第三章物理性污染控制工程

1、第三章 環(huán)境放射性污染防治3.1 環(huán)境放射性污染概述3.2 放射性污染的基本量3.3 輻射對人體的總劑量及環(huán)境放射性標(biāo)準(zhǔn)3.4 放射性檢測評價3.5 環(huán)境放射性污染的防治3.6 環(huán)境放射性污染的防治實例 3.1環(huán)境放射性污染概述放射性污染的概念： 放射性污染是指因人類的生產(chǎn)、生活活動排放的放射性物質(zhì)所產(chǎn)生的電離輻射超過環(huán)境放射標(biāo)準(zhǔn)時，產(chǎn)生放射性污染而危害人體健康的一種現(xiàn)象。放射性的概念： 放射性是一種不穩(wěn)定的原子核自發(fā)地發(fā)生衰變的現(xiàn)象，在放射的過程中同時釋放出射線，即原子在裂變的過程中釋放出射線的物質(zhì)屬性。具有放射性性質(zhì)的的物質(zhì)叫作放射性物質(zhì)，放射性物質(zhì)衰變時可從原子核中釋放出對人體有害的射線

2、、射線和射線等。放射性污染的危害 1）輻射損傷 核輻射與物質(zhì)相互作用的主要效應(yīng)是是原子發(fā)生電離和激發(fā)。產(chǎn)生輻射損傷的過程分為物理階段、物理-化學(xué)階段、化學(xué)階段、生物階段四個過程。 2）軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng) 軀體效應(yīng)：放射性對生物產(chǎn)生十分嚴(yán)重的危害，且放射性損傷分為急性損傷和慢性損傷 遺傳效應(yīng)：核輻射可以引起細(xì)胞基因突變，如果突變發(fā)生在生殖細(xì)胞上就會在后代產(chǎn)生某種特殊的變化通常稱為核輻射的遺傳效應(yīng)，但一般基因的突變對人體都是有害的。 3）放射性核素內(nèi)照射對人體的影響 氡的危害有隱蔽性和隨機性兩個特點，氡可通過呼吸進(jìn)入人體且衰變時會產(chǎn)生放射性核素，長期的體內(nèi)照射可能引起局部組織損傷甚至誘發(fā)肺癌和支氣

3、管癌等，例如1922年的“法老賭咒之說”。長期從事放射性工作的人員體內(nèi)往往為某些微量的放射性核素所污染，但只有積累到了一定劑量時才顯示出損傷效應(yīng)，所以一般環(huán)境中存在的極微量的放射性核素進(jìn)入人體是不會因照射而引起機體損傷的。放射性污染的實例爾諾貝利核事故爾諾貝利核事故日本福島核泄漏日本福島核泄漏 1986年4月26日,發(fā)生在烏克蘭切爾諾貝利核電站.導(dǎo)致31人死亡,大批人員被迫撒出污染區(qū),核事故中在地洞中幸免于難的動物,在短短的3年多時間里發(fā)生了嚴(yán)重的畸形變種,據(jù)估計在未來的40年內(nèi),將會引起15 000人患癌癥.日本以東及東南方向的西太平洋海域已受到福島核泄漏事故的顯著影響。監(jiān)測區(qū)域的海洋生物會

4、受到不同程度的污染。但監(jiān)測區(qū)域不同范圍內(nèi)受污染的程度不一樣，不同海洋生物對放射性核素的富集程度也不一樣。而且由于銫-137和鍶-90半衰期都約為30年，影響較為持久，尤其是放射性物質(zhì)經(jīng)生物富集并經(jīng)食物鏈傳遞、生物放大和累積，對海洋生物和海洋生態(tài)系統(tǒng)乃至人類健康產(chǎn)生的長期影響將不容忽視。放射性污染源 1)天然污染源 包括宇宙射線、地球表面的放射性物質(zhì)、空氣中存在的放射性物質(zhì)、地表水系含有的放射性物質(zhì)、人體內(nèi)的放射性物質(zhì) 2)人工輻射源 包括核試驗的沉降物、核工業(yè)的“三廢”排放、核燃料處理過程產(chǎn)生的放射性物質(zhì) 3）其它放射污染我國核輻射污染現(xiàn)狀 我國整體未受到放射性污染，輻射環(huán)境質(zhì)量仍保持在原有水

5、平 3.2放射性污染的基本量描述放射性輻射的基本量 對放射性核素具體測量的內(nèi)容有放射源強度、半衰期、照射量等。1）放射源強度 放射源強度A（又稱放射源活度）是指單位時間內(nèi)發(fā)生的核衰變的數(shù)目。 A=-dN/dt= N A的單位為貝可（Bq)，1 Bq表示每秒鐘發(fā)生一次核變2）半衰期 半衰期是指當(dāng)放射性的核素因衰變減少到原來的一半所需要的時間。 T1/2=0.693/ 3) 照射量 照射量是對放射線在空氣中電離量的一種量度，不是劑量的量度，它是X、射線輻射場的定量描述。 X=dQ/dm X-照射量，C/kg dm-受照空氣的質(zhì)量，kg dQ-射線在空氣中完全被阻攔時所引起質(zhì)量為dm的某一體積元的空

6、氣電離所產(chǎn)生的帶電離子的總電量值；4）吸收劑量 吸收劑量D(有時用P表示）是指在電離輻射與物質(zhì)發(fā)生相互作用時單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收電離輻射能量大小的物理量。 D=d/dm D-吸收劑量，Gy d - 電離輻射授予質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量 5）劑量當(dāng)量 H=DQN H-劑量當(dāng)量，Sv Q-品質(zhì)系數(shù)；D-在該點所接受的吸收劑量 N-國際輻射防護(hù)委員會規(guī)定的其他修正系數(shù)，目前規(guī)定N=16) 有效劑量當(dāng)量 有效劑量當(dāng)量He是指用相對危險系數(shù)加權(quán)的平均器官劑量當(dāng)量之和。 He = WTHT He -有效劑量當(dāng)量,Sv； HT -器官或組織所接受的吸收劑量； WT-該器官的相對危險系數(shù)；7）待積劑量當(dāng)量 待

7、積劑量當(dāng)量H50，T是指單次攝入某種放射性核素后，在50年期間該組織所接受的總劑量當(dāng)量。 H50，T =Us SEE(T S) Us-源器官S攝入放射性核素50年內(nèi)發(fā)生的總衰變數(shù)； SEE(T S)-源器官中的放射性粒子傳輸給單位質(zhì)量靶器官的有效能量; T S表示由源器官S傳輸給靶器官T;8）年攝入量限制 年攝入量限制（AAL）表示在一年時間內(nèi)，來自單次或多次攝入的某一放射性核素的累計攝入量，參考人的待積劑量當(dāng)量達(dá)到職業(yè)性照射的年劑量當(dāng)量限值（50 mSv）。9)導(dǎo)出空氣濃度 導(dǎo)出空氣濃度（DAC）為攝入量限制（AAL）除以參考人在一年工作時間中吸入的空氣體積所得的商。 DAC= AAL/2.

8、4 103 2.4 103-參考人在一年工作時間中吸入的空氣體積,m3 3.3輻射對人體的總劑量及環(huán)境放射性標(biāo)準(zhǔn)1 天然輻射源的正常照射 天然輻射對人體的總劑量外照射劑量與內(nèi)照射劑量。2由于技術(shù)發(fā)展使天然輻射源的增加 （1）與建筑有關(guān) （2）與燃料有關(guān) （3）磷酸鹽肥料的使用 （4）飛行乘客3消費品的輻射4核工業(yè)造成的輻射5核爆炸沉降物造成的輻射6醫(yī)療照射 3.4 放射性檢測評價放射性檢測的分類 現(xiàn)場檢測 個人劑量檢測 環(huán)境檢測放射性檢測的內(nèi)容 放射性核素即239Pu、226Rn、224Pa、210Po、222Th、234U和235U 放射性核素即3H、90Sr、89Sr、134Cs 、60C

9、o放射性檢測的方法 1）樣品的采集 2）樣品預(yù)處理 3)樣品的測定 水樣中總放射性活度的測定 水樣中總放射性活度的測定 土壤中總、 放射性活度的測定 大氣中氡的測定 大氣中各種形態(tài)131I的測定 個人外照射劑量的測定 內(nèi)照射檢測方法放射性評價 放射性評價按時間順序分為回顧性評價、現(xiàn)狀評價和預(yù)測評價 輻射環(huán)境質(zhì)量的整體模式 確定評價模式的全過程由五個步驟組成： 確定整體模式的目的 繪制方框圖 鑒別和確定位移參數(shù) 預(yù)示體系的響應(yīng) 模式和參數(shù)的檢驗 3.5 環(huán)境放射性污染的防治放射性防護(hù)技術(shù) 1外照射防護(hù) 時間防護(hù) 距離防護(hù) 屏蔽防護(hù): 射線的屏蔽、 射線的屏蔽、 射線和射線的屏蔽、中子的屏蔽 2內(nèi)

10、照射的防護(hù) 內(nèi)照射的防護(hù)的措施有制定各種必要的制度、工作場所通風(fēng)換氣、加強反放射物質(zhì)的管理、在放射性場所嚴(yán)禁吸煙吃東西和喝水等。放射性廢物的治理 放射性廢物的特征 放射性廢物含有的放射性物質(zhì)一般采用物理、化學(xué)和生物方法不能使其含量減少，只能采用自然衰變的方法。因此放射性三廢的處理方法有稀釋分散、減少儲存。 必須采用復(fù)雜的屏蔽和封閉措施、并應(yīng)采用遠(yuǎn)距離操作和通風(fēng)冷卻。 放射性核素的毒性大因此放射性廢物處理非常嚴(yán)格和困難。 放射性核素含量非常小且一般處于高度稀釋狀態(tài)。 放射性廢物的處理必須兼顧非放射性廢物的處理 放射性廢物的分類 從處理和處置的角度，按比活度和半衰期將放射性物分為高放長壽命、中放長壽命、短放長壽命、中放短壽命、和低放短壽命。 放射性廢水的處理 1放射性