Μελέτη και Τεκμηρίωση Εγκαταστάσεων Βιομηχανικής Ραδιογραφίας του Τομέα Πυρηνικής Τεχνολογίας

Abstract

Σκοπός της υπόψιν Μεταπτυχιακής Εργασίας (ΜΕ) είναι η οριστική μελέτη και τεκμηρίωση των χώρων και των υποδομών για την εγκατάσταση βιομηχανικής ραδιογραφίας στο κτίριο του Τομέα Πυρηνικής Τεχνολογίας της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Η τεκμηρίωση αυτή αναπτύσεται σε έξι διαφορετικές [(α) έως (στ)] αλλά συνδεόμενες μεταξύ τους ενότητες, ως εξής: (α) Αναπτύσεται τεκμηρίωση των διαθέσιμων υποδομών για την χωροθέτηση και λειτουργία των συνιστωσών βιομηχανικής ραδιογραφίας. Ως τέτοιες εννοούνται φυσικά μια μηχανή παραγωγής ακτίνων –x, η αντίστοιχη διάταξη ελέγχου της υπόψιν μηχανής και το αυτόματο εμφανιστήριο. Επισκοπούνται κυρίως ποιοτικά αλλά και ποσοτικά, διά του κειμένου οι υπόγειοι χώροι του κτιρίου στους οποίους προβλέπεται να λειτουργήσουν οι σχετικές εγκαταστάσεις. Εξηγούνται οι λόγοι που οδήγησαν στην επιλογή τους και γίνεται τεκμηρίωση τους με βάση τα σχέδια εφαρμογής του κτιρίου, (όπως αυτά παραδόθηκαν στον Τομέα Πυρηνικής Τεχνολογίας από τον κατασκευαστή του κτιρίου). Εντοπίζονται και καταγράφονται αποκλίσεις από την υπάρχουσα κατάσταση με βάση τις οποίες χαράσσονται και μία σειρά από διορθωμένα σχέδια σε Autocad, τα οποία συμπληρώνουν τον κατάλογο των σχεδίων υπάρχουσας κατάστασης. (β) Αναλύεται το θέμα της ραδιοπροστασίας και ορισμένα απαραίτητα προληπτικά μέτρα για την εξασφάλιση και τήρηση κατάλληλων συνθηκών ραδιοπροστασίας για το προσωπικό που απασχολείται σε εγκαταστάσεις βιομηχανικής ραδιογραφίας. Στις περισσότερες τέτοιες περιπτώσεις είναι υποχρεωτικό ο σχεδιασμός, και ο έλεγχος και η συνακόλουθη πιστοποίηση ραδιοπροστασίας να γίνονται με τη συνεργασία επιστημόνων εξειδικευμένων πάνω στη ραδιενέργεια και τις συνέπειές της στον ανθρώπινο οργανισμό, όπως είναι π.χ. δηλαδή το προσωπικό ΔΕΠ που υπηρετεί στον Τομέα Πυρηνικής Τεχνολογίας του ΕΜΠ. Αναφέρονται οι αναγκαίες αξιολογήσεις που πρέπει να λάβουν χώρα για την αδειοδότηση των εγκαταστάσεων βιομηχανικής ραδιογραφίας από τον αρμόδιο για το σκοπό αυτό φορέα της Ελληνικής Πολιτείας καθώς και οι ειδικές απαιτήσεις ασφαλείας για Εργαστήρια Ραδιογραφίας όπως π.χ. η κατάλληλη κατασκευή και ασφάλιση των θυρών και η ύπαρξη κατάλληλων ηχοφωτεινών σημάτων και προειδοποιητικών πινακίδων. Αναλύεται επίσης η σημασία διενέργειας μέτρησης και επιτήρησης της ποσότητας της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας στη γειτονιά των εγκαταστάσεων της ραδιογραφίας, ώστε να υπάρχει βεβαιότητα ότι δεν διαφεύχγει ακτινοβολία πέρα από την ζώνη επίβλεψης, όταν λειτουργεί η μηχανή παραγωγής ακτίνων -x. (γ) Με βάση την πιο πάνω ανάλυση και τις επιμέρους συνιστώσες της εντοπίστηκαν οι αλλαγές που πρέπει να γίνουν στις υπάρχουσες υποδομές κυρίως των χώρων του υπογείου του κτιρίου "κ" του Τομέα Πυρηνικής Τεχνολογίας, ώστε οι χώροι ραδιογράφησης, οι οποίοι επιλέχθηκαν και διαμορφώθηκαν στην σημερινή τους (2009) μορφή να είναι ασφαλείς και λειτουργικοί από άποψη ραδιοπροστασίας και καταγράφονται οι αναγκαίες υποδομές ραδιοπροστασίας όπως τελικά κατασκευάσθηκαν. Η τεκμηρίωση των υποδομών αυτών υποστηρίζεται, πέρα από το κείμενο, και με νέα σχέδια εγκαταστάσεων σε Autocad. Η τεκμηρίωση αυτή περιλαμβάνει και σημαντικά στοιχεία και σχέδια που αφορούν στην αναγκαία ηλεκτρική εγκατάσταση για την καλή λειτουργία της ραδιοπροστασίας καθώς και στοιχεία και σχέδια που αφορούν σε άλλες βοηθητικές εγκαταστάσεις για τους χώρους ραδιογραφίας, όπως π.χ. το εσωτερικό δίκτυο δεδομένων (data). (δ) Mε βάση τα όσα αναφέρονται και στη βιβλιογραφία, εντοπίζονται και καταγράφονται οι προδιαγραφές που πρέπει να ικανοποιούν οι εγκαταστάσεις βιομηχανικής ραδιογραφίας όσον αφορά στο θέμα της εμφάνισης των ραδιογραφικών φιλμ. Για το σκοπό αυτό περιγράφονται τα στάδια επεξεργασίας από τα οποία περνάει ένα ραδιογραφικό φιλμ έτσι ώστε να δώσει μια καθαρή ραδιογραφική εικόνα και επισημαίνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της διαδικασίας αυτής πρέπει να λαμβάνει χώρα σε σκοτάδι ή σε υπέρυθρο φωτισμό. Έμφαση πάντως δίνεται στην αυτόματη εμφάνιση, η οποία κατά κύριο λόγο θα χρησιμοποιείται στις εδώ εγκαταστάσεις βιομηχανικής ραδιογραφίας. Ως εκ τούτου περιγράφονται οι γενικές αρχές λειτουργίας ενός αυτόματου εμφανιστηρίου ραδιογραφικών φιλμ και τα διάφορα μηχανικά και χημικά συστήματα που αυτό διαθέτει. Με βάση τα δεδομένα αυτά εξάγονται συμπεράσματα για τις τεχνικές προδιαγραφές που πρέπει να πληροί ο χώρος εμφάνισης των φιλμ όσον αφορά στα θέματα της ύπαρξης κατάλληλων εισόδων στο χώρο, της κατασκευής κατάλληλης τοιχοποιίας, της δημιουργίας κατάλληλων δαπέδων, της παροχής κατάλληλων εγκαταστάσεων ύδρευσης αποχέτευσης και τέλος την ύπαρξη κατάλληλου φωτισμού του χώρου. (ε) Παρουσιάζεται η τεκμηρίωση που αφορά στις εγκαταστάσεις που είναι αναγκαίες για την αυτόματη εμφάνιση των φιλμ βιομηχανικής ραδιογραφίας. Για το σκοπό αυτό γίνεται μία σύντομη απογραφή των προυπαρχόντων σχετικών υποδομών και συνακολούθως , παρουσιάζεται μία απογραφή των ελλείψεων που υπήρχαν προκειμένου να συνδεθούν με τις αναγκαίες διορθωτικές επεμβάσεις για την εγκατάσταση του εμφανιστηρίου. Συγκεκριμένα περιγράφεται η επέμβαση σχετικά με την εγκατάσταση τρεχούμενου ύδατος και την επεξεργασία του, καθώς και η επέμβαση σχετικά με την αναγκαία τροποποίηση της υπάρχουσας αποχέτευσης. Αναλύεται η εγκατάσταση ειδικού φωτισμού σκοτεινού θαλάμου, ο τρόπος λειτουργίας του σε σχέση και με το σύστημα θυρών που εξασφαλίζουν φωτοστεγανότητα και τέλος προτείνεται ο τρόπος και το σημείο της εγκατάστασης του αυτόματου εμφανιστηρίου, ώστε αυτό να εξυπηρετείται κατάλληλα από τις παροχές ηλεκτρικού ρεύματος του αντίστοιχου χώρου. Η τεκμηρίωση υποστηρίζεται κυρίως από αντίστοιχα σχέδια σε Autocad. (στ) Σε ειδικό τεύχος συγκεντρώνονται όλα τα αναφερθέντα σχέδια και άλλα στοιχεία τεκμηρίωσης(π.χ. φωτογραφίες) που αφορούν στην υποστήριξη των προηγούμενων ενοτήτων με δεδομένα αναφοράς για μελλοντική επισκόπηση ή μελλοντικές αλλαγές.

The main scope of this Thesis is to provide the final blueprints and all relevant documentation regarding the industrial radiography installations at the building of the Nuclear Engineering Department of the Mechanical Engineering School of the National Technical University of Athens. This documentation expands in six different [(a) to (f)] but highly interconnected sections, as it follows: (a) The existing documentation for the available building space and structure suitable for the installation of the industrial radiography components is being reported. These components are mainly three: the x-ray production unit, the x-ray lamp control unit and the film automated development unit. To this end it is presented a qualitative and quantitative review of the basement spaces and their structure selected for housing the necessary equipment along with arguments further supporting the line of thoughts behind this choice. The reported documentation comprises mainly of original building blueprints as these were delivered to the Department after the completion of the building construction. Most of these blue prints were found to be in good agreement with the actual building situation. However, some main discrepancies are also recorded and ammended blueprints are prepared in Autocad. (β) The main issue of radiation protection is extensively analysed. Certain necessary preventive measures are discussed, which should ensure the appropriate conditions of minimum radiation exposure for the Department's personnel to deal with the operation of the industrial radiography installations. In cases like this, it is compulsory that radiation protection planning, control and certification should be carried out with the cooperation of specialized scientists like most of the staff of the Nuclear Engineering Department. The radiation protection scheme after internal evaluation should be also reviewed externally by the Greek Radiation Protection Authority (i.e. the Greek Atomic Energy Committee), in order for the installation to receive proper operation license. In addition, there exist certain specific protective measures which should beobserved for stationary industrial radiography installations, like proper construction and operation of radiation vault secure doors and apropriate warning lights, sounds and signs and safety (panic) buttons. Furthermore, there certainly exists the need of continously measuring and surveying for radiation in the vicinity of an operating x-ray unit, so that to ensure that there is no radiation leaking out of the supervised area. (c) Following the analysis and documentation at (a) and (b) the changes necessary to the existing basement substructure were pointed out, in order to conform mainly with the radiation safety requirements. Apart from the relevant text documentation new supportive Autocad blueprints are provided to present the final (2009) configuration. The text and blueprint documentation contains also important information regarding electrical circuitry and rewiring ammendments necessary for the proper radiation protection during radiography operations. Successively other assistive substructure for the radiography installation (e.g. internal telephony, data networking etc.) is extensively reported and supported by blueprints as well. (d) After a literature research the necessary specifications which should be satisfied by the film development installation are further recorded. A generic description of the film processing steps for the production of a clear radiographic image is included. It is consequently stressed that most of these steps should be completed under complete darkness or under safety light (with long wave length, near infrared). Emfasis is put to the automated film processing procedures, which is going to be mainly used. Therefore, the general principles of the automated film development are described along with its main mechanical and chemical components. On the basis of this reporting certain conclusions are drawn regarding the technical specifications necessary for the room devoted to film development. These specifications include, light lock installations, certain wall colour qualities and floor specifications, adequate water supply and appropriate drainage and last but not least proper operation of safety lights. (e) The documentation regarding the substructure configuration necessary for automated industrial radiography film processing is reported. This configuration complies to what has been presented in section (d). To this end, first a summary inventory of the preexisting substructure is presented; consequently a list of what is actually missing is further deduced. This list is connected to interventions that would make the assigned room suitable for film processing. Particular reports regarding water supply, its treatment and reconstruction of water drainage are included. Further, extensive description of the safety lights system in conjuction to the light lock door system is included in the documentation. Last, but not least the exact location of the automated film processing unit is suggested following also the consideration of the location of the power outlets available. This documentation is further supported apart from the detailed text by relevant blueprints in Autocad. (f) In a special Annex all blueprints reported and cited, existing or drawn along with photographs and possibly other kinds of printed documenting matter are gathered for future reference or future necessary changes.