浅谈电子辐射工程设计

黄昕

摘 要：作者从我国辐照加工产业发展现状开始分析，对辐照加工生产建筑的设计进行了一个深入的剖析，并举例说明了进行此类建筑设计工作时需要注意的地方，以使读者更加清楚相关建筑的设计工作。

关键词：辐照加工；辐射防护；环境评估；辐射屏蔽

引 言

辐照食品安全性联合专家委员会于1980年正式向全世界提出：“任何食物收到10kgy以下照射量的辐照，都不会因辐照引起毒性危害；以及1997年，该委员会高剂量研究小组宣告超过10kgy高剂量辐射也是安全的。这些结论的宣告，极大的推动了世界各国辐照产业的发展。北美，欧洲的辐照加工应用已经十分广泛，亚洲，南美洲甚至非洲都相继有不少装置投入使用。年产值数千亿美元。如美国九十年代中期产值已经超过两千亿美元，为核电（730亿美元）的3.5倍，占美国GDP的3.9%，并创造约370万个就业岗位，是核电的9.3倍。近几年来，辐射加工技术在配方，抗氧化剂，交联机理，性能检测等方面的研究正向更深，更宽的方向发展，在材料科学，生命科学，生物工程，环境保护，营养学，医疗科学，电子工程，航空航天，地址。石油化工等方面已取得重要成果。因此辐射加工技术正在突破传统的应用格局，向科技前沿和生产广度渗透，形成许多新的应用领域。

我国辐射加工产业具有较好的技术基础。近几十年来，在改革开放大环境影响下，产业化进程发展较快，年平均以20%的速度增长。目前投入使用的电子加速器生产线约50多条，束功率达2830kW，加上钴源装置，年加工物品超过70亿元产值，在国民经济中占有一席之地。[1]

1 總体要求

一般来说，一个电子加速器辐照生产厂房的总体布置除了遵循工业企业总平面布置和工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）外还需要经过有资质的环境评价单位出据环境评价报告详细评价对周边环境产生的影响。同时，需要满足GB50752-2012《电子辐射工程技术规范》的相关要求。

厂房建设选址需依据我国现行的卫生、环境保护、城乡规划及土地利用等法规、标准和拟建工业企业建设项目生产过程的卫生特征、有害因素危害状况，结合建设地点的规划恙现状，水文、地质、气象等因素以及为保障和促进人群健康需要，进行综合分析而确定。

（1）厂房宜布置在当地夏季最小频率风向的被保护对象的上风侧。

（2）和居住建筑之间必须设置足够宽度的卫生防护距离，按GB116 54～GB11666、GB18053～GB18083及其它相关国家标准执行。

（3）厂房平面布局、竖向设计应符合电子加速器装置相关运行工况、辐射加工物流、辅助生产和生产管理的相关优化要求。

（4）布置电子加速器辐射装置的厂房耐火等级不低于丙类；

（5）普通的生产车间主要可以分为以下几个区域：

①辐照生产区——安放有电子加速器生产线的“堡垒”；

②普通生产区——“堡垒”外部供产品装卸、检查的传送带区域；

③货物暂存区——提供需照射及照射完毕货物临时堆放区域；

④收发货区——需要进行辐射照射的产品进出厂房的缓冲区；

⑤辅助生产区——包括相关办公、卫生等辅助区域。

其余区域根据业主对厂房的具体要求增加。这其中，辐照生产区是整个厂房的核心部分。图1[2]即为一个常见的辐照加工装置常用的屏蔽室设计。通常这类构筑分为上下两层，上层主要放置加速器主机部分以及配电柜等相关附属设备。下层为辐照大厅，货物在此接受射线照射。同时，为了使用方便以及控制辐射屏蔽的效果，通常使束流垂直于地面射出。并且，由于屏蔽的关系，此结构一般为大体积钢筋混凝土结构，因此，需要在结构设计上与厂房主体结构脱开。

2 设计实例

对于辐照加工生产厂房来说其不仅仅需要满足普通工业厂房需要关注的问题，同时，还必须在辐射监控及防护上面对设计具有一定的考量。下面，我们就以某辐照加工生产企业的加工厂为例，详细说明一下在此类厂房设计中需要注意的几点问题：

2.1 总平面布置

新建厂房与已建厂房共用一个场地主要出入口，出入口设置在厂区的东面，并靠近东面的城市道路。单体周围设车行环道兼做消防环道，路宽最小4m，转弯半径大于9m，与普通厂房要求一致。

新建厂房在单体的北侧、西侧各布置主要的人员出入口，分别服务于不同的区域。在单体的南侧设置物流出入口。各出入口分工明确，相对独立互不干扰。

2.2 单体设计

新建厂房为产品辐照加工厂房，总建筑面积3051.88m2；占地面积2664.92m2；建筑总高10.9m；建筑耐火等级：二级；生产类别：丙类；抗震设防烈度：7度；防水等级：II级；设计使用年限：50年。

如图3所示，整个厂房主要由辐照设备区、作业区和生产区三大块组成，将产品辐照的工艺流程有序地组织在一起。辐照设备区和作业区作为整个工艺的核心组成部分放置在厂房的左侧；生产区融合了普通生产、产品暂存、及收发货等一系列功能，布置在厂房的右侧，并与作业区产生直接联系。同时，利用辐照设备区的上部防止辐照设备的空间高度，在周边区域布置控制室、设备间、值班室等相关生产用房，见图4。整个“堡垒”与厂房建筑主体结构完全脱开建设。

3 设计注意要点

（1）整个辐照生产区我们俗称“堡垒”，由钢筋混凝土剪力墙建造，并与主体厂房结构完全脱离。同时，必须由具有资质的辐射屏蔽专业计算确定迷宫的形式和布置，并同时计算出符合要求的墙体厚度。

（2）加速器相关设备用房结合堡垒布置在其周围。

（3）将加速器控制室设置在具有良好观察生产线及出入口视野的位置。例如：如果加速器装置位于“堡垒”二层，则控制室也可以利用二层多余的地方设置。

（4）辐射生产区在不设置迷宫走道时，进出生产区的出入口均应设置相应的屏蔽门，屏蔽门的厚度及与墙体搭接的长度均需经过屏蔽计算得出，并由具有资质的企业加工门体。

（5）所有穿越屏蔽墙的管线均需要提前预埋入混凝土，并且以“U”形管的方式预埋，两端伸出地面不小于100mm。

（6）加速器堡垒的出入口必须设置锁闭联动及安全警示灯。在设备运转时防止人员的进入，以及在人员未离开辐照区域时设备的误启动。

（7）其他注意事项：厂房的其他部分均按照民用建筑防火规范及厂房的工艺流程进行设计。

辐照设备控制室需要设置相应的门禁系统，控制非持有相关辐照设备操作许可证的人员的进入。

4 结 语

随着辐照加工产业的不断发展和壮大，会有越来越多的企业会涉足这一行业，同时，也会有越来越多的人从事与之相关的行业，因此，怎样在建筑技术上保证人们安全开展辐照加工工作的第一道防线，就需要我们不断加强对现有技术和规范的熟悉，细心做好每一个细节的考虑。

参考文献

[1]中国辐照辐照加工国内外现状和发展趋势2009.9.28.

[2]裴元吉.10MeV电子直线加速器及其应用《辐射加工》2006（4）：39～45.