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一、功能定位与设计规范基础

衰变池是专门用于处理含短半衰期放射性核素废水的关键设施，核心功能是通过自然衰变将废水中的放射性活度降至安全排放标准。其设计必须严格遵循国家及行业标准，如《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871）、《放射性污染防治法》等，同时结合废水来源的核素特性（如种类、浓度、半衰期）制定方案。例如，医疗核医学科废水中常见的 ¹⁸F（半衰期 110 分钟）、⁹⁹mTc（半衰期 6 小时）等短寿命核素，需通过衰变池将其活度衰减至总 β 放射性≤10Bq/L 以下才能排放，设计时需针对这类核素的衰变规律优化处理流程，确保辐射安全与环保要求双重达标。

二、容积计算与工艺选型要点

衰变池容积设计需综合考虑最大日排放量、核素衰变周期及安全裕量。计算公式以 \(V \geq Q \times T \times (1 + k)\) 为基础，其中 Q 为最大日排放量，T 取目标核素 10 倍半衰期（确保活度降至原 1/1024），k 为 10%~20% 的安全系数，例如处理医疗废水时通常按 30 天停留周期设计，以覆盖多数短半衰期核素的衰变需求。工艺选型上，间歇式衰变池适用于核素单一、水量波动小的场景，如医院核医学科，通过多格舱体逐格进水、满格衰变、达标排放，避免不同核素相互干扰；连续式衰变池则适用于水量稳定、核素浓度低的场景，通过导流板设计形成推流式流态，确保废水停留时间不低于最小衰变周期，并配备回流调节装置应对水质波动。

三、结构设计与材料防护要求

衰变池主体结构需兼顾防渗、抗辐射与耐用性，通常采用钢筋混凝土浇筑或钢制容器，内壁做防渗处理（如内衬 HDPE 膜、环氧树脂涂层），防止放射性废水渗漏污染环境。池体分为进水区、衰变区、排放区，以导流墙分隔，墙高不低于池深 2/3，底部设导流孔确保水流均匀，避免短流（水力停留时间误差≤5%）。顶部需设密封盖，预留检修口、通风口（加装活性炭过滤装置吸附放射性气溶胶）及液位监测孔。管道与附件采用不锈钢或 PVC-U 材质，接口处防渗漏处理，排放口需与在线辐射监测仪联动，确保达标后方可排放，未达标废水自动回流继续处理。

四、安全防护与监测系统构建

辐射防护是衰变池设计的重中之重，池体外围需设置明显警示标识，划定放射性污染控制区，周边 1 米范围内辐射剂量率需≤2.5μSv/h（符合公众暴露限值）。对 γ 射线核素需加强屏蔽设计，如采用加厚池壁（混凝土≥300mm 或内衬铅板）。监测系统集成在线放射性活度（NaI 探测器或 GM 计数管）、pH 值、液位等参数采集，数据接入中控室并设置超标报警（如活度＞10Bq/L 时触发声光报警及阀门连锁关闭），同时配备自动控制系统，支持远程监控与历史数据存储（周期≥5 年），满足环保部门数据溯源要求。

五、运维管理与合规排放要求

衰变池运行需制定严格的巡检与维护制度，定期检查池体防渗层、管道密封性及监测设备有效性，每季度委托第三方检测机构进行放射性活度取样检测，记录归档。池底设置污泥斗（容积占比 10%~15%），定期清掏放射性沉淀物，若活度超标需单独存放至衰变桶直至达标后按一般固废处理。排放需符合《污水综合排放标准》（GB 8978）及地方特别限值（如北京总 α≤1Bq/L、总 β≤10Bq/L），建设完成后通过辐射安全验收并取得《辐射安全许可证》，纳入年度环境监测计划。针对医疗场景，需注意与其他废水分流收集，核医学科排水口设专用管道并明确标识，急诊区域可增设应急衰变桶应对突发高浓度废水，确保全流程合规与安全。