一、功能定位與設(shè)計規(guī)范基礎(chǔ)

衰變池是專門用于處理含短半衰期放射性核素廢水的關(guān)鍵設(shè)施，核心功能是通過自然衰變將廢水中的放射性活度降至安全排放標(biāo)準(zhǔn)。其設(shè)計必須嚴(yán)格遵循國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《電離輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18871）、《放射性污染防治法》等，同時結(jié)合廢水來源的核素特性（如種類、濃度、半衰期）制定方案。例如，醫(yī)療核醫(yī)學(xué)科廢水中常見的 1?F（半衰期 110 分鐘）、??mTc（半衰期 6 小時）等短壽命核素，需通過衰變池將其活度衰減至總 β 放射性≤10Bq/L 以下才能排放，設(shè)計時需針對這類核素的衰變規(guī)律優(yōu)化處理流程，確保輻射安全與環(huán)保要求雙重達標(biāo)。

二、容積計算與工藝選型要點

衰變池容積設(shè)計需綜合考慮最大日排放量、核素衰變周期及安全裕量。計算公式以 \(V \geq Q \times T \times (1 + k)\) 為基礎(chǔ)，其中 Q 為最大日排放量，T 取目標(biāo)核素 10 倍半衰期（確保活度降至原 1/1024），k 為 10%~20% 的安全系數(shù)，例如處理醫(yī)療廢水時通常按 30 天停留周期設(shè)計，以覆蓋多數(shù)短半衰期核素的衰變需求。工藝選型上，間歇式衰變池適用于核素單一、水量波動小的場景，如醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，通過多格艙體逐格進水、滿格衰變、達標(biāo)排放，避免不同核素相互干擾；連續(xù)式衰變池則適用于水量穩(wěn)定、核素濃度低的場景，通過導(dǎo)流板設(shè)計形成推流式流態(tài)，確保廢水停留時間不低于最小衰變周期，并配備回流調(diào)節(jié)裝置應(yīng)對水質(zhì)波動。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料防護要求

衰變池主體結(jié)構(gòu)需兼顧防滲、抗輻射與耐用性，通常采用鋼筋混凝土澆筑或鋼制容器，內(nèi)壁做防滲處理（如內(nèi)襯 HDPE 膜、環(huán)氧樹脂涂層），防止放射性廢水滲漏污染環(huán)境。池體分為進水區(qū)、衰變區(qū)、排放區(qū)，以導(dǎo)流墻分隔，墻高不低于池深 2/3，底部設(shè)導(dǎo)流孔確保水流均勻，避免短流（水力停留時間誤差≤5%）。頂部需設(shè)密封蓋，預(yù)留檢修口、通風(fēng)口（加裝活性炭過濾裝置吸附放射性氣溶膠）及液位監(jiān)測孔。管道與附件采用不銹鋼或 PVC-U 材質(zhì)，接口處防滲漏處理，排放口需與在線輻射監(jiān)測儀聯(lián)動，確保達標(biāo)后方可排放，未達標(biāo)廢水自動回流繼續(xù)處理。

四、安全防護與監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建

輻射防護是衰變池設(shè)計的重中之重，池體外圍需設(shè)置明顯警示標(biāo)識，劃定放射性污染控制區(qū)，周邊 1 米范圍內(nèi)輻射劑量率需≤2.5μSv/h（符合公眾暴露限值）。對 γ 射線核素需加強屏蔽設(shè)計，如采用加厚池壁（混凝土≥300mm 或內(nèi)襯鉛板）。監(jiān)測系統(tǒng)集成在線放射性活度（NaI 探測器或 GM 計數(shù)管）、pH 值、液位等參數(shù)采集，數(shù)據(jù)接入中控室并設(shè)置超標(biāo)報警（如活度＞10Bq/L 時觸發(fā)聲光報警及閥門連鎖關(guān)閉），同時配備自動控制系統(tǒng)，支持遠程監(jiān)控與歷史數(shù)據(jù)存儲（周期≥5 年），滿足環(huán)保部門數(shù)據(jù)溯源要求。

五、運維管理與合規(guī)排放要求

衰變池運行需制定嚴(yán)格的巡檢與維護制度，定期檢查池體防滲層、管道密封性及監(jiān)測設(shè)備有效性，每季度委托第三方檢測機構(gòu)進行放射性活度取樣檢測，記錄歸檔。池底設(shè)置污泥斗（容積占比 10%~15%），定期清掏放射性沉淀物，若活度超標(biāo)需單獨存放至衰變桶直至達標(biāo)后按一般固廢處理。排放需符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978）及地方特別限值（如北京總 α≤1Bq/L、總 β≤10Bq/L），建設(shè)完成后通過輻射安全驗收并取得《輻射安全許可證》，納入年度環(huán)境監(jiān)測計劃。針對醫(yī)療場景，需注意與其他廢水分流收集，核醫(yī)學(xué)科排水口設(shè)專用管道并明確標(biāo)識，急診區(qū)域可增設(shè)應(yīng)急衰變桶應(yīng)對突發(fā)高濃度廢水，確保全流程合規(guī)與安全。