本文關(guān)鍵詞：防輻射挖掘機(jī)安全作業(yè)艙輻射屏蔽特性及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：世界核能發(fā)電量占全球總發(fā)電量的16%。截止2011年,全球共有并網(wǎng)發(fā)電的核電反應(yīng)堆435座,在建或待建核電反應(yīng)堆222座,均面臨著核設(shè)施退役和核泄漏應(yīng)急安全處理處置。我國(guó)是核工業(yè)大國(guó),軍用與民用核設(shè)施較多,急需加強(qiáng)退役核設(shè)施與核泄漏事故的安全處理處置技術(shù)及裝備研究。核設(shè)施退役與核泄漏事故的處理處置中,核輻射直接威脅作業(yè)人員的健康與生命,普通作業(yè)技術(shù)及裝備無(wú)法開(kāi)展工作。為了確保工作人員、公眾的健康和安全及保護(hù)生態(tài)環(huán)境,使之免受或減少來(lái)已關(guān)閉的核設(shè)施的輻射危害和其它危害。因此,在核退役過(guò)程中所用挖掘機(jī)操作人員,如不采取防護(hù)措施,可能面臨著機(jī)體的輻射損傷,亟需研發(fā)核退役專(zhuān)用裝備。以其提高安全作業(yè)艙屏蔽效果,對(duì)保障安全作業(yè)人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全具有重要的意義。目前,經(jīng)改裝的作業(yè)裝備僅能夠?qū)宋廴静粐?yán)重的環(huán)境進(jìn)行處理,對(duì)于高輻射的退役核設(shè)施、核泄漏事故,改裝后的作業(yè)裝備在作業(yè)時(shí)仍會(huì)引起較大的核輻射損傷。因此,為了保證放射性環(huán)境中作業(yè)人員的人身安全,研制特種安全作業(yè)駕駛艙,以保障核設(shè)施退役作業(yè)與核事故應(yīng)急行動(dòng)的順利實(shí)施。因此,本論文主要針對(duì)安全作業(yè)艙輻射屏蔽特性及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)建立了挖掘機(jī)安全作業(yè)艙模型及駕駛員人體仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?利用MCNP5程序模擬了安全作業(yè)艙在不同距離(8m,6m,4m,2m)、不同材料(鎢鎳合金,鉛,304不銹鋼)的屏蔽性能,并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;(2)分析了影響防輻射挖掘機(jī)安全作業(yè)艙屏蔽性能的主要因素,即輻射源(60Co)的類(lèi)型(點(diǎn)源及準(zhǔn)直源)、不同源距(安全測(cè)試距離:10m,正常操作距離:7m)、安全作業(yè)艙不同屏蔽材料(鎢鎳合金,鉛,304不銹鋼)及不同結(jié)構(gòu)(全封閉,鉛玻璃窗)對(duì)其屏蔽體抗γ射線能力的影響;(3)依據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果,分析討論了人體各部位劑量率值及作業(yè)艙內(nèi)空間劑量率,評(píng)價(jià)了安全作業(yè)艙的屏蔽效果,并依據(jù)電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)(GB18871-2002)規(guī)定的工作人員的照射水平劑量限值(低于0.01m Sv/h),確定了三種屏蔽材料的屏蔽厚度;(4)在上述分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了針對(duì)人體中部屏蔽加強(qiáng)措施,包括:①在駕駛員身體前側(cè)增設(shè)一道屏蔽墻(由鉛玻璃制成)或增加防護(hù)服的厚度(當(dāng)源距無(wú)法改變時(shí));②采用帶有玻璃窗結(jié)構(gòu)的作業(yè)艙,可以將含鉛玻璃的鉛含量適當(dāng)加大;③放射源為點(diǎn)源時(shí),需考慮人體頭部的輻射防護(hù)。
【關(guān)鍵詞】：γ射線 安全作業(yè)艙 屏蔽特性 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU621;TL75
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 引言13-19
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 屏蔽體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 核設(shè)施退役及退役裝備發(fā)展研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線17-19
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.3.2 技術(shù)路線18-19
• 第二章 實(shí)驗(yàn)條件與研究方法19-28
• 2.1 蒙特卡羅方法及MCNP程序19-20
• 2.2 安全作業(yè)艙屏蔽體幾何結(jié)構(gòu)和材料選型20-22
• 2.2.1 安全作業(yè)艙屏蔽幾何結(jié)構(gòu)分析21
• 2.2.2 安全作業(yè)艙材料選型21-22
• 2.3 安全作業(yè)艙屏蔽性能計(jì)算22-24
• 2.3.1 安全作業(yè)艙劑量計(jì)算模型建立22-23
• 2.3.2 安全作業(yè)艙劑量計(jì)算結(jié)果分析23-24
• 2.4 安全作業(yè)艙屏蔽效果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證24-27
• 2.4.1 ~(60)Co輻照裝置24
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置24-26
• 2.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 安全作業(yè)艙屏蔽性能影響因素分析28-43
• 3.1 放射源類(lèi)型的影響28-29
• 3.1.1 吸收劑量28
• 3.1.2 空間劑量分布28-29
• 3.2 屏蔽體厚度影響29-32
• 3.2.1 吸收劑量29-31
• 3.2.2 空間劑量分布31-32
• 3.3 屏蔽材料影響32-37
• 3.3.1 吸收劑量32-34
• 3.3.2 空間劑量分布34-37
• 3.4 源-屏蔽體距離影響37-41
• 3.4.1 吸收劑量37-40
• 3.4.2 空間劑量分布40-41
• 3.5 屏蔽體結(jié)構(gòu)影響41-42
• 3.5.1 吸收劑量41-42
• 3.5.2 空間劑量分布42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 安全作業(yè)艙屏蔽性能優(yōu)化43-59
• 4.1 安全作業(yè)艙屏蔽優(yōu)化目標(biāo)43-44
• 4.2 安全作業(yè)艙屏蔽優(yōu)化方案分析44-49
• 4.2.1 基于鉛玻璃視窗的安全作業(yè)艙屏蔽方案設(shè)計(jì)44-47
• 4.2.2 基于幾何特征的安全作業(yè)艙屏蔽方案設(shè)計(jì)47-49
• 4.3 安全作業(yè)艙屏蔽性能優(yōu)化對(duì)比49-57
• 4.3.1 空間劑量分布49-54
• 4.3.2 人體各部位吸收劑量54-57
• 4.4 小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65

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