核医学及科研单位的非密封工作场所通过设置放射性废水衰变池,使放射性废水在其中经过充分的贮存衰变,放射性比活度降低至可以接受的水平方能继续作为医疗废水处理。笔者长期从事核医学科环评及检测,在对医院及科研单位在用衰变池进行环评和检测的过程中,发现一些共性问题,由于衰变池设置和设计的不合理,导致放射性废水未能妥善处理。现将典型问题一一列举并讨论,结合环评要求,从而给出放射性衰变池的合理设置和设计建议,从源头解决放射性衰变池的各种问题。
在某一医院进行现场检测时发现,其衰变池设置于楼旁边地面停车场的地下,池盖板表面即为几个使用频率非常高的临时停车位,而停车位上能够检测到非常明显的附加剂量率。
在某二医院进行现场检测时,其核医学科楼上引入衰变池的管道外露且存在破损,放射性废水顺缝隙流至地面造成一定的表面污染。
由于衰变池是用于存放放射性废水,可能存在核素导致的辐射及表面污染的问题,即使是非常微量的附加辐射和表面污染,也会导致公众不必要的照射。上述公共场所造成的附加辐射和表面污染,固然与其屏蔽不足和渗漏有关,但是如果一开始的选址能够避开人流量较大的公共场所,即使产生了附加辐射和表面污染,对公众的影响也能够降低至较低的水平。
尤其是设置有甲癌住院病房的卫生间下水,由于甲癌服碘活度非常大,而生物半排期又较短,且为了便于放射性药品的采购和住院病人的管理,甲癌病人一般都是若干人集中同时服药。这将导致服药后第一天,甲癌病房的卫生间下水具有很高辐射水平。对于放射性废水的辐射应该引起足够的重视,包括从卫生间排水口引入衰变池的下水管道也应具有足够的屏蔽。根据对某三医院位于二楼甲癌病房引至一楼地下衰变池的PVC管道的辐射检测,残留在管道内部的放射性核素能够导致PVC管道6m外的辐射剂量率达到2μSv/h。在某一医院中,衰变池盖板系普通窨井盖,对射线屏蔽不足,也导致衰变池表面辐射水平较高。
对某四科研单位退役场所检测时,采集衰变池周围土壤检测放射性比活度,其β/α比值超过该地区文献中给出的正常水平范围,经γ谱仪分析为3H、59Fe核素造成的,推测可能是由于放射性衰变池渗漏导致放射性核素3H、59Fe进入衰变池周围土壤。该衰变池已使用约30余年,池壁及池底系红砖抹低标号水泥建造,建设水平较低,随着使用年限的增长导致产生了放射性渗漏。
衰变池应尽量设置在人员较少到达的位置,比如临近出水管道的绿化带中,一方面可以避免无关人员靠近,防止不必要的照射,另一方面,衰变池及管道均具有一定的埋地深度,表面的土壤层作为屏蔽层也能够阻挡射线。
一般对于SPECT/CT下水管道(仅含99mTc)推荐1mm铅当量屏蔽,对于PET/CT下水管道(仅含18F)推荐3mm铅当量屏蔽,对于甲癌治疗病房下水管道(仅含131I)推荐5mm铅当量屏蔽。
为防止放射性废水的渗漏,放射性衰变池池壁及池底应采用防渗透材料。有条件的可以使用防渗漏混凝土整体浇筑池壁和池底;若使用砖砌池体及水泥抹面,可在池体内部涂刷防水材料避免渗漏;部分单位使用不锈钢储液罐作为衰变池,也需注意不锈钢的使用年限,发现渗漏应及时更换。通往衰变池的管道也需选择质量较好的材料,避免使用过程中脆化破损造成渗漏。
衰变池的容积要考虑未来业务的发展,留出一定的余量。目前核医学门诊衰变池容积设计,一般是按人均就诊人数、放射性废水产生量10L/人次估算的,再加上适量的放射性清洗用水;而涉及到住院的甲癌病房,可按平均住院病人人数、放射性废水产生量100L/人天估算的,再加上适量的放射性清洗用水;但最终衰变池的容积,取决于流入其中的最长半衰期的核素,要使当日流入的所有放射性废水均达到至少10个半衰期的贮存要求。
如一个核医学科,有门诊SPECT/CT的放射性废水(含99mTc)和甲癌病房的放射性废水(含131I),若SPECT/CT人均就诊人数达到20人/天、10L/人,每日门诊放射性清洗水为20L,该科室门诊日放射性废水产生量达到220L;有甲癌住院病房的放射性废水(含131I),若甲癌人均就诊人数达到5人/天,100L/人,每日病房放射性清洗废水为50L,该住院病房日放射性废水产生量达到550L;衰变池中半衰期最长核素为I-131,半衰期8天,为使当日流入衰变池的770L放射性废水达到I-131核素贮存10个半衰期共计80天的贮存要求,该衰变池有效容积需至少达到61.6m3。
衰变池内部结构的设计,目前较为常见的有连续式和间歇式。
上述关于放射性衰变池设计和设置的建议,均是基于多年环评和现场检测的经验汇集而成,希望能够起到抛砖引玉的作用,对医疗科研机构放射性废水的处理发挥积极作用。