1、主要內(nèi)容,放射性核素在大氣中擴散的原因 放射性核素在大氣中遷移規(guī)律 空氣中的放射性劑量意義及要求 核電廠常規(guī)監(jiān)測意義及要求 核事故放射性后果評價,一、環(huán)境放射性,1、環(huán)境放射性定義 2、天然本底 3、輻射劑量基礎(chǔ) 4、事故核素和劑量 5、核素遷移,環(huán)境放射性及其來源,人類環(huán)境中存在的放射性是由天然本底輻射和各種人工輻射源造成的。 所謂環(huán)境放射性污染指的是存在于環(huán)境中放射性物質(zhì)的量超過其天然存在水平。 氣載放射性核素擴散的輻射源有： 核武器空爆產(chǎn)生的放射性落下灰 各種核事故向環(huán)境釋放或散落的放射性物質(zhì),環(huán)境天然本底,國內(nèi)環(huán)境天然本底,2011年3月15日15:00 - 16日9:00 北京市：7

2、7.3nGy/h（60.2 -119.9） 長春市：82.4（70.8-147.4） 上海市：90.3（54.9-108.2） 秦山鎮(zhèn)：100.1（70.4- 123.8） 安全限值：1mSv/人年=114nGy/h,常見放射源的劑量,Gy（戈瑞）是吸收劑量，Sv（西弗）是劑量當量，二者可以認為數(shù)值相等。,劑量限值,國際核事件分級,國際核能事件分級（International Nuclear Event Scale, INES）是根據(jù)核電廠事故對安全的影響作為分類。 INES由國際原子能機構(gòu)（IAEA）和經(jīng)濟合作發(fā)展組織（OECD）的核能機構(gòu)（NEA）設(shè)計，IAEA監(jiān)察。,事故等級,切爾諾貝利

3、核事故,福島核事故,三里島核事故,核事故的輻射主要來源,核爆炸和燃燒放出的核素，碘-131，銫-137是人工放射性核素，如果遠距離監(jiān)測這些核素，可以確定有核爆炸或核事故產(chǎn)生的其他核素也會到達、 核事故會造成電廠周邊會有射性核素氮-16,核事故的放射性,放射性氣溶膠：放射性物質(zhì)的微小固體或液體粒子懸浮與空氣中成為放射性氣溶膠，其粒度范圍為10-3103m。 外照射 中子射線，射線 內(nèi)照射 放射性氣體：235U裂變后以氣體狀態(tài)出現(xiàn)的產(chǎn)物，主要是131I，135I*，85Kr，133Xe，135Xe等。 放射性氣體和氣溶膠會通過呼吸、飲食進入人體 其中以I-131和Cs-137危害最大，二者極易被吸

4、收，I沉積于甲狀腺，Cs會積聚在肌肉組織中 放射性微粒主要是14C，51Cr，56Mn，60Co和59Fe等,碘-131,碘-131是衰變核素，其化學性質(zhì)與碘相同。 半衰期為 8.02天 發(fā)射和 射線, 射線最大能量為 0.6065MeV，主要射線能量為0.364MeV。 碘-131屬高毒性核素，緊要器官是甲狀腺，對人體的有效半減期為7.6天,在人體內(nèi)的最大容許積存量為1.8106Bq。 碘-131在放射性工作場所空氣中和露天水源中的最大容許濃度分別為0.33和22貝克/升。,銫-137,銫-137的半衰期30年，人體的有效半減期70天 銫-137在自然界中是不存在的，是核彈試驗和核反應(yīng)堆內(nèi)核

5、裂變產(chǎn)生的，它會釋放射線。 銫-137 會放出0.51163MeV（94.0），1.176MeV (6.0)的- 粒子和能量為0.662MeV的射線 銫-137進入人體會積聚在肌肉組織中，會對體內(nèi)形成長期照射，增加患癌癥的風險。,放射性核素擴散的途徑,放射性核素在大氣中的擴散大致分為兩個途徑，一個是在對流層，也就是地表（厚度10公里左右），受到風向和大陸表面的影響，變化較為劇烈 另一個途徑是更高層的10公里以上的平流層擴散，受到穩(wěn)定的西風影響，加入全球大氣循環(huán)，這個影響是長遠的，也是微量的,放射性核素擴散的途徑,放射性核素在水中的擴散主要有兩條途徑，一個是海水，一個是地下水。 放射性物質(zhì)進入海

6、洋之后，影響較強的是洋流走向，海水稀釋作用很強，這也是核電站建在海邊的原因。 如果附近發(fā)生降雨放射性則會進入地下水,1、常規(guī)監(jiān)測目的 2、常規(guī)監(jiān)測的實施 3、連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) 4、常規(guī)監(jiān)測的,二、 常規(guī)監(jiān)測,環(huán)境放射性監(jiān)測的目的,環(huán)境放射性監(jiān)測：是為評價核設(shè)施附近環(huán)境輻射水平和估算公眾接受劑量提供資料而進行的測量。 環(huán)境監(jiān)測的主要目的是： 評價核電站控制放射性物質(zhì)向環(huán)境中釋放的設(shè)施的效能； 檢驗環(huán)境輻射是否符合環(huán)境標準和法規(guī)規(guī)定的有關(guān)限值，探測環(huán)境介質(zhì)中放射性物質(zhì)濃度的短期變化，評估其長期變化趨勢； 估算公眾受到的實際照射劑量或潛在照射劑量，或估算其可能的上限,核電廠運行前本底調(diào)查,測定核電廠周圍

7、地區(qū)天然本底和其它放射性來源（如沉降灰）的輻射水平及其變化規(guī)律； 鑒別可能的關(guān)鍵途徑和關(guān)鍵人群組，為運行時環(huán)境監(jiān)測計劃的設(shè)計作準備； 評價作為運行監(jiān)測使用的程序、設(shè)備和技術(shù),運行時的常規(guī)監(jiān)測,運行時的常規(guī)監(jiān)測分運行初期和運行期間兩個階段 運行初期監(jiān)測的目的 為了實現(xiàn)從本底調(diào)查到運行期間監(jiān)測的過渡； 將監(jiān)測結(jié)果與本底作比較，計算重要途徑對居民的劑量； 驗證方案設(shè)計時的假設(shè) 運行期間監(jiān)測的目的 為了重新評價監(jiān)測計劃并作可能的修改； 確定關(guān)鍵途徑對居民的劑量； 評價核電廠造成的輻射環(huán)境變化，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，以便采取安全措施，保證環(huán)境安全,事故狀況下的應(yīng)急監(jiān)測,事故狀況下應(yīng)急監(jiān)測的目的 為了及時、迅

8、速收集有關(guān)事故放射性污染的程度和范圍的信息，估計吸入和外照射劑量 迅速確定食物和水源的可能污染的程度，為實施應(yīng)急輻射防護行動提供依據(jù),環(huán)境放射性監(jiān)測特點,外來放射性（包括本底放射性和干擾放射性）對監(jiān)測方法的探測限和準確度影響很大； 為了使待測樣品的放射性含量大于儀器的探測限，需要較大的樣品量； 在分析測量過程中，樣品被沾污的可能性較大（樣品中性質(zhì)相近的核素，加入的試劑和工作環(huán)境都可能使待測樣品被沾污，為此，要求從事分析測量人員工作必須十分嚴謹）； 放射性測量的統(tǒng)計誤差對分析結(jié)果的影響較大，為了達到一定的測量精確度，常常要求測量較長的時間，為此，對測量儀器的穩(wěn)定性要求較高,環(huán)境放射性本底調(diào)查,樣

9、品的采集 樣品采集點應(yīng)選擇在能代表周圍環(huán)境平均水平的地方 采樣時間的確定：生物樣品收獲取樣；水樣按豐水期、枯水期每年取兩次；其他樣品的取樣時間；氣溶膠月取樣、沉降物和輻射每季取樣和測量 樣品用量的確定：根據(jù)樣品中的放射性水平和測量儀器的探測限，最小樣品量可按下式估計,V為最小采樣量（1或kg）； LLD為儀器最低探測限（CCPM）； Y為監(jiān)測方式對該核素的化學回收率（%）； E為儀器的探測效率CPM/DPM； A為樣品中待測核素的含量Bq/l或Bq/kg,常規(guī)環(huán)境監(jiān)測計劃,環(huán)境放射性監(jiān)測：運行期間的環(huán)境監(jiān)測和運行前的本底調(diào)查。 本底調(diào)查的范圍和測量頻度要稍大于常規(guī)運行時的環(huán)境監(jiān)測計劃。 電站運

10、行一段時間后，采樣點的密度和監(jiān)測頻度可逐漸減少,常規(guī)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),秦山核電廠從1991年7月就在外圍建立了第一代環(huán)境輻射連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) 2003年元旦其第二代監(jiān)測系統(tǒng)建成,廣東大亞灣核電站環(huán)境輻射連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)于1993年電站裝料前投入運行。 1996年對輻射監(jiān)測站探測器的測量幾何條件和系統(tǒng)的避雷保護作了改進。 1998年由中山大學大氣科學系和大亞灣核電站環(huán)境實驗室合作, 對KRS 系統(tǒng)中央處理機的軟、硬件進行了改造, 建立了系統(tǒng)計算機局域網(wǎng)絡(luò),常規(guī)監(jiān)測的站點模型,輻射監(jiān)測站的系統(tǒng)部件,探測器 環(huán)境探測器分為電離室型、半導體型、G-M計數(shù)管型等。該探測器是一種能夠在核設(shè)施周圍實現(xiàn)無人值守環(huán)境輻射自

11、動探測器。 該探測器既要能夠進行本底劑量率的測量，也能進行高劑量率的測量，量程跨多個數(shù)量級。 多采用電離室探頭,根據(jù)環(huán)境地表輻射劑量率測定規(guī)范，環(huán)境輻射儀的量程規(guī)定為,輻射監(jiān)測站的系統(tǒng)部件,參考秦山地區(qū)氣象站的參數(shù)，六要素氣象站包含以下部件：,面臨的問題,雷擊損壞 從秦山和大亞灣監(jiān)測系統(tǒng)的故障率統(tǒng)計可以看出：雷擊是系統(tǒng)的最大敵人 浙江站監(jiān)測系統(tǒng)的故障主要由雷擊引起, 涉及系統(tǒng)的各個組成部分。廣東站監(jiān)測系統(tǒng)直接雷擊損壞達6.7% ,而Modem、通訊線路故障不明原因故障相加達40% 以上, 這也可以歸結(jié)為雷電干擾引起的, 可見系統(tǒng)防雷的重要性,1991 1994 年浙江省環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)歷次故障情況

12、,選擇監(jiān)測點考慮的原則,代表性：通過優(yōu)化算法在多點中選取有代表性的點，例如特征分析法、BP法等 特殊性： 需要注意對環(huán)境要求高、人口密集以及可能出現(xiàn)大放射量的地點 全面性：要注意不同方向、不同距離的點，考慮到輻射傳播的方向性 氣候特征：放射性的傳播與氣候關(guān)系緊密，要充分考慮，例如，輻射傳播與風向的關(guān)系，輻射傳播與雨量的關(guān)系,環(huán)境放射性監(jiān)測三關(guān)鍵,綜合以上要素，在環(huán)境放射性監(jiān)測中，應(yīng)當密切注意“三關(guān)鍵”，加強對“三關(guān)鍵”的監(jiān)測。 關(guān)鍵核素、關(guān)鍵途徑和關(guān)鍵居民組稱之為“三關(guān)鍵” 。,三、 應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測,1、應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測的定義 2、應(yīng)急系統(tǒng) 3、福島核事故分析 4、事故分析方法,應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測,事故環(huán)

13、境監(jiān)測的目的 及時、迅速收集有關(guān)事故放射性污染的程度和范圍的信息，估算吸入和外照射劑量 迅速確定食物和水源的可能污染的程度，為實施應(yīng)急輻射防護行動提供依據(jù),核事故應(yīng)急,事故初期的應(yīng)急行動依賴于核應(yīng)急應(yīng)急決策支持，準確的說是核素在大氣中擴散產(chǎn)生的劑量場。,歐洲RODOS 日本W(wǎng)SPEEDI 美國ARAC 國內(nèi)秦山大亞灣等核電站的評價系統(tǒng),核事故應(yīng)急,事故應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)包括： 1）中尺度氣象模式 5）集成進入決策支撐系統(tǒng) 2) 地表冠層信息 6）地面生物和人為排放 3）降尺度/升尺度顯式模式耦合 7）土地資料同化系統(tǒng) 4）遙感/現(xiàn)場資料（城市地形地貌數(shù)據(jù) 8）氣象資料及同化系統(tǒng) 城市土地利用遙感資料,

14、三哩島事故,1979年3月28日,美國賓州三哩島(TMI)壓水堆核電站發(fā)生了堆芯熔毀的嚴重事故 。 運行人員的錯誤操作和機械故障是主要的原因 。 由于安全殼的作用，對周圍人員和環(huán)境影響很小，但事故對核電發(fā)展造成很大負面影響。,三哩島事故,第76任賓州州長迪克松伯（Dick Thornburgh）出于安全考慮于3月30日疏散了核電站5英里范圍內(nèi)的學齡前兒童和孕婦，并下令對事故堆芯進行檢查。檢查中才發(fā)現(xiàn)堆芯嚴重損壞，約20噸二氧化鈾堆積在反應(yīng)爐壓力槽底部，大量放射性物質(zhì)堆積在核反應(yīng)堆安全殼內(nèi)，少部分放射性物質(zhì)泄漏到周圍環(huán)境中。,三哩島事故,事故后，核管會(Nuclear Regulatory Co

15、mmission)對周圍居民進行了連續(xù)追蹤研究，研究結(jié)果顯示 在以三哩島核電站為圓心的50英里范圍內(nèi)的220萬居民中無人發(fā)生急性輻射反應(yīng) 周圍居民所受到的輻射相當于進行了一次胸部X光照射的輻射劑量（50微西弗） 三哩島核泄漏事故對于周圍居民的癌癥發(fā)生率沒有顯著性影響 三哩島附近未發(fā)現(xiàn)動植物異常現(xiàn)象 當?shù)剞r(nóng)作物產(chǎn)量未發(fā)生異常變化,切爾諾貝利事故,1986年4月26日，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠發(fā)生嚴重泄漏及爆炸事故； 事故由設(shè)計缺陷導致的過剩反應(yīng)性引入造成，但管理混亂、嚴重違章是事故發(fā)生的主要原因； 事故導致31人當場死亡，上萬人由于放射性物質(zhì)遠期影響而致命或重病 ，外泄的輻射塵對東、北歐造成嚴重污

16、染； 事故導致公眾對核電的恐慌，對核電發(fā)展產(chǎn)生嚴重影響。,切爾諾貝利事故,切爾諾貝利核事故（烏克蘭語： ）是一起發(fā)生在蘇聯(lián)烏克蘭切爾諾貝利核電站的核子反應(yīng)堆事故 在1986年4月26日的凌晨1點23分（UTC+3），烏克蘭普里皮亞季鄰近的切爾諾貝利電廠，第四號反應(yīng)堆發(fā)生了爆炸。后續(xù)的爆炸引發(fā)了大火并散發(fā)出大量高輻射物質(zhì)到大氣層中，涵蓋了大面積區(qū)域。,切爾諾貝利事故,核輻射塵污染過的云層飄往眾多地區(qū)，包括原蘇聯(lián)西部的部分地區(qū)、西歐、東歐、斯堪地那維亞半島、不列顛群島和北美東部部分地區(qū)。此外，烏克蘭、白俄羅斯及俄羅斯境內(nèi)均遭受到嚴重的核污染，超過336,000名的居民被迫撤離。依據(jù)前蘇聯(lián)的官方報告

17、，約60%受到輻射塵污染的地區(qū)皆位于白俄羅斯境內(nèi)。,切爾諾貝利事故,1986年4月25日，4號反應(yīng)器預(yù)定關(guān)閉以進行定期維修，并決定在這個時候測試反應(yīng)堆的渦輪發(fā)電機能力，由于操作員的違反規(guī)程引發(fā)了該事故。 反應(yīng)堆以單一保護層方式興建。這令放射性污染物在反應(yīng)堆壓力槽發(fā)生蒸汽爆炸而破裂之后進入了大氣。在一部分的屋頂炸毀了之后，氧氣流入與極端高溫的反應(yīng)堆燃料和石墨慢化劑結(jié)合引起了石墨火。這火災(zāi)令放射性物質(zhì)擴散和污染的區(qū)域更廣。,切爾諾貝利事故,陸續(xù)趕來搶險的消防隊員、軍人、直升機飛行員、核電專家與工人輪番上陣，努力控制反應(yīng)堆殘骸中熊熊燃燒的原本作為中子減速劑的石墨。 事后估計爆炸瞬間約有50噸核燃料化

18、作煙塵進入大氣層，另有70噸核燃料和900噸石墨崩濺到反應(yīng)堆周圍，引起30余場火災(zāi)。核反應(yīng)堆中剩余的800噸石墨引起的大火，用了10天才撲滅。直升機直接飛進放射性煙塵，從空中向暴露的反應(yīng)堆殘骸傾倒了近2000噸碳化硼和沙子后，才終于停止了反應(yīng)堆內(nèi)的核裂變反應(yīng)。最終直升機的總空投量達5000噸。 火災(zāi)撲滅后，蘇聯(lián)政府派出大批軍人、工人，給炸毀的四號反應(yīng)堆修建了鋼筋混凝土的石棺，把其徹底封閉起來。,切爾諾貝利事故,切爾諾貝利事故,據(jù)聯(lián)合國報告和美國核管理委員會說，切爾諾貝利核泄漏事故導致事發(fā)當天早上在現(xiàn)場的600名工人中有134人患上急性放射性疾病，他們接觸的最高輻射劑量到達0.8西弗到16西弗。

19、 這些人中，有28人在3個月內(nèi)死亡。另有兩人死于燒傷和接觸放射物。據(jù)世界衛(wèi)生組織，最終可能有4000人因接觸切爾諾貝利核電站釋放的放射物死亡。 從公共衛(wèi)生方面來看，切爾諾貝利核泄漏事故產(chǎn)生的最大影響，是導致甲狀腺癌在兒童和青少年間流行起來，到目前為止已經(jīng)有超過6000人罹患該病，這與飲用被污染的牛奶有關(guān)。,日本福島核事故,2011年3月11日14:25，發(fā)生7.9級地震后日本宮城縣核電廠停止工作。由于海嘯的影響，備用柴油機無法工作，使堆芯逐漸喪失冷卻。福島核事故發(fā)生。,福島第一核電站（日語：福島第一原子力発電所），座落在福島縣雙葉郡大熊町及雙葉町。為東京電力公司的第一座核能發(fā)電廠，簡稱1F。共

20、有6個機組運轉(zhuǎn)中，總發(fā)電量為4.7GW，是全世界二十五個發(fā)電量最大的發(fā)電場之一。,日本應(yīng)對措施,核電站周邊檢測到 放射性劑量超標,十公里內(nèi)居民緊急避難,釋放原子爐內(nèi)水蒸氣,冷卻水溫超過沸點，失去冷卻能力,通過水龍與冷卻水管 連接，輸送冷卻水,1號機組發(fā)生氫氣爆炸,避難半徑擴大到20公里,注入海水進行冷卻,對被輻射污染市民進行清除輻射作用，向市民發(fā)放碘片，請求美國和IAEA幫助解決核電站問題,日本應(yīng)對措施,2號機組發(fā)生氫氣爆炸，產(chǎn)生核泄漏，周圍劑量嚴重超標,避難范圍擴大到30公里，除50人留守，其他工作人員撤離,4號機組爆炸，乏燃料廠房起火,電站周圍30公里為禁飛區(qū)，防核部隊派抵福島核電站,4號

21、機組再度起火,向4號反應(yīng)堆噴硼酸,輻射量急升,16日操作人員撤離,福島核事故圖解,反應(yīng)堆當時情況,一號:冷卻系統(tǒng)失靈，核芯部分融毀，冒出蒸氣，氫爆炸導致建筑物受損，海水注入進行中； 二號:冷卻系統(tǒng)失靈，海水注入進行中，燃料棒曾短時完全暴露出水面，冒出蒸氣，受3號反應(yīng)堆周一爆炸影響建筑物受損，安全殼受損，有可能發(fā)生融毀； 三號:冷卻系統(tǒng)失靈，可能發(fā)生部分核芯融毀，冒出蒸氣，海水注入進行中，氫爆炸造成建筑物受損，冒出煙霧，安全殼可能受損； 四號:地震發(fā)生時處于維修狀態(tài)，可能是由乏燃料儲水池氫爆炸，反應(yīng)堆建筑物發(fā)生火情，進行注水降溫作業(yè)； 五號六號，地震發(fā)生時處于維修狀態(tài)，乏燃料儲水池溫度輕微上升,

22、日本各地16日中午劑量率監(jiān)測結(jié)果,本底50nGy/h 茨城，福島正南180km 2000nGy/h 新瀉，福島西邊180km 60nGy/h 栃木，福島西南邊200km 200nGy/h 宇都宮市，福島西南200km 120nGy/h 那須町，福島西南150km 1400nGy/h 可以看出，輻射向南方擴散，最近受到西風的影響吹向太平洋,防護措施,當你暴露于核輻射環(huán)境下，劑量達到0.5Sv以上，可能會得輻射病。幾小時內(nèi)會感到惡心嘔吐，隨后會出現(xiàn)腹瀉、頭痛或發(fā)燒等癥狀。在最初的癥狀過去之后，可能會出現(xiàn)一個短暫的無癥狀期，但數(shù)周后就會出現(xiàn)新的、更嚴重的癥狀。 一些常用的防輻射措施，比如喝綠茶、吃木耳、戴口罩、穿孕婦防輻射服，根本起不了作用。受到輻射污染，最好的方法是緊閉家里的門窗、勤洗手洗澡。 碘鹽里所含的碘是極其微量的，吃碘藥也必須在受到污染危害之后，一天一次，每次一顆碘化鉀。自行購買提前吃，反而會對自己身體造成危害。,防護措施,減少外照射 1. 盡可能縮短受照射的時間 2.