屏蔽层前后，探测器所测到的γ射线剂量率（或注量，注量率等），u代表能量为E_γ的光子在密度为ρ的物质中的线衰减系数，d为屏蔽厚度。

2.4.2 材料要求：

1外围池壁及中间隔层墙体均采用Mu10^[5]砖，M10水泥砂浆砌筑(地下水均同)。

2预制混泥土采用C45F200型号(混凝土立方体抗压强度是45MPa，防冻等级为F200)。

3底板：地下水时采用^#100混泥土，地下水时用^#150混泥土，下面均素土夯实。

4抹面：内壁一律用1:2水泥砂浆抹面15mm厚，地下水时一律原浆勾缝。

5根据可提供建设衰变池的位置，衰变池的长，宽及深度可略为调整，但总容积则仍需要求设计。

6收集放射性废水及粪便的管道应采用的种管道，一般为不锈钢管道或塑料管；建议采用pvc下水管，粪便器以后的管道尺寸为DN150-ф168mm（DN的含义：代表管材的公称直径   字符Ф：代表管材的外径表示）。

7如粪便立管不能利用作粪便透管或粪便立管的厕所应加设透管。

3 监测与管理

3.1 连续式衰变池每月进行一次监测。

3.2 收集处理放射性污水的化粪池或衰变池每半年清掏一次，清掏前应监测其放射性达标方可处置。