钠冷快堆运行中人员沾钠急救处理的体外实验验证

马佳艳，李东升，黄 伟，王珍珍，陈文悦，詹艳艳，刘玉龙

钠冷快堆是一种新型核反应堆堆型，因其在固有安全性以及可增殖核燃料、嬗变长寿命放射性废物以及高热效率发电等优势，成为第四代先进核能系统的首选堆型[1]。液态钠因其优良的热工水力性质而被用作钠冷快堆的冷却剂[2]。然而，液态钠具有较高的化学活性[3]，钠的氧化物及氢氧化物可引起眼睛、呼吸道及皮肤粘膜的化学灼伤，严重时可导致粘膜的水肿、溃烂，甚至失明。因此，研究钠冷快堆机组运行和检修期间人员意外沾钠的处理及医学急救策略是十分有必要的。

目前人员沾钠的处理及医学急救在国内外尚无明确可循的标准规范。本文调研了国内外钠设施沾钠急救经验，分析机体不同部位化学烧伤的处理经验，以新鲜离体猪为动物实验模型，验证并探讨钠冷快堆人员意外沾钠处理及急救策略的适宜性，为示范快堆的安全运行提供技术支撑。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取新鲜离体去毛猪肉2块（15 cm*20 cm），用纱布擦干皮肤表面，置于金属托盘中备用；准备新鲜离体去毛猪头1个，开睑，缝眼球固定线，暴露出光滑的巩膜及透明的角膜；准备新鲜离体去毛猪头1个，口腔打开，暴露舌部及咽喉部备用；选取新鲜离体去毛猪肉1块（15 cm*20 cm），中部用刀切长约10 cm伤口，平放于操作台上备用。

1.2 方法及观察指标 为便于辐射防护管理及实现职业照射控制最优化，核动力厂厂内一般分为辐射控制区及非辐射控制区两个区域。在正常运行和预计运行事件状态下，场剂量率大于0.0005 mSv/h或可能受到空气污染的所有场所均为辐射控制区；非辐射控制区是指核动力厂厂内工作人员进出不受辐射防护管理限制，受照不再属于职业照射的范围，一般不需要进行辐射监测的区域，在该区域内，人员一年内预期所接受的剂量不超过1 mSv。本研究以新鲜离体猪为动物实验模型，对辐射控制区、非辐射控制区两个场所内沾钠损伤后的急救处理进行体外实验验证，各部位沾钠后急救处理的实验步骤及pH值测试方法如下。

1.2.1 皮肤沾钠 （1）将金属钠块加热至液态，用金属勺取约2 g放置到平放于操作台上的新鲜离体去毛猪肉皮肤表面，观察烧伤部位表现并记录；（2）1 min后，使用干燥镊子，从皮肤表面去除沾附的钠块，观察烧伤部位表现并记录；（3）辐射控制区（对照组）：先使用医用液体石蜡油冲洗烧伤部位，继续使用大量流动清水冲洗0.5 h、1 h，观察烧伤部位表现，使用pH试纸测试并记录；非辐射控制区（研究组）：直接使用大量流动清水冲洗0.5 h、1 h，观察烧伤部位表现，使用pH试纸测试并记录；（4）烧伤部位涂抹烫伤膏，观察烧伤部位表现，0.5 h后使用pH试纸测试并记录。

1.2.2 眼沾钠 （1）将金属钠块用小刀切成厚度约1 mm*2 mm*5 mm小片，取1小片放置到平放于操作台上的新鲜离体猪头眼睑内，观察烧伤部位表现并记录；（2）1 min后，使用干燥棉纱布，从眼睑内擦去沾附的钠块，观察烧伤部位表现并记录；（3）对照组：滴入2滴麻醉剂，等待2 min后使用洗眼器快速冲洗结膜囊15 min，冲洗时上下翻转眼睑，使上下眼穹隆充分暴露，观察烧伤部位表现，测试穹窿部结膜的pH值并记录[4-5]；研究组：滴入2滴麻醉剂后，立即使用洗眼器快速冲洗结膜囊15 min，观察烧伤部位表现，测试穹窿部结膜的pH值并记录；（4）清水冲洗0.5 h后，观察烧伤部位表现，测试穹窿部结膜的pH值并记录。

1.2.3 食入钠 （1）将金属钠块用小刀切成厚度约1 mm* 2 mm*5 mm小片，取3小片分别放置到平放于操作台上的新鲜离体猪头口腔内舌上1/4、1/2表面及咽喉部，观察烧伤部位表现并记录；（2）1 min后，使用金属镊子，去除沾附在口腔内舌头表面及咽喉部的钠块，观察烧伤部位表现并记录；（3）使用大量流动清水冲洗口腔内舌头表面及咽喉部10 min，观察烧伤部位表现，使用pH试纸测试并记录；（4）清水冲洗0.5 h后使用pH试纸测试,观察烧伤部位表现并记录； （5）停止冲洗，静待0.5 h, 观察烧伤部位表现并记录。

1.2.4 伤口沾钠 （1）将金属钠块用小刀切成厚度约1 mm* 2 mm*5 mm小片，取3小片放置到平放于操作台上的新鲜离体猪肉伤口表面，观察烧伤部位表现并记录；（2）1 min后，使用金属镊子，去除沾附在伤口内的金属钠块，观察烧伤部位表现并记录；（3）使用大量流动清水冲洗伤口15 min，观察烧伤部位表现,使用pH试纸测试并记录；（4）冲洗0.5 h后使用pH试纸测试,观察烧伤部位表现并记录。

1.3 统计学处理 每组试验的pH值重复测定3次，采用描述性研究方式进行数据分析。

2 结 果

各部位沾钠的大体表现及pH值记录如下所述，具体见图1，表1。

2.1 皮肤沾钠 辐射控制区（对照组）0.5 h pH=8.5～9.0， 1 h pH=8.0～8.5，非辐射控制区（研究组）0.5 h pH=8.5～9.0，1 h pH=7.5，研究组、对照组冲洗0.5 h后pH值接近，而研究组冲洗1 h后pH值更接近于中性，表明初始使用清水尽快、大量地冲洗可能皮肤沾钠去污效果更优。

2.2 眼部沾钠 使用干燥棉纱布擦去残余金属钠块时，纱布发生燃烧，表明急救过程中使用纱布清除金属钠块可能有致燃的风险。清水冲洗15 min后，对照组测得pH=8.0，研究组测得pH=7.0～7.5；清水冲洗0.5 h后，对照组测得pH=8.0，研究组测得pH=6.5，表明急救处理流程中，立即使用洗眼器冲洗导致眼部沾钠损伤恢复时间更快。此外，实验结果表明使用洗眼器冲洗结膜囊15 min后pH值仍较高，提示冲洗时间的长短与眼损伤的恢复时间呈负相关，建议冲洗时间不少于15 min。

2.3 食入钠 正常猪口腔测得pH=6.0。使用大量流动清水冲洗10 min后测得pH=9.0，清水冲洗0.5 h后测得pH=7.5，接近中性。之后静待0.5 h后测得pH=7.5。表明早期、大量流动清水冲洗0.5 h可以有效减轻食入钠损伤。

表1 各部位沾钠的大体表现及pH值

图1 新鲜离体猪不同部位沾钠损伤

2.4 伤口沾钠 清水冲洗15 min后测得pH=7.5～8.0，清水冲洗0.5 h后测得pH=5.5（即pH试纸不再变色），表明早期、大量流动清水冲洗0.5 h可以有效减轻伤口沾钠损伤。

3 讨 论

近年来，为贯彻国家发展核能“热堆、快堆、聚变堆”三步走的战略方针，核动力厂在实验快堆的经验基础上，建设新型池式钠冷快中子反应堆，定位于生产电能，同时增殖核燃料，以液态金属钠为冷却剂，采用世界上广泛采用的钠-钠-水三回路设计。一回路系统采用一体化池式布置，主要设备和构件都安装在主容器内。一、二回路构成的主热传输系统均为两环路结构，一、二回路均以液态金属钠为工质，一、二回路的热边温度达到500℃左右，冷却系统和核辅助系统 中的钠辅助系统涉及大量的熔融金属钠，正常情况下，熔融的液态钠被包容在容器和管路中，并受到惰性气体或石蜡油的保护。这些地方的钠如果透过重重阻碍泄漏到空气中，则有可能发生钠火事故，当钠从破裂的管道或容器中以雾滴状形式喷出时会立即燃烧(在普通空气中，钠雾着火的温度一般是120℃，钠在空气中的自燃温度为（549±90）K。发生钠火时，钠工艺间内会产生大量浓烟，约30%的燃烧钠形成气溶胶悬浮物，钠气溶胶（主要由钠的氧化物Na2O、Na2O2组成）经呼道和皮肤黏膜进入人体，会引起眼睛、呼吸道黏膜和皮肤黏膜的化学灼伤：严重时会导致黏膜的水肿、溃烂，甚至导致失明。另外，钠火燃烧过程中产生的钠放射性气溶胶，通过伤口进入人体后产生持续内照射，导致内照射污染，Na-22和Na-24均为中毒组放射性核素。

液态钠用作钠冷快堆中的冷却剂如果泄露到空气中可对人体造成严重的损伤，主要包括液态金属钠导致的烫伤、金属钠遇水燃烧造成的烧伤及遇水后的反应产物氢氧化钠造成的碱烧伤[2]。与压水堆不同，快堆职业病防护的特殊性主要是针对钠和钠火进行的。为有效防止职业病的发生，在职业病防护设施设计专篇及职业病危害预评价报告中，针对钠产生的职业病危害因素，在工程设计中采用钠火预防措施、设置了钠火探测系统、采用防止钠火蔓延的缓解措施、制定相应的应急准备与响应计划，对应急设施与设备、医学应急救援、应急培训与演习进行了明确规定，严格要求涉钠工作人员配备必需的职业病防护用品。

核动力厂内易受意外沾钠危害影响的人员主要为现场事故处理人员和各类操作人员，现场急救处置也把上述三方面作为救治要点。

发生皮肤沾钠损伤后，液态金属钠可与皮肤表面的水分产生氢氧化钠（强碱）并放出大量反应热。氢氧化钠渗透性较强，能使组织细胞脱水并皂化脂肪组织，形成可溶性强碱蛋白化合物而使创面加深，一般表现是局部灼痛，皮肤由白变红，再变为棕色，并形成溃疡[6]。因此，根据化工企业及医院的经验，如钠沾到皮肤，应快速去除皮肤上的残钠，除去受污染的衣物[7-8]，用大量流动清水尽快、清洗创面20～30 min，使用弱酸性溶液（乙酸、硼酸、醋酸）进行中和并用清水冲洗[6,9-10]。可以根据情况适时涂抹烫伤膏，消肿止痛，如残钠无法清除干净或有伤口，则不建议涂抹，以免皮肤进一步损伤。因核动力厂内辐射控制区、非辐射控制区涉钠分布特点不同，故而相应应急处理点急救物资的配备也有所不同。此外，辐射控制区内空气中钠及其化合物的允许浓度较非辐射控制区要高，因而发生钠火事故的风险也高，故皮肤沾钠损伤后对照组先选用液体石蜡油进行冲洗，待转移至非辐射控制区时，进一步使用流动清水进行冲洗。本实验结果表明研究组（非辐射控制区）皮肤沾钠去污疗效更佳，提示使用大量清水尽快、彻底地冲洗是治疗的关键。

人员作业或处理异常事件过程中，钠如溅到眼睛里，遇水生成氢氧化钠，氢氧化钠通过皂化反应形成具有双相溶解度的碱性化合物，使碱性化学物质很快穿透角膜浸入眼深部组织。不仅如此，即使眼组织表面的碱性化学物质后续被冲洗干净，已浸入眼组织内的碱性物质可持续向深部扩散，对眼部组织造成持续性破坏，最终因角膜穿孔或其它并发症而导致失明[10]。因此，根据化工企业及医院的经验，如溅到眼睛里，应立即用生理盐水或清水进行冲洗[6,9-15]，冲洗时间为15～30 min[9-10,13,15]，冲洗量为1000～2000 ml[12,14]。为避免眼睑痉挛疼痛，急救过程中常使用滴眼液进行表面麻醉。正常泪液pH值为7.14～7.15，可在5.12～8.13间波动。本研究通过测穹窿部结膜的pH值作为判定停止冲洗的标准，结合本部分实验结果，使用麻醉剂后立即冲洗组pH值更接近中性，眼部沾钠去污效果更佳，提示立即冲洗处理对眼沾钠损伤的预后起关键性作用。此外，有研究发现，由于酸碱中和时会产热，将进一步加重眼部损伤，而且中和液本身也有毒性，因此近年来已不赞成使用中和液冲洗眼部[5]。

发生钠火事故时，钠工艺间产生大量钠气溶胶颗粒，若工作人员未进行呼吸防护或防护不当则可能发生食入或吸入性损害，出现呼吸道刺激症状及喉头水肿、呼吸困难，严重者导致窒息。若误食则可能引起口腔、咽喉、食道、肠胃的损伤，轻者出现恶心、呕吐、腹痛，重者出现肠胃出血、穿孔及碱中毒、休克等[6]。因而，作业人员在涉钠作业期间均需严格按照要求佩戴防护用品，做好个人防护。本研究证实，无论是食入钠或伤口沾钠事故，早期、大量、彻底地冲洗是急救的关键。此外，已有报道，如意外食入或吸入，也可以服食醋进行中和，然后服用蛋清、牛奶等保护胃粘膜[6]。

发生意外沾钠事故后，受现场医务条件限制，现场仅提供沾钠后的紧急、临时处理，处理后应及早送往地方医院，进一步进行处理。

由于患者受到意外的刺激，精神非常紧张，加上眼部、口腔及创面烧灼样疼痛，常表现为对治疗结果不确定而恐惧不安。在紧急处置的同时，要特别重视心理护理，需要专业人员在事故的早、中、后期全程进行适当的心理干预，耐心细致地给患者介绍治疗方法，使其认识到碱烧伤的危害性以及积极治疗的重要性，增强患者的治疗信心。

为减少意外沾钠事故的发生，进一步保障工作人员的职业健康安全，核动力厂应根据现场不同涉钠场所的分布特点，设立应急处理点，每个处理点应配备相应的急救物资。考虑到部分应急处理点存在一定距离，对于存在钠火风险的作业，作业班组应携带便携式急救药箱，以便应急处理。对于涉钠工作人员应进行岗前安全急救培训，增加对沾钠处理方法的实操培训及考核，频度可为每两年一次，考核合格后方能持证上岗。同时，各核动力厂应配备熟悉并具备医学急救及沾钠急救能力的医务人员。一旦发生人员意外沾钠事故，应坚持“救命优先”的原则。任何情况下，都要首先抢救危及生命的损伤，待病情平稳后再处理沾钠问题。对于人员沾钠处理及急救的情况，医务人员应予以完整记录，同时报告职业健康管理人员。本研究结果表明，冲洗在沾钠损伤的救治中起着极其重要的作用，伤后患者争分夺秒就地取材对受伤部位进行冲洗，能最大限度减轻损伤，有效改变病情的转归。然而，目前国内尚未建立统一规范的人员沾钠事故的急救方法和标准流程，也没有针对钠沾染损伤事故设计的专用冲洗工具。从国内钠厂及钠设施的处理经验看，人员沾钠处理及急救原则与化学烧伤的处理要求基本一致，细节上略有区别，总体上不影响沾钠处理及急救的有效性。本研究以新鲜离体猪为模型，对钠冷快堆运行中人员沾钠急救策略进行体外实验验证，对急救措施的及时性及操作步骤的合理性进行考量，为标准规范的出台及行业实践经验的积累提供新思路，有利于在该种新型堆型的运行过程中开展并不断完善针对沾钠处理方法的实操培训及急救考核，有利于提高工作人员在发生职业暴露后的应急处理能力，将职业性沾钠事故的损害尽可能地降到最低水平。