با توجه به کاربرد روزافزون مواد پرتوزا، ضرورت و اهمیت بستهبندی این نوع مواد 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 بستهبندی مواد پرتوزا، به بیان الزامات و استانداردهای بستهبندی مواد خطرناک و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت آنها نیز پرداخته شود؛ «قسمت دوم» این مطلب را در پیش‌رو دارید.
معرفی بسته بندی مواد پرتوزا
بسته‌بندی‌‌های مواد پرتوزا باید دارای ویژگی‌هایی باشند تا در انبار یا محل نگه‌داری از اثرات زیان‌بارش به اشخاص و یا در تداخل بین بسته‌ها جلوگیری نمایند. باید به این واقعیت توجه داشت که در مجموع، زنجیره حمل این نوع کالاها فقط قسمتی در دریا شامل مسیر دریایی و تخلیه و بارگیری در بنادر مبدأ و مقصد است.
رعایت اصول دقیق ذخیره‌سازی صحیح و امن مواد پرتوزا موجب میشود تا مشکلات بحران‌ساز در رابطه با مواد هسته‌ای که دارای مواد رادیواکتیو هستند، ایجاد نشود و افراد را از خطرات ناشی از تابش اشعه حفظ نماید و موجب محافظت هرچه بهتر این مواد هسته‌ای خاص شود. امکانات ذخیره‌سازی، نقش پیشتاز و اولیه‌ای را در آلودگی مواد پرتوزا دارا می‌باشند. از جمله اهدافی که سازمان‌های متولی ذخیره‌سازی نگه‌داری مواد پرتوزا دنبال می‌کنند و در صدد تحقق آن هستند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
– تثبیت مواد؛
– تحکیم مواد؛
– محدودکردن دسترسی؛
– ذخیره‌سازی با تمهیدات نگه‌داری کم و قابلیت اعتماد در میزان موجودی.
الزامات استانداردها، معیارهایی را مطرح می‌سازند تا ما مطمئن شویم که مواد پرتوزا دارای ترکیب بستهبندی مناسب (ترکیب نوع مواد و بستهبندی) با ایمنی بالا و ذخیره‌سازی بلندمدت می‌باشند. این بسته‌ها باید تحت نظارت منظم از لحاظ ایمنی و شرایط ذخیره‌سازی و جابهجایی قرار بگیرند و این‌‌کار باید تا زمان جابهجایی نهایی آنها ادامه یابد و در این‌خصوص، می‌توان کار کنترل مواد و شناسایی آن‌را به طور هم‌زمان انجام داد.
نکات مهم در طراحی بسته بندی مواد پرتوزا
مجموعه ظرف باید همانند مواد پایدارشده در داخل دو لایه مجزای سیل‌شده باشد. یک ظرف تأمین‌کننده فشار مورد نیاز برای ممانعت از نشت مواد بسته‌بندی‌شده است و ظرف دیگر تأمین‌کننده یک لایه مرزی ایزولاسیون اضافه می‌باشد. ظروف داخلی و بیرونی باید توسط جوش‌کاری و یا سایر روش‌هایی که بتواند دارای مشخصات عملکردی بر اساس استاندارد را داشته باشد، سیل شوند. استفاده از سیل‌کاری اضافه و یا ظروف داخلی غیرسیل‌شده، گاهاً ترجیح داده میشود که این امر انتخابی می‌باشد.
انواع آنها به شرح ذیل است:
۱) ظرف درونی باید دارای چنان ابعادی باشد که بتواند با رواداری کافی به‌منظور جوش‌کاری ظرف بیرونی درون آن جای بگیرد؛
۲) ظروف درونی و بیرونی باید چنان باشند که قابلیت بازرسی و شناسایی غیرمخرب محتویات درونی آن‌را ممکن سازند (همانند انجام آزمایش از طریق رادیوگرافی و توزین)؛
۳) حداقل فشار طراحی ظروف درونی و بیرونی باید ۲۰۷۰ کیلوپاسکال باشد؛
۴) ظرف درونی و بیرونی باید از فولاد ضدزنگ که کربن سری ۳۰۰ و یا سایر مواد مشابه و یا موادی با عملکرد بهتر (از لحاظ مقاومت، خوردگی و غیره) دارند، ساخته شوند. توزین دقیق باید با استفاده از فرآیندهای قابل قبول که حساسیت فولاد ضدزنگ را به خوردگی و ترک به حداقل برساند، انجام گیرد؛
۵) در ساخت هریک از ظروف درونی و بیرونی نباید از مواد قابل اشتعال و یا آلی استفاده شود؛
۶) ظرف مونتاژشده و یا پرشده بیرونی باید با امکانات ذخیره‌سازی هماهنگ باشد. به‌عنوان مثال، برای یکی از این قطعات (Oak Ride Builfing 3019) باید این شرایط فراهم باشد: قطر نباید بیشتر از ۱۱۲ میلی‌متر باشد و ارتفاع هم کمتر از ۱۰۲ میلی‌متر نباشد؛
۷) مواد آلی (نظیر واشرهای الاستومتریک و روکش‌های آلی یا کیسه‌های پلاستیکی) نباید در ساخت این ظرف‌ها به‌کار گرفته شوند؛
۸) مواد مورد استفاده؛ فضای درون هرکدام از ظروف نباید با مواد مورد استفاده جهت سیل‌کردن و یا مواد درون ظرف، کشش و واکنش معکوس ایجاد نماید. به‌عنوان مثال فضایی که ممکن است استفاده شود، می‌تواند نظیر گاز آرگون، نئون، نیتروژن و هوا باشد؛
۹) گاز پرکننده ظرف؛ فضای درون ظرف درونی و بیرونی نباید مانع از انجام آزمون نشتی ظرف گردد.
همچنین کل جرم مواد پرتوزا و سایر قطعات مربوطه نباید بیشتر از ۴/۵ کیلوگرم برای فلز و یا ۱/۹ کیلوگرم برای مواد اکسیدی در هر ظرف باشد و این‌که نباید بیشتر از مقادیر یادشده که طبق سیاست‌گذاری‌ها و فرآیندهای ذخیره‌سازی مشخص شده است، باشد.
جرم مواد ظرف باید در مواردی که نیاز به حصول اطمینان از رعایت حدود فشار در قوطی‌های داخلی و خارجی باشد محدود گردد و این فشار همان فشار مخصوص ظرف است.
در مواردی که چند محدودیت وجود داشته باشد، پایین‌ترین (سخت‌گیرانه‌ترین) حد باید رعایت شود.
فرآیند بسته بندی
در فرآیند بستهبندی باید از روش و مواد اولیه روز استفاده کرد تا ضمن رعایت الزامات استانداردی به ذخیره‌سازی مطمئن مواد پرتوزا کمک نماید، لذا رعایت نکات زیر ضروری است:
۱- مواد خارجی همانند قطعات محکم‌کننده فلزی و سایر مواد نخاله‌ای باید از موادی که قرار است ذخیره‌سازی شوند، قبل از بستهبندی جدا شده و خارج گردند؛
۲- مواد اکسیدی نمونه‌برداری‌شده باید تا حد امکان نشانگر موادی باشد که به‌هنگام بستهبندی مورد سیل قرار می‌گیرد. موادی که قرار است قبل از بستهبندی برای مدتی در قوطی ذخیره شود، باید شرایط و الزامات ذخیره‌سازی بستههای اورانیوم را داشته باشد. در این‌صورت نمونه برداشت‌شده باید تا حد امکان نشانگر موادی باشد که در قوطی‌های بسته‌بندی‌شده قرار داده شده‌اند؛
۳- مواد باید به‌گونه‌ای بستهبندی شوند که هیچ‌گونه خوردگی و یا سایر اثرات سوء بر روی درون و بیرون قوطی ایجاد ننمایند؛
۴- تنها مواد شیمیایی و ایزوتوپی مشابه باید در یک ظرف قرار داده شوند و به‌منظور ذخیره‌سازی بستهبندی شوند.
در ساخت و آماده‌سازی بسته‌ها جهت حمل باید ضوابط خاصی مد نظر قرار بگیرد که همواره بتوان از ایمنی آنها در حین جابهجایی و حمل اطمینان حاصل نمود.
دست‌یابی به هدف مورد نظر از طرق زیر محقق می‌گردد:
– محدود نگه‌داشتن محتویات مواد پرتوزا؛
– کنترل سطوح پرتوهای خارجی؛
– جلوگیری از ایجاد حالت بحرانی؛
– جلوگیری از صدمات ناشی از گرما.
بسته بندی مواد پرتوزا
بستهبندی محموله‌های رادیواکتیو باید به‌گونه‌ای باشد که در برابر خطرات ناشی از نقل‌وانتقال در شرایط عادی و سانحه حفاظت شوند. آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، مقررات و استاندارد ویژه‌ای جهت حمل‌ونقل مواد پرتوزا تهیه و تدوین نموده که همه کشورهای عضو در آژانس برای تضمین ایمنی در حمل‌ونقل، ملزم به رعایت بندهای آن می‌باشند.
به‌منظور حمل مواد پرتوزا، ابتدا این مواد بر اساس میزان پرتوزایی در بستههای گوناگون (آزاد، صنعتی، A، B و C) جای می‌گیرند. سپس جهت اطمینان از میزان مقاومت بسته‌ها در برابر سوانح، آزمایش‌هایی از قبیل دوش آب، سقوط آزاد، فشار، نفوذ مکانیکی، حرارت و غوطه‌وری صورت گیرد و پس از انجام برچسب‌گذاری بر پایه استانداردهای بین‌المللی جابهجایی انجام می‌پذیرد.
مجموعه این اجزا جهت محصورکردن مواد پرتوزا عبارت‌اند از:
– مواد جاذب؛
– فضاسازی مناسب؛
– حفاظت در برابر تابش و تجهیزات جانبی برای پُر و یا خالی‌کردن؛
– تهویه؛
– سوپاپ فشار؛
– سیستم‌های خنک‌کننده؛
– ضربه‌گیرهای مکانیکی؛
– گیره هایی جهت حمل و نگه‌داری؛
– عایق حرارتی.
این قسمت باید در کمیت‌های A1 و A2 معرفی گردند. این کمیت‌ها، خصوصیاتی از مواد پرتوزا می‌باشند که از نظر مقررات برای تعیین نوع بسته مورد استفاده قرار می‌گیرند و بسیاری از حدود بر مبنای آن تعریف شده است. به عبارت ساده‌تر، کمیت‌های A1 و A2 حداکثر پرتوزایی هستند که می‌توان در بستههای نوع A حمل کرد.
کمیت A1 برای شکل ویژه و کمیت A2 برای سایر اشکال به‌کار می‌رود. به‌طور کلی شش نوع بستهبندی برای مواد پرتوزا وجود دارد که در ادامه به شرح هریک می‌پردازیم.
بسته های آزاد
بستههای آزاد حاوی مقادیر کمی از مواد رادیواکتیو هستند. موادی که حاوی اورانیوم طبیعی، اورانیوم تهی‌شده یا توریم طبیعی هستند و در بستههای آزاد قابل حمل می‌باشند. حمل در شرایطی صورت می‌گیرد که سطح خارجی اورانیوم یا توریم با حفاظی از فلز یا مواد دیگر محصور شود. میزان پرتوزایی در سطح خارجی بسته‌ها نباید از ۰/۱ SVµ/h تجاوز کند. اگر مواد رادیواکتیو به‌صورت ابزار باشند میزان پرتوزایی آنها نباید از ۱/۰ در هر نقطه به مساحت ۱۰۰ میلی‌متر تجاوز کند.
بسته های نوع A
متداول‌ترین نوع بسته در حمل‌ونقل مواد پرتوزا هستند. در طراحی و ساخت این بسته‌ها علاوه‌بر مقرراتی که در حالت کلی وجود دارد، مسائل ایمنی و اقتصادی هر دو در نظر گرفته می‌شوند. این بسته‌ها تحت آزمایش‌های خاصی از نظر استحکام و مقاومت قرار می‌گیرند. فرض بر آن است که این بسته‌ها در حوادث شدید آسیب می‌بینند و بخشی از محتویات آنها بیرون می‌ریزد. این نوع بسته‌ها جهت حمل رادیوداروها و رادیوایزوتوپ‌های تحقیقاتی مورد استفاده فراوان قرار می‌گیرند.
در بستههای نوع A از دو کمیت A1 و A2 استفاده میشود. اگر مواد دارای شکل ویژه باشند، محدوده A1 قابل اجراست؛ در غیراین‌صورت از A2 استفاده میشود. به‌منظور حمل چشمه‌های رادیوایزوتوپ از کمیت A1 استفاده میشود. در کشورهای صنعتی روزانه صدها و حتی هزاران بسته رادیوایزوتوپ‌ها می‌تواند از چند کیلوبکرل به‌منظور استفاده پزشکی تا ده‌ها گیگابکرل تغییر کند.
بسته های نوع B
بستههای نوع B جهت جلوگیری از رهاشدن مواد در تصادفات شدید و برای موادی که مقدار ماده پرتوزای آنها بیشتر از بستههای دیگر باشد، استفاده می‌شوند. این بستههای تحت مجوز مقامات مسئول هر کشور ساخته می‌شوند و آزمایش‌های مختلفی جهت برآورد مقاومت و استحکام آنها انجام می‌گیرد. چنان‌چه این بسته‌ها توسط مقامات مسئول کشور مبدأ تأیید شوند، با علامت (B(C مشخص می‌شوند. اگر این بسته‌ها را مقامات مسئول کشور مقصد نیز تأیید کرده باشند، علامت (B(M دارند. این بسته‌ها شامل کانتینرهای کوچک جهت حمل، فلاسک‌ها و کاسک‌های بزرگ جهت حمل پسماندها و سوخت‌های مصرف‌شده می‌باشند.
بسته های نوع C
این بسته‌ها در ویرایش نوین قوانین حمل‌ونقل در سال ۱۹۹۶ (TS-R-I) معرفی شدند و استحکام ویژه‌ای دارند. در صورت تصویب ایکائو و قوانین ملی می‌توان مقادیر نسبتاً زیادی از مواد پرتوزا را توسط این بسته‌ها از طریق هوا حمل کرد، اما معمولاً توسط کشتی و کامیون ترابری می‌شوند. حدود مواد پرتوزا در این بسته‌ها عبارت‌اند از: ۳ هزار A1 یا ۱۰۰ هزار A2 برای مواد با شکل ویژه و ۳ هزار A2 برای فرم‌های دیگر مواد رادیواکتیو.
موادی که توسط این چشمه های حمل می‌شوند عبارت‌اند از: پلوتونیوم و اکسید‌های مخلوط و چشمه‌های بسیار بزرگ.
ادامه دارد…
