核電廠的安全性概述

1、第五章核電廠的安全性什么是核安全？核電廠安全性有什么保證？如果發(fā)生事故？有哪些緩解措施？ 對“安全”二字要有科學(xué)而準(zhǔn)確的認識。什么是安全？一般的看法是，安全就是不出事，而國際民航組織有個比較科學(xué)的定義：“安全是一種狀態(tài)，即通過持續(xù)的危險識別和風(fēng)險管理過程，將人員傷害或財產(chǎn)損失的風(fēng)險降至并保持在可接受的水平或其以下?！?安全是相對的，不是絕對的；安全是可控的，事故是可以預(yù)防的。輻射離我們有多遠？什么是輻射輻射是指以波或粒子的形式向周圍空間或物質(zhì)發(fā)射并在其中傳播的能量（如聲輻射、熱輻射、電磁輻射、粒子輻射等）的統(tǒng)稱。輻射按倫琴/小時(R)計算Attention電離輻射電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的

2、輻射總稱，其種類很多，高速帶電粒子有粒子、粒子、質(zhì)子，不帶電粒子有中子以及X射線、射線。核輻射核輻射是原子核從一種結(jié)構(gòu)或一種能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)或另一種能量狀態(tài)過程中所釋放出來的微觀粒子流。核輻射可以使物質(zhì)引起電離或激發(fā)，故稱為電離輻射。電離輻射又分直接致電離輻射和間接致電離輻射。直接致電離輻射包括質(zhì)子等帶電粒子。間接致電離輻射包括光子、中子等不帶電粒子。射線的穿透力核輻射危害原理在電離輻射或其他外界因素的影響下，可導(dǎo)致遺傳基因發(fā)生突變，當(dāng)生殖細胞中的DNA受到損傷時，后代繼承母體改變了的基因，導(dǎo)致有缺陷的后代。因此，人體一定要避免大劑量照射。分子水平分子水平細胞死亡細胞變異體細胞生殖細胞

3、體細胞生殖細胞功能障礙不孕腫瘤遺傳效應(yīng)確定性效應(yīng)多細胞死亡導(dǎo)致隨機性效應(yīng)單一細胞變異導(dǎo)致DNA損傷細胞水平細胞水平臨床癥狀臨床癥狀效應(yīng)效應(yīng)電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的機理關(guān)于遠期效應(yīng)的潛伏期關(guān)于遠期效應(yīng)的潛伏期日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時間的變化日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時間的變化010年年20年年30年年40年年白血病白血病之外的腫瘤2年年 放射性物質(zhì)進入體內(nèi)的途徑放射性物質(zhì)進入體內(nèi)的途徑輻射量放射性活度放射性活度(A)(A)物體中放射性原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的數(shù)目物體中放射性原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的數(shù)目單位單位-貝克貝克照射量照射量 或者或者X X射線在射線在1kg1kg干燥的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的

4、空氣中產(chǎn)生電離干燥的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣中產(chǎn)生電離電荷量為電荷量為2.582.5810-410-4庫倫的正離子和等量負離子的照庫倫的正離子和等量負離子的照射量，稱為射量，稱為1 1倫琴。倫琴。吸收劑量吸收劑量(D) (D) （醫(yī)學(xué)）（醫(yī)學(xué)）單位質(zhì)量受照射物質(zhì)所吸收的平均電離輻射能單位質(zhì)量受照射物質(zhì)所吸收的平均電離輻射能單位單位-戈瑞戈瑞劑量當(dāng)量劑量當(dāng)量(H) (H) （輻射防護）（輻射防護）（數(shù)值上等于）吸收劑量（數(shù)值上等于）吸收劑量射線的品質(zhì)因數(shù)射線的品質(zhì)因數(shù)Q Q單位單位-希希射線的平均品質(zhì)因數(shù)射線的平均品質(zhì)因數(shù)Q Q中子、質(zhì)子、離子和中子、質(zhì)子、離子和粒子粒子 25氘的氘的射線射線2X、和電

5、子和電子1輻射來源輻射來源劑量率（毫劑量率（毫希希msvmsv）天然放射性宇宙射線0.5射線外照射0.5內(nèi)照射0.3氡氣1.2人為放射性醫(yī)療照射0.4核電廠運行0.0002日常生活中的輻射世界平均天然本底劑量率為2.4毫希/年輻射劑量標(biāo)準(zhǔn)對于職業(yè)工作人員，年平均劑量不得大于20毫希（安全下限的五分之一）對于核電廠周圍的居民，年平均劑量不得大于1毫希（天然本底劑量的40%）核安全核安全是技術(shù)安全和輻射安全的統(tǒng)稱。技術(shù)安全的重點技術(shù)安全的重點在維持核設(shè)施的正常運行，預(yù)防事故的發(fā)生和事故后緩解其后果，從而保護工作人員、公眾和環(huán)境不至于受到輻射帶來的傷害。輻射安全的重點輻射安全的重點在通過輻射水平的監(jiān)

6、測、輻射效應(yīng)的評價、輻射防護措施的設(shè)置和事故應(yīng)急與干預(yù)，實現(xiàn)輻射防護最優(yōu)化并使輻射劑量不超過規(guī)定限值。輻射防護目標(biāo)： 1、允許符合規(guī)定限值的輻射照射和放射性物質(zhì)的排放。 2、做到合理可行盡量低。 技術(shù)安全目標(biāo)：做好風(fēng)險控制問題是：單有定性安全目標(biāo)還不夠，“多安全才算安全！多安全才算安全！” 必須確定定量的安全目標(biāo)。必須確定定量的安全目標(biāo)。核電廠的定量安全目標(biāo) 美國核管會（NRC）給出了核電廠的定量安全目標(biāo)：對人員輻射照射的確定性效應(yīng)和隨機性效應(yīng)。 確定性效應(yīng)：在受到較大劑量輻射照射時，產(chǎn)生確定性效應(yīng)，可從生理上直接觀察到，如皮膚潰爛、嘔吐、脫毛、造血功能損傷，直至死亡。 確定性效應(yīng)定量目標(biāo)：

7、對緊鄰核電廠的正常個體成員來說，由于反應(yīng)堆事故所導(dǎo)致立即死亡的風(fēng)險不應(yīng)該超過美國社會成員所面對的其他事故所導(dǎo)致的立即死亡風(fēng)險總和的千分之一。核電廠的定量安全目標(biāo) 隨機性效應(yīng)：隨機性效應(yīng)：在輻射照射劑量較低時，表現(xiàn)為隨機性效應(yīng)，不能直接觀察到生理效應(yīng)，但大量統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)癌癥比例上升，可能會有“遺傳效應(yīng)”。 隨機性效應(yīng)定量目標(biāo)：隨機性效應(yīng)定量目標(biāo)： 對核電廠鄰近區(qū)域的人口來說，由于核電廠由于核電廠運行所導(dǎo)致的癌癥死亡風(fēng)險不應(yīng)該超過其他原因運行所導(dǎo)致的癌癥死亡風(fēng)險不應(yīng)該超過其他原因所導(dǎo)致癌癥死亡風(fēng)險總和的千分之一。所導(dǎo)致癌癥死亡風(fēng)險總和的千分之一。（2）核電廠的定量安全目標(biāo) NRC所確定的定量安全目標(biāo)只

8、解決了對人員的保護問題，沒有解決對環(huán)境的保護問題。 如何判斷是否滿足定量安全目標(biāo)呢？ 太復(fù)雜、不現(xiàn)實！太復(fù)雜、不現(xiàn)實！ 核電廠的安全措施（三）核電廠的概率安全目標(biāo)防止放射性防止放射性大量向外釋放大量向外釋放防防止止堆芯熔化堆芯熔化還能抵御外部破壞還能抵御外部破壞例如龍卷風(fēng)、地震、例如龍卷風(fēng)、地震、噴氣式飛機的撞擊噴氣式飛機的撞擊 核電廠常見的輻射為輻射、輻射、輻射和中子輻射。電離輻射對人體的危害，主要在于輻射的能量導(dǎo)致構(gòu)成人體組織的細胞受到損傷。由于電離輻射的類型不同，因此它們對人體的危害情況也不一樣。相對而言，有的輻射產(chǎn)生外照射的危害性大一些，而有的輻射產(chǎn)生內(nèi)照射的危害性大一些。 所謂外照射

9、和內(nèi)照射就是輻射源分別在人體外和人體內(nèi)對人體形成的照射。 粒子質(zhì)量大，電荷多，在物質(zhì)中的射程很短。能量最大的粒子在空氣中的射程只有幾厘米，但難以穿透人體皮膚外表的角質(zhì)層。因為角質(zhì)層是一層無生命組織，粒子幾乎不存在外照射危害的問題。粒子的相對危害性粒子的相對危害性粒子一旦進入人體，其射程短這一特點就顯得非常重要了。此時，輻射源被人體活組織所包圍，損傷幾乎都集中在粒子源點的附近。若粒子沉積在人體內(nèi)的某個器官，粒子的能量就會被該器官全部吸收。這樣，該器官就會受到嚴(yán)重的損害。因此，粒子的內(nèi)照射危害是很值得重視的。 與粒子相比，粒子在空氣中的射程較遠。能量較高的粒子才能穿透人體皮膚進入淺表組織幾毫米。因

10、此，粒子具有外照射的危害。不過，它只能造成人體皮膚和淺表組織的受照，是一個輕微的外照射源。 粒子同樣也有內(nèi)照射的危害，但與粒子相比，其危害性要小些。因為粒子在組織中射程較遠，在組織的某個小體積內(nèi)放出的能量較粒子小，因此，這個小體積內(nèi)組織的損傷也較小。 粒子的相對危害性粒子的相對危害性 射線和射線在空氣和其它物質(zhì)中射程很遠，穿透力強，即使離輻射源很遠，也可能對人體造成外照射的危害。當(dāng)人體處于射線或射線輻射場中時，可能會使所有的器官和組織均受到照射。因此，就外照射而言，、射線與、粒子相比具有更大的危害性。 由于、射線在人體組織中的射程很遠，甚至貫穿人體，因而交給組織中某一小體積內(nèi)的能量較少，損傷也

11、較小?？梢?，就內(nèi)照射而言，、射線對人體的危害要比、粒子小得多。射線和射線和射線的相對危害性射線的相對危害性中子的相對危害性中子的相對危害性 中子不帶電，無論在空氣中還是在其它物質(zhì)中，它均有很遠的射程。因此，與射線和射線一樣，中子對人體的影響主要是外照射的危害。但由于中子的品質(zhì)因子是射線和射線的20倍，因此，同樣的吸收劑量，中子對人體的相對危害性要比射線和射線大得多。 中子幾乎不存在內(nèi)照射的問題，因為中子源進入人體的機會是極為罕有的。綜上所述，核電站常見的幾種輻射，就其相對危害性而言，輻射和輻射的潛在危害主要在內(nèi)照射，而輻射(包括射線)和中子輻射的潛在危害主要在外照射，這些相對不同的危害性也是輻

12、射防護關(guān)注的重點。防止或減少受輻照的措施是 時間、距離、屏蔽時間、距離、屏蔽而屏蔽是最好的措施： 射線只要用一張紙就能擋住 射線只要一塊薄鋁板就能擋住 射線和中子會被混凝土墻所阻擋時間防護法盡量減少輻射源對人體的照射時間，以減少受照劑量。在工作場所劑量率不變的條件下，受照劑量與受照時間成正比，因此想方設(shè)法減少工作時間是減少受照劑量的有效方法。一般說來，可以從下述幾個方面來減少受照時間：1）時間防護（）時間防護（time protection )距離防護法盡量增加人體與輻射源之間的距離，以減小人體受照的劑量。 ）距離防護（）距離防護（distance protection ) ）距離防護）距離防

13、護圖圖6.3 應(yīng)用距離防護的一個例子應(yīng)用距離防護的一個例子射線穿過物質(zhì)，與物質(zhì)相互作用，射線將被減弱或吸收。在時間、距離防護不能使劑量降低到劑量限值的要求，為此，必須在人體與放射源之間設(shè)置屏蔽物，以減少受照劑量。根據(jù)需要屏蔽物可設(shè)置為固定屏蔽物和活動屏蔽物）屏蔽防護（）屏蔽防護（shielding protection )）屏蔽防護）屏蔽防護放射性“三廢”的處理 核能生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)和放射性核素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究等部門的廣泛應(yīng)用，都會排放出一定數(shù)量的放射性廢氣、廢液和固態(tài)廢物，簡稱放射性“三廢”。治理放射性“三廢”，對于保護環(huán)境，保障人民健康、促進農(nóng)、牧、漁業(yè)發(fā)展和充分利用資源，發(fā)展核

14、能事業(yè)，都具有重要的意義。放射性“三廢”的處理 對于放射性“三廢”處理方法，可歸納為濃縮貯存和稀釋排放兩大類。 1 放射性“三廢”處理的評價指標(biāo)放射性“三廢”處理效果的評價指標(biāo)：一是濃縮倍數(shù)；二是去污倍數(shù)或凈化倍數(shù)。（1）濃縮倍數(shù)：放射性廢物的原有體積與處理后放射性濃集物體積之比。濃縮倍數(shù)越大，說明濃縮后的體積越小，貯存也就越經(jīng)濟、越安全。（2）去污倍數(shù)或凈化倍數(shù)：放射性廢物的原有放射性濃度與處理后的剩余放射性濃度之比。去污倍數(shù)越大，說明處理后廢物中剩余放射性濃度越低，排放、貯存就越安全。 放射性“三廢”的處理2放射性廢液的處理稀釋排放：低活度的放射性廢水，稀釋至限值以下放入下水道。放置衰變：

15、對于短半衰期的低活度放射性廢液，放置10個半衰期后，作一般廢液排放。濃縮貯存：對于長半衰期高活度的廢液，以化學(xué)沉淀、離子交換、蒸發(fā)等方法，將放射性物質(zhì)濃集，縮小體積，以利長期貯存。放射性“三廢”的處理 固化貯存： 經(jīng)濃縮處理后的放射性殘渣，可與水泥、瀝青等融合成固態(tài)廢物，再以貯存。放射性“三廢”的處理3放射性固體廢物的處理：主要有放置衰變和壓縮貯存等方法。 4放射性廢氣的處理：主要有稀釋排放和凈化排放等方法。三里島事件三里島事件在1979年3月28日，位于美國賓西法尼亞州的三里島核電站的2號堆，發(fā)生了核電史上第一次嚴(yán)重事故。這是由于水泵閥門信號這是由于水泵閥門信號燈故障和操作人員多次誤操作所造

16、成的。燈故障和操作人員多次誤操作所造成的。反應(yīng)堆堆芯兩次露出水面，使燃料元件破壞和大約三分之二的堆芯熔化。導(dǎo)致大量惰性氣體和放射性碘與其他一些放射性核素進入了安全殼內(nèi)。并且由于鋯包殼和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也產(chǎn)生許多氫氣，但沒有發(fā)生爆炸。因為安全殼的良好密封性和屏蔽作用，這次事故釋放到環(huán)境中的放射性物質(zhì)很少。根據(jù)監(jiān)測調(diào)查，對周圍80千米的200萬居民所帶來的總劑量僅為20人Sv（希沃特），不到這地區(qū)居民年本底輻射總劑量的（核設(shè)施建設(shè)運行之前該地區(qū)的輻射劑量水平）1%（這地區(qū)的年本底輻射總劑量2400人Sv），附近居民受到的最大個人劑量不到1毫希沃特，只與作一次X光胸部透視所受的劑量差不多。三里島核電

17、站值班的118名工作人員，無一傷亡，只有3人的受照劑量超過季度允許劑量水平。年月日，切爾諾貝利核電站號反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，造成人當(dāng)場死亡，噸多強輻射物泄漏。此次核泄漏事故使電站周圍萬多平方公里土地受到直接污染，多萬人受到不同程度核輻射侵害。從事故發(fā)生的3月12日上午6時至24日零時止，福島第一核電站外泄放射性碘的總量約為3萬萬億11萬萬億貝克勒爾。在切爾諾貝利事故中，每平方米放射性銫濃度達到55萬貝克勒爾的地區(qū)，被劃為“強制遷移”區(qū)域。而在距福島第一核電站40公里的飯館村，20日從每公斤土壤中檢測到16.3萬貝克勒爾銫137，換算后為每平方米326萬貝克勒爾，是切爾諾貝利事故“強制遷移”標(biāo)準(zhǔn)的6倍

18、。此外研究人員還證實福島每天排放的碘131相當(dāng)于1986年切爾諾貝利核事故后排放量的73%。福島核電站每天排放的銫137水平約為切爾諾貝利核事故排放量的60%。日本核電站泄漏后的放射性物質(zhì)之一：碘131 碘131是氣態(tài)，混合進入大氣層， 碘131一旦被人體吸入，可能會引發(fā)甲狀腺疾病。 目前醫(yī)學(xué)上證實，服用碘片可防止人體吸收放射性碘，降低輻射傷害 世界氣象組織和國際原子能機構(gòu)北京區(qū)域環(huán)境緊急響應(yīng)中心權(quán)威發(fā)布：由于中國位于日本國的西部，日本核泄露發(fā)生地區(qū)近日風(fēng)向盛行由西向東，其核泄漏放射性污染物未來3天對中國沒有影響。65日本核電站泄漏后的放射性物質(zhì)之二：銫137 銫137是一種氣溶膠，隨大氣飄散、沉降；預(yù)計銫137可能會沉降到海里。銫137會造成造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)損傷。 專家表示：日本暖流則從中國