環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)完整版

1、 2021-7-31 2/73 一、環(huán)境放射性一、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 2021-7-31 3/73 環(huán)境放射性及其來(lái)源環(huán)境放射性及其來(lái)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(guò)其天然存在水平。 氣載放射性核素?cái)U(kuò)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) 2021-7-31 4/73 環(huán)境天然本底環(huán)境天然本底 環(huán)境本底外照射 來(lái)源 離地面1米處的劑量率 （10-2GyH-1） 地層放射性物質(zhì)40

2、K 238U系 232TH系 1.6(0.4-3.0) 1.1(0.4-2.1) 1.7(0.5-3.3) 在空氣中的222Rn8.7 宇宙射線電離成份 中子成份 3.2 410-2 2021-7-31 5/73 國(guó)內(nèi)環(huán)境天然本底國(guó)內(nèi)環(huán)境天然本底 2011年年3月月15日日15:00 - 16日日9:00 北京市：77.3nGy/h（60.2 -119.9） 長(zhǎng)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 2021-7-31 6/73 常見(jiàn)放射源的劑量常見(jiàn)放射源的劑量

3、 Gy（戈瑞）是吸收劑量，Sv（西弗）是劑量當(dāng)量 ，二者可以認(rèn)為數(shù)值相等。 2021-7-31 7/73 劑量限值劑量限值 劑量限值 應(yīng)用職業(yè)人員公眾 有效劑量20 mSva-1 連續(xù)5年內(nèi)平均 1 mSva-1 50 mSva-1 在任一年 年當(dāng)量劑量 眼睛 150mSv15mSv 皮膚500mSv50mSv 四肢 500mSv 2021-7-31 8/73 國(guó)際核事件分級(jí)國(guó)際核事件分級(jí) 國(guó)際核能事件分級(jí)（International Nuclear Event Scale, INES）是根據(jù)核電廠事故對(duì)安全的影響作為分類。 INES由國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）和經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（ OECD）

4、的核能機(jī)構(gòu)（NEA）設(shè)計(jì)，IAEA監(jiān)察。 分類分類分級(jí)分級(jí)等級(jí)等級(jí)著名事件著名事件 事故7特大切爾諾貝利事故，福 島事故 6重大 5具有場(chǎng)外風(fēng)險(xiǎn)三哩島事故 4場(chǎng)外無(wú)顯著風(fēng)險(xiǎn) 事件3嚴(yán)重 2注意 1異常 偏差現(xiàn)象0無(wú)安全顧慮 2021-7-31 9/73 事故等級(jí)事故等級(jí) 切爾諾貝利核 事故 福島核事故 三里島核事故 2021-7-31 10/73 核事故的輻射主要來(lái)源核事故的輻射主要來(lái)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(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)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(huì)到達(dá)、 核事故會(huì)造成電廠周邊會(huì)有射性核素氮-16 2021-7-31 11

5、/73 核事故的放射性核事故的放射性 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(huì)通過(guò)呼吸、飲食進(jìn)入人體 其中以I-131和Cs-137危害最大，二者極易被吸收，I沉積于 甲狀腺，Cs會(huì)積聚在肌肉組織中 放射性微粒主要是14C，51Cr，56Mn，60Co和59Fe等 2021-7-31 12/73 碘碘-131 碘-131是衰變核素，其化學(xué)性質(zhì)與碘相同。 半衰期為

6、 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(duì)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(chǎng)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。 2021-7-31 13/73 銫銫-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(yàn)和核 反應(yīng)堆內(nèi)核裂變產(chǎn)生的，它會(huì)釋放射線。 銫-137 會(huì)放出0.51163MeV（94.0）， 1.176MeV (6.0)的- 粒子和能量為0

7、.662MeV 的射線 銫-137進(jìn)入人體會(huì)積聚在肌肉組織中，會(huì)對(duì)體內(nèi) 形成長(zhǎng)期照射，增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。 2021-7-31 14/73 放射性核素?cái)U(kuò)散的途徑放射性核素?cái)U(kuò)散的途徑 放射性核素在大氣中的擴(kuò)散大致分為兩個(gè) 途徑，一個(gè)是在對(duì)流層，也就是地表（厚 度10公里左右），受到風(fēng)向和大陸表面的 影響，變化較為劇烈 另一個(gè)途徑是更高層的10公里以上的平流 層擴(kuò)散，受到穩(wěn)定的西風(fēng)影響，加入全球 大氣循環(huán)，這個(gè)影響是長(zhǎng)遠(yuǎn)的，也是微量 的 2021-7-31 15/73 放射性核素?cái)U(kuò)散的途徑放射性核素?cái)U(kuò)散的途徑 放射性核素在水中的擴(kuò)散主要有兩條途徑，一個(gè) 是海水，一個(gè)是地下水。 放射性物質(zhì)進(jìn)入海洋之后

8、，影響較強(qiáng)的是洋流走 向，海水稀釋作用很強(qiáng)，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(huì)進(jìn)入地下水 2021-7-31 16/73 1、常規(guī)監(jiān)測(cè)目的 2、常規(guī)監(jiān)測(cè)的實(shí)施 3、連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 4、常規(guī)監(jiān)測(cè)的 二、二、 常規(guī)監(jiān)測(cè)常規(guī)監(jiān)測(cè) 2021-7-31 17/73 環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)的目的環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)的目的 環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)：是為評(píng)價(jià)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(jìn)行的測(cè)量。 環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要目的是： 評(píng)價(jià)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(yàn)環(huán)境輻射是否符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)規(guī)定的 有關(guān)限值，探測(cè)環(huán)境介質(zhì)中放射性物質(zhì)濃度的 短期變化，評(píng)估其長(zhǎng)期變化趨勢(shì)

9、； 估算公眾受到的實(shí)際照射劑量或潛在照射劑量， 或估算其可能的上限 2021-7-31 18/73 核電廠運(yùn)行前本底調(diào)查核電廠運(yùn)行前本底調(diào)查 測(cè)定核電廠周圍地區(qū)天然本底和其它放射 性來(lái)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(yùn) 行時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃的設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備； 評(píng)價(jià)作為運(yùn)行監(jiān)測(cè)使用的程序、設(shè)備和技 術(shù) 2021-7-31 19/73 運(yùn)行時(shí)的常規(guī)監(jiān)測(cè)運(yùn)行時(shí)的常規(guī)監(jiān)測(cè) 運(yùn)行時(shí)的常規(guī)監(jiān)測(cè)分運(yùn)行初期和運(yùn)行期間兩個(gè)階段 運(yùn)行初期監(jiān)測(cè)的目的 為了實(shí)現(xiàn)從本底調(diào)查到運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)的過(guò)渡； 將監(jiān)測(cè)結(jié)果與本底作比較，計(jì)算重要途徑對(duì)居民的劑量； 驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)時(shí)的假設(shè) 運(yùn)行期間監(jiān)測(cè)的

10、目的 為了重新評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)計(jì)劃并作可能的修改； 確定關(guān)鍵途徑對(duì)居民的劑量； 評(píng)價(jià)核電廠造成的輻射環(huán)境變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況， 以便采取安全措施，保證環(huán)境安全 2021-7-31 20/73 事故狀況下的應(yīng)急監(jiān)測(cè)事故狀況下的應(yīng)急監(jiān)測(cè) 事故狀況下應(yīng)急監(jiān)測(cè)的目的 為了及時(shí)、迅速收集有關(guān)事故放射性污染的程度 和范圍的信息，估計(jì)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(shí)施 應(yīng)急輻射防護(hù)行動(dòng)提供依據(jù) 2021-7-31 21/73 環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)特點(diǎn)環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)特點(diǎn) 外來(lái)放射性（包括本底放射性和干擾放射性）對(duì) 監(jiān)測(cè)方法的探測(cè)限和準(zhǔn)確度影響很大； 為了使待測(cè)樣品的放射性含量大于儀器的探測(cè)限，

11、需要較大的樣品量； 在分析測(cè)量過(guò)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(cè)樣品被沾污，為此，要求從事分 析測(cè)量人員工作必須十分嚴(yán)謹(jǐn)）； 放射性測(cè)量的統(tǒng)計(jì)誤差對(duì)分析結(jié)果的影響較大， 為了達(dá)到一定的測(cè)量精確度，常常要求測(cè)量較長(zhǎng) 的時(shí)間，為此，對(duì)測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性要求較高 2021-7-31 22/73 環(huán)境放射性本底調(diào)查環(huán)境放射性本底調(diào)查 樣品的采集樣品的采集 樣品采集點(diǎn)應(yīng)選擇在能代表周圍環(huán)境平均水平的 地方 采樣時(shí)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(shí)間； 氣溶膠月取樣、沉降物和輻射每季取樣和測(cè)量 樣品用量的確定

12、：根據(jù)樣品中的放射性水平和測(cè) 量?jī)x器的探測(cè)限，最小樣品量可按下式估計(jì) AEY LLD V 60 2021-7-31 23/73 V為最小采樣量（1或kg）； LLD為儀器最低探測(cè)限（CCPM）； Y為監(jiān)測(cè)方式對(duì)該核素的化學(xué)回收率（%）； E為儀器的探測(cè)效率CPM/DPM； A為樣品中待測(cè)核素的含量Bq/l或Bq/kg AEY LLD V 60 2021-7-31 24/73 常規(guī)環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃常規(guī)環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃 環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)：運(yùn)行期間的環(huán)境監(jiān)測(cè)和運(yùn)行前 的本底調(diào)查。 本底調(diào)查的范圍和測(cè)量頻度要稍大于常規(guī)運(yùn)行時(shí) 的環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃。 電站運(yùn)行一段時(shí)間后，采樣點(diǎn)的密度和監(jiān)測(cè)頻度 可逐漸減少 2021-7

13、-31 25/73 常規(guī)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常規(guī)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng) 2003年元旦其第二 代監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成 2021-7-31 26/73 廣東大亞灣核電站環(huán)境輻射連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于1993 年電站裝料前投入運(yùn)行。 1996年對(duì)輻射監(jiān)測(cè)站探測(cè)器的測(cè)量幾何條件和 系統(tǒng)的避雷保護(hù)作了改進(jìn)。 1998年由中山大學(xué)大氣科學(xué)系和大亞灣核電站環(huán) 境實(shí)驗(yàn)室合作, 對(duì)KRS 系統(tǒng)中央處理機(jī)的軟、硬 件進(jìn)行了改造, 建立了系統(tǒng)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò) 2021-7-31 27/73 常規(guī)監(jiān)測(cè)的站點(diǎn)模型常規(guī)監(jiān)測(cè)的站點(diǎn)模型 2021-7-31 28/73 輻射監(jiān)測(cè)站的系統(tǒng)

14、部件輻射監(jiān)測(cè)站的系統(tǒng)部件 探測(cè)器探測(cè)器 環(huán)境探測(cè)器分為電離室型、半導(dǎo)體型、G-M計(jì) 數(shù)管型等。該探測(cè)器是一種能夠在核設(shè)施周圍實(shí) 現(xiàn)無(wú)人值守環(huán)境輻射自動(dòng)探測(cè)器。 該探測(cè)器既要能夠進(jìn)行本底劑量率的測(cè)量，也能 進(jìn)行高劑量率的測(cè)量，量程跨多個(gè)數(shù)量級(jí)。 多采用電離室探頭 2021-7-31 29/73 根據(jù)環(huán)境地表輻射劑量率測(cè)定規(guī)范，環(huán)境輻 射儀的量程規(guī)定為 -8-1-1 1 10 Gy10Gyhh 2021-7-31 30/73 輻射監(jiān)測(cè)站的系統(tǒng)部件輻射監(jiān)測(cè)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： 參數(shù)規(guī)格靈敏度不確定度計(jì)數(shù)頻率 氣溫-40400.10.3%1次/min 相

15、對(duì)濕度0100%1%5%1次/min 風(fēng)向0360度3度10%1次/min 風(fēng)速060m/s0，1m/s3%1次/min 氣壓600 1060hPa 0.2hPa0.5hPa1次/min 雨量04mm/min0.1mm/min3%1次/min 2021-7-31 31/73 面臨的問(wèn)題面臨的問(wèn)題 雷擊損壞 從秦山和大亞灣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障率統(tǒng)計(jì)可以看出： 雷擊是系統(tǒng)的最大敵人 浙江站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障主要由雷擊引起, 涉及系 統(tǒng)的各個(gè)組成部分。廣東站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)直接雷擊損 壞達(dá)6.7% ,而Modem、通訊線路故障不明原因故 障相加達(dá)40% 以上, 這也可以歸結(jié)為雷電干擾引 起的, 可見(jiàn)系統(tǒng)防雷的重要性

16、2021-7-31 32/73 1991 1994 年浙江省環(huán)保監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)歷次故障情況 2021-7-31 33/73 選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)考慮的原則選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)考慮的原則 代表性：通過(guò)優(yōu)化算法在多點(diǎn)中選取有代表性的 點(diǎn)，例如特征分析法、BP法等 特殊性： 需要注意對(duì)環(huán)境要求高、人口密集以及 可能出現(xiàn)大放射量的地點(diǎn) 全面性：要注意不同方向、不同距離的點(diǎn)，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(fēng)向的關(guān)系，輻射傳 播與雨量的關(guān)系 2021-7-31 34/73 環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)三關(guān)鍵環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)三關(guān)鍵 綜合以上要素，在環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)中，應(yīng)當(dāng)密切注意“三

17、關(guān)鍵”，加強(qiáng)對(duì)“三關(guān)鍵”的監(jiān)測(cè)。 關(guān)鍵核素、關(guān)鍵途徑和關(guān)鍵居民組稱之為“三關(guān)鍵” 。 2021-7-31 35/73 三、三、 應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測(cè) 1、應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測(cè)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 2021-7-31 36/73 應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測(cè) 事故環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的 及時(shí)、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(shí)施應(yīng)急輻 射防護(hù)行動(dòng)提供依據(jù) 2021-7-31 37/73 核事故應(yīng)急核事故應(yīng)急 事故初期的應(yīng)急行動(dòng)依賴于核應(yīng)急應(yīng)急決策支持，準(zhǔn)確的說(shuō) 是核素在大氣中擴(kuò)散產(chǎn)生的劑量場(chǎng)。 歐洲

18、RODOS 日本W(wǎng)SPEEDI 美國(guó)ARAC 國(guó)內(nèi)秦山大亞灣等核電站的評(píng)價(jià)系統(tǒng) 2021-7-31 38/73 核事故應(yīng)急核事故應(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(jìn)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(chǎng)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 2021-7-31 39/73 三哩島事故三哩島事故 19791979年年3 3月月2828日日, ,美國(guó)美國(guó) 賓州三哩島賓州三哩島(TMI)(TMI)壓水壓水 堆堆核電站發(fā)生了核電站發(fā)生了堆芯堆芯 熔毀熔毀的嚴(yán)重事

19、故的嚴(yán)重事故 。 運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作 和機(jī)械故障和機(jī)械故障是主要的是主要的 原因原因 。 由于由于安全殼安全殼的作用，的作用， 對(duì)周圍人員和環(huán)境影對(duì)周圍人員和環(huán)境影 響很小，但事故對(duì)響很小，但事故對(duì)核核 電發(fā)展電發(fā)展造成很大負(fù)面造成很大負(fù)面 影響。影響。 2021-7-31 40/73 三哩島事故三哩島事故 第76任賓州州長(zhǎng)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(xué)齡前兒童和孕婦 ，并下令對(duì)事故堆芯進(jìn) 行檢查。檢查中才發(fā)現(xiàn) 堆芯嚴(yán)重?fù)p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

20、殼內(nèi)，少部分放射 性物質(zhì)泄漏到周圍環(huán)境 中。 2021-7-31 41/73 三哩島事故三哩島事故 事故后，核管會(huì)(Nuclear Regulatory Commission)對(duì)周圍居民進(jìn)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(wàn)居 民中無(wú)人發(fā)生急性輻射反應(yīng) 周圍居民所受到的輻射相當(dāng)于進(jìn)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(duì)于周圍居民的癌癥發(fā)生率沒(méi)有顯 著性影響 三哩島附近未發(fā)現(xiàn)動(dòng)植物異?，F(xiàn)象 當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物產(chǎn)量未發(fā)生異常變化 2021-7-31 42/73 切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故 1986年4月26日，前蘇聯(lián)切爾 諾貝利核

21、電廠發(fā)生嚴(yán)重泄漏及 爆炸事故； 事故由設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的過(guò)剩反 應(yīng)性引入造成，但管理混亂、 嚴(yán)重違章是事故發(fā)生的主要原 因； 事故導(dǎo)致31人當(dāng)場(chǎng)死亡，上萬(wàn) 人由于放射性物質(zhì)遠(yuǎn)期影響而 致命或重病 ，外泄的輻射塵對(duì) 東、北歐造成嚴(yán)重污染； 事故導(dǎo)致公眾對(duì)核電的恐慌， 對(duì)核電發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 2021-7-31 43/73 切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故 切爾諾貝利核事故（烏克蘭語(yǔ)： ）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(diǎn)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(hào)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

22、物質(zhì)到大氣層中，涵蓋了大面 積區(qū)域。 2021-7-31 44/73 切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故 核輻射塵污染過(guò)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(yán)重的核污染，超過(guò) 336,000名的居民被迫撤 離。依據(jù)前蘇聯(lián)的官方 報(bào)告，約60%受到輻射 塵污染的地區(qū)皆位于白 俄羅斯境內(nèi)。 2021-7-31 45/73 切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故 1986年4月25日，4號(hào)反應(yīng)器預(yù)定關(guān)閉以進(jìn)行定 期維修，并決定在這個(gè)時(shí)候測(cè)試反應(yīng)堆的渦輪發(fā) 電機(jī)能力，由于操作員的違反規(guī)程引發(fā)

23、了該事故 。 反應(yīng)堆以單一保護(hù)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(jìn)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(kuò)散和污染 的區(qū)域更廣。 2021-7-31 46/73 切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故 陸續(xù)趕來(lái)?yè)岆U(xiǎn)的消防隊(duì)員、軍人、直升機(jī)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(jì)爆炸瞬間約有50噸核燃料化作煙塵進(jìn)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(chǎng)火災(zāi)。核反應(yīng)堆中剩余的800噸石墨引起的大火，

24、用了10天才撲滅。直升機(jī)直接飛進(jìn)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(jī)的總 空投量達(dá)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(hào)反應(yīng)堆修建了鋼筋混凝土的石棺，把其徹底封閉起 來(lái)。 2021-7-31 47/73 切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故 2021-7-31 48/73 切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故 據(jù)聯(lián)合國(guó)報(bào)告和美國(guó)核管理委員會(huì)說(shuō)，切爾諾貝利核泄 漏事故導(dǎo)致事發(fā)當(dāng)天早上在現(xiàn)場(chǎng)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(dá)0.8 西弗到16西弗。 這些人中，有2

25、8人在3個(gè)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(lái)看，切爾諾貝利核泄漏事故產(chǎn)生的最 大影響，是導(dǎo)致甲狀腺癌在兒童和青少年間流行起來(lái)， 到目前為止已經(jīng)有超過(guò)6000人罹患該病，這與飲用被污 染的牛奶有關(guān)。 2021-7-31 49/73 日本福島核事故日本福島核事故 2011年3月11日14:25，發(fā)生7.9級(jí)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(jī)無(wú)法 工作，使堆芯逐漸喪失冷卻。福島核事故發(fā)生。 2021-7-31 50/73 福島第一核電站（日語(yǔ)：福島第一原子力発電所 ），座

26、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(jiǎn)稱1F。共有 6個(gè)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中，總發(fā)電量為4.7GW，是全世界 二十五個(gè)發(fā)電量最大的發(fā)電場(chǎng)之一。 機(jī)組反應(yīng)堆類型開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)日期總裝機(jī)容量 1號(hào)機(jī)沸水反應(yīng)堆1971年3月26日46.0萬(wàn)千瓦 2號(hào)機(jī)沸水反應(yīng)堆1974年7月18日78.4萬(wàn)千瓦 3號(hào)機(jī)沸水反應(yīng)堆1976年3月27日78.4萬(wàn)千瓦 4號(hào)機(jī)沸水反應(yīng)堆1978年10月12日78.4萬(wàn)千瓦 5號(hào)機(jī)沸水反應(yīng)堆1978年4月18日78.4萬(wàn)千瓦 6號(hào)機(jī)沸水反應(yīng)堆1979年10月24日110萬(wàn)千瓦 2021-7-31 51/73 日本應(yīng)對(duì)措施日本應(yīng)對(duì)措施 核電站周邊檢測(cè)到 放射性

27、劑量超標(biāo) 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(guò)沸點(diǎn)，失 去冷卻能力 通過(guò)水龍與冷卻水管 連接，輸送冷卻水1號(hào) 機(jī)組 發(fā)生 氫氣 爆炸 避難半徑擴(kuò)大 到20公里 注入海水進(jìn)行冷卻 對(duì)被輻射污染市民進(jìn)行清除輻射作 用，向市民發(fā)放碘片，請(qǐng)求美國(guó)和 IAEA幫助解決核電站問(wèn)題 2021-7-31 52/73 日本應(yīng)對(duì)措施日本應(yīng)對(duì)措施 2號(hào)機(jī)組發(fā)生氫氣爆 炸，產(chǎn)生核泄漏， 周圍劑量嚴(yán)重超標(biāo) 避難范圍擴(kuò)大到30公里，除50人留守，其他 工作人員撤離 4號(hào)機(jī)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(duì)派抵福島核電站 4號(hào)機(jī)組再 度起火 向4號(hào)反應(yīng)堆噴硼酸 輻射量急升 1

28、6日操作人員撤離 2021-7-31 53/73 福島核事故圖解福島核事故圖解 2021-7-31 54/73 反應(yīng)堆當(dāng)時(shí)情況反應(yīng)堆當(dāng)時(shí)情況 一號(hào):冷卻系統(tǒng)失靈，核芯部分融毀，冒出蒸氣，氫爆炸導(dǎo)致建筑物 受損，海水注入進(jìn)行中； 二號(hào):冷卻系統(tǒng)失靈，海水注入進(jìn)行中，燃料棒曾短時(shí)完全暴露出水 面，冒出蒸氣，受3號(hào)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(hào):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(jìn)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(hào):地震發(fā)生時(shí)處于維修狀態(tài)，可能是由乏燃料儲(chǔ)水池氫爆炸，反 應(yīng)堆建筑物發(fā)生火情，進(jìn)行注水降溫作業(yè)； 五號(hào)六

29、號(hào)，地震發(fā)生時(shí)處于維修狀態(tài)，乏燃料儲(chǔ)水池溫度輕微上升 2021-7-31 55/73 日本各地日本各地16日中午劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果日中午劑量率監(jiān)測(cè)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(kuò)散，最 近受到西風(fēng)的影響吹向太平 洋 2021-7-31 56/73 防護(hù)措施防護(hù)措施 當(dāng)你暴露于核輻射環(huán)境下，劑量達(dá)到0.5Sv以上，可能會(huì) 得輻射病。幾小時(shí)內(nèi)會(huì)感到惡心嘔吐，隨

30、后會(huì)出現(xiàn)腹瀉 、頭痛或發(fā)燒等癥狀。在最初的癥狀過(guò)去之后，可能會(huì) 出現(xiàn)一個(gè)短暫的無(wú)癥狀期，但數(shù)周后就會(huì)出現(xiàn)新的、更 嚴(yán)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(gòu)買提 前吃，反而會(huì)對(duì)自己身體造成危害。 2021-7-31 57/73 防護(hù)措施防護(hù)措施 減少外照射 1. 盡可能縮短受照射的時(shí)間 2. 盡可能遠(yuǎn)離放射源 3. 利用屏蔽材料降低輻射強(qiáng)度 減少內(nèi)照射 1. 避免食入，減少在污染區(qū)的逗留。

31、放射性物質(zhì)在 大氣中擴(kuò)散時(shí)，減少外出，關(guān)閉門窗和通風(fēng)系統(tǒng) 2. 受到照射后，在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用藥物，碘片， 成年人100毫克，兒童嬰幼兒減少。同時(shí)注意禁 忌 2021-7-31 58/73 環(huán)境放射性大氣擴(kuò)散分析方法環(huán)境放射性大氣擴(kuò)散分析方法 高斯模型高斯模型 拉格朗日煙團(tuán)模型拉格朗日煙團(tuán)模型 隨機(jī)游走模型隨機(jī)游走模型 22 3/2 1/2 22 21 , ,exp 2 2() 11 expexp 22 ii i cc i iiii xyyxyz ii cinvc ii zz xxyy Q Cx y z zzzz 222 222 ( )()() ( )expexpexp 2( )( )2( )

32、2( )2( ) yzyzz x Qyzhzh r uxxxxx ()( )( )( ),1,2,3,. jjjj x ttx tu tu tt j 2021-7-31 59/73 大氣擴(kuò)散模型大氣擴(kuò)散模型 以煙團(tuán)模型為例： RIMPUFF(Riso Mesoscale PUFF model):是丹麥 Riso國(guó)際實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的模型，用于RODOS系統(tǒng) 中，為拉格朗日煙團(tuán)模式的一個(gè)成功應(yīng)用。 i z i cinv i z i c i y i c i xy i c i z i xy i i zzzzyyxxQ zyxC 2222 2/1 2/3 2 1 exp 2 1 exp 2 1 exp )(

33、 ,2 2 , i z i y i x , 煙團(tuán)中心坐標(biāo) i Q煙團(tuán)源強(qiáng) i c i c i c zyx, 煙團(tuán)在三個(gè)方向的 有效擴(kuò)散參數(shù) 2021-7-31 60/73 大氣擴(kuò)散模型大氣擴(kuò)散模型 )2( 2 1 112zzz zz 2021-7-31 61/73 大氣擴(kuò)散模型大氣擴(kuò)散模型 第二步，煙團(tuán)移動(dòng) 煙團(tuán)的平移依賴于大氣風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速風(fēng)向煙團(tuán)的平移依賴于大氣風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速風(fēng)向 第三步，擴(kuò)散系數(shù) 可以反映煙團(tuán)的濃度分布可以反映煙團(tuán)的濃度分布 可以反映煙團(tuán)的垂直運(yùn)動(dòng)可以反映煙團(tuán)的垂直運(yùn)動(dòng) RIMPUFF模型采用改進(jìn)的模型采用改進(jìn)的Karlsruhe-Jlish計(jì)算公式計(jì)算公式 ()( )( )( ),1,2,3,. jjjj x ttx tu tu tt j i z i cinv i z i c i y i c i xy i c i z i xy i i zzzzyyxxQ zyxC 2222 2/1 2/3 2 1 exp 2 1 exp 2 1 exp )( ,2 2 , z y q zz q yy xp xp X為下風(fēng)向距離