با توجه به کاربرد روزافزون مواد پرتوزا، ضرورت و اهمیت بسته بندی مواد پرتوزا نیز بیش از پیش مورد توجه واقع شده است.
در این مقاله، جنبه‌ای از کاربرد بسته‌بندی مطرح می‌شود که نقش اولیه آن، حفظ کالا و ایجاد آرامش در محیط است تا باعث شود انسان‌‌ها از کالا با رعایت اصول و قواعد استفاده کنند. درواقع در این پژوهش سعی شده ضمن معرفی روش‌ها، توصیه‌ها و نکات مهم در بسته بندی مواد پرتوزا، به بیان الزامات و استانداردهای بسته‌بندی مواد خطرناک و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت آن‌ها نیز پرداخته شود. اکنون «قسمت نخستِ» این مطلب را در پیش‌رو دارید.
در جاهایی که بسته‌بندی کالاها را با «آرم خطر» می‌بینیم، متوجه می‌شویم که در به‌کارگیری آن بایستی دقت کنیم. به چنین بسته‌هایی اصطلاحاً «بسته‌بندی‌های خطرناک» یا «مقاوم به خطر» می‌گویند. تهدید عوامل میکروبی و شیمیایی نه‌تنها در میادین نبرد بلکه در جوامع شهری نیز وجود دارد. با گسترش فناوری‌های هسته‌ای و به‌کارگیری این عوامل در محیط‌های غیرنظامی و بالأخص مراکز بیمارستانی، ایجاد خطرات میکروبی و شیمیایی در جوامع شهری افزایش یافته است.
از آن دسته از عملیات‌هایی که در راستای جابه‌جایی رادیوایزوتوپ‌ها، پسماندهای پرتوزا و محموله‌های چرخه سوخت هسته‌ای انجام می‌گیرد، با عنوان «ترابری مواد پرتوزا» یاد می‌شود. سالیانه حدود بین هجده تا بیست میلیون بسته مواد پرتوزا در سراسر جهان جابه‌جا می‌شود. این بسته‌ها از بشکه‌های کوچک تا محموله‌های سنگین را شامل می‌شود که طراحی، ساخت و حمل آن‌ها نیازمند آن است که در مقابل خطرات ناشی از نقل و انتقال در شرایط عادی و سانحه مورد حفاظت قرار گیرند.
تاریخچه
استفاده صلح‌جویانه از انرژی اتمی پس از برگزاری نخستین کنفرانس بین‌المللی سازمان ملل متحد در پاییز ۱۹۵۵ در ژنو آغاز شد و با شروع آزمایش‌های هسته‌ای در سالهای گذشته و همچنین انجام انفجارات اتمی در شهرهای هیروشیما و ناکازاکی، ورود مواد پرتوزای مصنوعی به چرخه زندگی بشر و محیط‌زیست آغاز گردید؛ به‌طوری‌که تنها در بین سالهای ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ میلادی، انجام حدود ۴۰۰ آزمایش اتمی در جو، سبب تولید و ریزش صدها نوع عنصر پرتوزا به محیط‌زیست شد.
تعداد دیگری از رادیوایزتوپ‌‌های ساخته‌شده توسط انسان، در اثر وقوع حوادث هسته‌ای وارد چرخه طبیعت گشته و باعث آلودگی آن شده‌اند. تعدادی از این‌گونه حوادث که باعث پخش مواد پرتوزا به محیط‌زیست گردیده‌اند، عبارت‌اند از:
۱- انفجارات اتمی؛
۲- متلاشی‌شدن ماهواره‌ها در فضا؛
۳- انفجار در رآکتورهای اتمی (از جمله حادثه در نیروگاه اتمی چرنوبیل و مایل ایسلند و انفجار در ظروف پسماند حاوی مواد پرتوزا).
از آن‌جایی که مواد پرتوزا را به‌سادگی با مواد دیگر نمی‌توان حمل نمود، لذا لازم است مقررات ایمنی در این‌خصوص مورد توجه قرار گیرد. تا پیش از سال ۱۹۵۹، مقرراتی که توسط دولت امریکا برای حملونقل مواد وضع شده بود، توسط کشورهای گوناگون مورد استفاده قرار می‌گرفت. پس از تأسیس آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در سال ۱۹۵۷ این موضوع در دستور کار آژانس قرار گرفت.
نخستین کتاب در مورد مقررات حملونقل مواد پرتوزا در سال ۱۹۶۱ نوشته شد و در سال ۱۹۷۳ تجدید نظر کلی در مورد آن به‌عمل آمد؛ به‌طوری‌که در سال ۱۹۸۶ کتابی در خصوص حملونقل مواد پرتوزا با در نظر گرفتن فلسفه حفاظت در برابر اشعه به چاپ رسید. در سال ۱۹۹۶ بازنگری آخرین نسخه این کتاب (TSRI) توسط آژانس بین‌المللی انرژی اتمی صورت پذیرفت و کشورهای مختلف نیز از جمله فرانسه (در سال ۲۰۰۴) با توجه به مقررات بین‌المللی موجود، قوانین خاص حملونقل را برای کشور خود وضع نمودند.
هدف از بسته بندی مواد پرتوزا
هدف از معرفی و به‌کارگیری معیارهای بسته بندی مواد پرتوزا، آن است که بسته‌بندی مجدد این مواد در طول مدت‌زمان ذخیره‌سازی آن مقدور نیست.
از جمله اهداف بسته‌بندی استاندارد مواد مزبور، پیش‌گیری از بروز اثرات قطعی و محدودکردن احتمال بروز اثرات احتمالی ناشی از پرتوهای یون‌ساز است.
اهداف دیگر بسته بندی مواد پرتوزا عبارت‌اند از:
۱- محدودکردن ریسک افراد با نگه‌داشتن پرتوگیری آن‌ها در زیر حدهای دُز تعیین‌شده؛
۲- ایمن‌سازی منبع از طریق محدودکردن دُزهای پرتوزا ناشی از پرتوگیری بالقوه و کاهش دُزهای تکی، جمعی و احتمال پرتوگیری تا کم‌ترین حد امکان؛
۳- به‌کارگیری مقررا اداری، فنی و اجرایی به‌منظور اطمینان از ایمنی منبع.
برای حصول اطمینان از اینکه کلیه اهداف و مقاصد ذخیره‌سازی طبقه استاندارد رعایت شده‌اند، باید بازدیدهای دوره‌ای از بسته بندی مواد پرتوزا صورت پذیرد. البته این الزامات بیشتر تنها برای مواد پرتوزایی استفاده می‌شود که در آن نوع U 233 و نوع مربوط به U 231 بیشترین اهمیت را از لحاظ رادیولوژی داشته باشد.
اهمیت بسته بندی مواد پرتوزا
کاربرد روزافزون پرتوهای یون‌ساز و غیریون‌ساز در رشته‌های مختلف صنایع، علوم پزشکی، کشاورزی و آموزش‌‌وپژوهش، امری مفید، اجتناب‌ناپذیر و بعضاً منحصربه‌فرد است؛ اما به‌دلیل عدم‌رعایت نکات ایمنی به‌هنگام کار با پرتوها، می‌تواند خطرات جدی برای کارکنان، مردم، محیط‌زیست و حتی نسل‌های آینده به‌همراه داشته باشد. لذا تدوین و اعمال مقررات، ضوابط، آیین‌نامه، دستورالعمل‌ها و تدوین استانداردهای حفاظت در برابر اشعه جهت استفاده بهینه از پرتوها در زمینه‌های گوناگون و کاهش هرچه بیشتر خطرات ناشی از اثرات آن‌ها، امری ضروری است.
در این رابطه، قانون حفاظت در برابر اشعه ایران در تاریخ بیستم فروردین‌ماه سال ۱۳۶۸ به تصویب مجلس شورای اسلامی رسید. در این قانون، مسئولیت‌های سازمان انرژی اتمی ایران در زمینه برنامه‌ریزی و کنترل کلیه فعالیت‌های حفاظت در برابر اشعه، اعم از یون‌ساز و غیریون‌ساز مشخص شده است. این مسئولیت‌ها از طرف سازمان انرژی اتمی ایران به معاونت سازمان در امور نظام ایمنی هسته‌ای کشور به‌عنوان واحد قانونی تفویض گردیده است. واحد قانونی نیز بر اساس قانون حفاظت در برابر اشعه، موظف به اجرای مقررات، آیین‌نامه‌ها و استاندارهای مربوطه می‌باشد.
با توجه به اینکه کاربردهای گوناگون مواد پرتوزای مصنوعی ساخته دست بشر در علوم و فنون مختلف از قبیل پزشکی، صنایع، تحقیقات، کشاورزی و… رو به گسترش بوده و غیرقابل‌اجتناب است، از این‌رو حفاظت مردم و به‌طور کلی محیط‌زیست در برابر آثار زیان‌بار این پرتوها لازم و ضروری است و از همین‌روست که تدوین و به‌کارگیری قوانین بسته بندی مواد پرتوزا و مواد هسته‌ای ضرورت پیدا می‌کند. این قوانین با همکاری ارگان‌‌های بین‌المللی توسط آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (وابسته به سازمان ملل متحد) تهیه می‌شوند.
بر این مبنا، توجه به این امر خطیر بر عهده افرادی است که مسئولیت طبقه‌بندی کالاهای خطرناک را دارند. آن‌ها موظف‌اند در مورد محموله‌های شامل کالاهای خطرناک، علامت‌گذاری و برچسب‌زنی آن‌ها و انتقال اطلاعات لازم به حمل‌کننده و گیرنده نهایی و نیز احتمال به‌کارگیری الزامات خاص برای روش‌های مختلف حملونقل را در دستور کار قرار دهند.
عناصر خطرناک، چه بسته‌بندی‌شده و چه به‌صورت فله‌ای، دارای خواصی هستند که در کد بین‌المللی حملونقل کالای مواد خطرناک در هریک از طبقه‌بندی‌های مختلف آن آمده است. بر همین اساس، تاکنون توسط کشورهای اروپایی کتاب‌هایی با عناوین حملونقل و ذخیره‌سازی بسته بندی مواد پرتوزا تدوین و انتشار یافته است. از جمله در فرانسه در سال ۲۰۰۴ با توجه به مقررات بین‌المللی موجود، قوانین خاص حملونقل را برای کشور خود وضع نموده است.
مواد رادیواکتیو
مواد رادیواکتیو، موادی هستند که به‌صورت طبیعی و در شرایط معمولی، شروع به تجزیه‌شدن نموده و از خود پرتوها و اشعه‌هایی با طول موج و فرکانس‌های مختلف تولید می‌کنند.
مواد رادیواکتیو نیز جزو طبقه مواد سمّی محسوب می‌گردند. این مواد هوا را آلوده نموده از راه تماس با بدن، بلع، تنفس یا تشعشع وارد بدن می‌شوند. این مواد آسیب‌رسان، آثار بسیار بدی بر بدن انسان دارند و ممکن است سبب بروز حوادث جبران‌ناپذیری از قبیل سرطان، ناراحتی‌های پوستی، پوکی استخوان و… شوند. این دسته از مواد را می‌توان تحت شرایط خاص و در وسایل و تجهیزات ایمنی مخصوص نگه‌‌داری، حملونقل و حتی مصرف نمود.
انواع اورانیوم‌های ۲۳۳ قابل ذخیره‌سازی عبارت‌اند از: نوع فلزی، پودرهای اکسید، اکسیدهای یک‌پارچه مواد مهندسی نظیر اکسیدهای سرامیکی و سخت‌های غیرمتشعشع.
طبق آن‌چه که در آزمایشگاه‌های ملی oak و آزمایشگاه مهندسی ملی و محیطی آیداهو در گذشته به‌دست آمده است، اختلاف و تفاوت‌های اساسی در خواص شیمیایی و فیزیکی مواد و انوع اکسید‌ها و مواد مهندسی وجود دارد.
بسته‌بندی فلز اورانیوم ۲۳۳ و آلیاژهای آن
قطعات فلزی و آلیاژی بسته‌بندی‌شده باید دارای سطح مساحت ویژه‌ای کمتر از ۴/۲۴ فوت‌مربع (پوند) باشند. قطعات فلزی بزرگ‌تر از ۸ مِش دارای این ضوابط می‌باشند. قطعات فلزی با یک مساحت سطحی بزرگ و فویل‌های نازک، پیچ‌ها (دوراهی) و سیم‌ها باید به‌منظور ذخیره‌سازی به اکسیدهای پایدار تبدیل شوند.
در زمان بسته‌بندی، فلزات باید به‌طور چشمی بازرسی شوند تا عاری از هرگونه اکسیدهای چسبان، مایع و مواد آلی نظیر پلاستیک و روغن باشند.
بسته‌بندی اکسید‌ها
– ضوابط پذیرش پایدارسازی: مواد فرّار اکسید که در ظروف مهروموم‌شده بسته‌بندی می‌شوند، باید در زمان بسته‌بندی یا بسته‌بندی مجدد، فاقد اکسید باشند.
– شرایط پایدارسازی: اکسیدهایی که ضوابط ذکرشده در بسته‌بندی فلزی اورانیوم را نداشته باشند، باید با حرارت‌دادن مواد در یک محیط اکسیدی و با درجه‌حرارت بیشتر از ۷۵۰ درجه سانتی‌گراد برای مواد و به مدت‌زمان کافی تحت عمل پایدارسازی قرار گیرند تا بتوانند ضوابط بسته‌بندی فلزی اورانیوم را جواب‌گو باشند ولی این مدت‌زمان نباید کمتر از یک‌ساعت باشد.
– تصدیق پایدارسازی: تصدیق این مطالب که مواد بسته‌بندی‌شده چنان پایدارسازی شده که می‌تواند ضوابط بسته‌بندی فلزی اورانیوم را داشته باشد، باید از طریق اندازه‌گیری محتویات مواد فرّار و با استفاده از روش فنی مناسب که توضیح آن ارائه شده باشد، صورت پذیرد؛ نظیر روش‌های LOi در درجه‌حرارت ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد و حداقل یک‌ساعت.
بیشتر بخوانید: بسته بندی های غذایی و جدیدترین استاندارد بین المللی
مواد مهندسی
مواد سرامیکی از دانههای اکسید اورانیوم ۲۳۳ تفت‌داده‌شده با روکش و یا بسته‌بندی‌شده با مواد ضد زنگ تشکیل می‌شود و دارای سابقه تضمین کیفیت طبق استاندارد CFR830.120-10 و یا طبق برنامه‌های تضمین کیفی قابل استفاده در زمان ساخت بوده و بدون انجام آزمایش‌ها و یا پایدارسازی اضافه، تمامی الزامات بخش اکسید را دارا می‌باشند.
همچنین قطعات ریز و دانههای اورانیومی که از چنین میله‌های اورانیومی ایجاد می‌گردد، تمام الزمات بخش اکسید را به‌هنگام برداشتن روکش دارا می‌باشند.
دانههای سرامیکی تفت‌داده‌نشده و روکش‌نشده که بتوانند الزمات بسته‌بندی فلزی اورانیوم ۲۳۳ بخش اکسید را در بر داشته باشند، می‌توانند الزامات بخش اکسید را بدون هیچ‌گونه عملیات حرارتی اضافه‌ای حائز باشند. همچنین دانههای اکسیدی که بتوانند الزامات بسته‌بندی فلزی اورانیوم ۲۳۳ بخش اکسید را برآورده سازند، باید طبق ضوابط و دستورالعمل‌های بسته‌بندی فلزی اورانیوم بخش اکسید، پایدارسازی شده و بتوانند ضوابط بخش اکسید این استاندارد را قبل از بسته‌بندی داشته باشند.
ذخیره‌سازی پس از پایدارسازی
اکسیدهایی که قبلاً طبق استاندارد دستورالعمل‌های بسته‌بندی مربوط ه از بخش اکسید، پایدارسازی شده‌اند، می‌توانند معیارهای ذکرشده در بسته‌بندی بخش اکسید و بسته‌بندی فلز اورانیوم ۲۳۳ و سایر آلیاژها را از بخش اکسید در زمان پایدارسازی داشته باشند. این مواد اکسیدی باید در ظروف درب‌بسته قرار داده شده و از قسمت درون و بیرون ظرف سیل شود که این سیل‌کردن بدون انجام عملیات اضافی پایداری‌سازی، باید بسته‌بندی شده و محتویات آن نیز بدون تغییر حفظ شود.
ادامه دارد…
منبع: فصل‌نامه علوم و فنون بسته‌بندی – مصطفی امام‌پور
