物理性污染控制工程

1、3.1 環(huán)境放射性污染概述3.1.1 放射性及危害 1.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(shí)釋放出來(lái)射線，即原子在裂變的過程中釋放出射線的物質(zhì)屬性。具有這種性質(zhì)的物質(zhì)叫做放射性物質(zhì)。放射性物質(zhì)種類很多，鈾、釷和鐳就是常見的放射性物質(zhì)。 放射性物質(zhì)衰變時(shí)可從原子核中釋放出對(duì)人體有危害的射線、射線、射線、X射線等。 2.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)是使其原子發(fā)生電離和激發(fā)。細(xì)胞主要由水組成，輻射作用于人體細(xì)胞將使水分子發(fā)生電離，形成一種對(duì)染色體有害的物質(zhì)，產(chǎn)生染色體畸變。這種損傷使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，是人體呈現(xiàn)放

2、射病、眼晶體白內(nèi)障或晚發(fā)性癌癥等臨床癥狀。產(chǎn)生輻射損傷的過程物理階段物理化學(xué)階段化學(xué)階段生物階段2）軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)軀體效應(yīng)：如果人在短時(shí)間內(nèi)收到大劑量的X射線、射線和中子的全身照射，就會(huì)產(chǎn)生畸形損傷。在人體的器官或組織內(nèi)，由于輻射致細(xì)胞死亡或阻礙細(xì)胞分裂等原因，使細(xì)胞嚴(yán)重減少，就會(huì)產(chǎn)生這種效應(yīng)。遺傳效應(yīng)：核輻射可以引起細(xì)胞基因突變，如果基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，必將在生物體上產(chǎn)生某種特殊的變化，如果突變發(fā)生在生殖細(xì)胞上，就會(huì)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)。3）放射性核素內(nèi)照射對(duì)人體的影響 會(huì)發(fā)生急性或慢性的放射病，引起惡性腫瘤、白血病，或損害其他器官，如骨髓、生殖腺等。3.

3、1.2 放射性污染源放射性污染源可分為天然輻射源和人工輻射源1.天然輻射源天然輻射源2.人工輻射源人工輻射源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)核試驗(yàn)的沉降物核工業(yè)的“三廢”排放其他放射性污染（醫(yī)療照射引起的放射性污染、一般居民消費(fèi)用品）3.1.3 放射性污染在自然環(huán)境中的動(dòng)態(tài)1.放射性污染在大氣中的動(dòng)態(tài)核試驗(yàn)和核設(shè)施的生產(chǎn)過程中向大氣釋放了大量的放射性氣溶膠，造成了地球大氣圈的局部或全球性污染。2.放射性污染在水中的動(dòng)態(tài)放射性物質(zhì)可以通過各種途徑污染江、河、湖、海等地滿水。其在水中存在有兩種形式：溶解狀態(tài)和懸浮狀態(tài)。3.放射性污染在土壤

4、中的動(dòng)態(tài)大氣總放射性塵埃的沉降、放射性廢水的排放和放射性固體廢物的地下埋藏，都會(huì)使土壤遭到污染。放射性物質(zhì)在土壤中有三種狀態(tài)存在：固定型、離子代換型和溶解型。3.1.4 我國(guó)核輻射環(huán)境現(xiàn)狀 各地陸地的輻射空氣吸收劑量率仍為當(dāng)?shù)靥烊惠椛浔镜姿?，環(huán)境介質(zhì)中的放射性核素含量保持在天然本底漲落范圍。3.2 放射性污染的基本量3.2.1 描述放射性輻射的基本量1.放射強(qiáng)度又稱放射源活度，指單位時(shí)間發(fā)生核衰變的數(shù)目A=-dN/dt=N2.半衰期是指當(dāng)放射性的核因素衰變而減少到原來(lái)的一半時(shí)所需要的時(shí)間。T1/2=0.693/3.照射量是對(duì)射線在空氣中電離量的一種量度，是X、輻射場(chǎng)的定量描述，而不是劑量的量

5、度。X=dQ/dm4.吸收劑量D是表示在電離輻射與物質(zhì)發(fā)生相互作用時(shí)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/dm5.劑量當(dāng)量H是該點(diǎn)的吸收劑量D乘以品質(zhì)系數(shù)Q和其他修正系數(shù)N。H=DQN6.有效劑量當(dāng)量He是指用相對(duì)危險(xiǎn)度系數(shù)加權(quán)的平均器官劑量當(dāng)量之和。7.待積劑量當(dāng)量H50，T是指單次攝入某種放射性核素后，在50年期間該組織或器官所接受的總劑量當(dāng)量。H50，T=Us*SSE（TS）8.年攝入量限值（ALI）表示在一年時(shí)間內(nèi)，來(lái)自單次或多次攝入的某一放射性核素的累積攝入量。9.導(dǎo)出空氣濃度（DAC）為(ALI)除以參考人在一年工作時(shí)間中吸入的空氣體積所得的商。DAC=ALI/（2.

6、4*103）3.2.2 放射性環(huán)境保護(hù)有關(guān)的量和概念1.集體劑量當(dāng)量2.劑量當(dāng)量負(fù)荷和集體劑量當(dāng)量負(fù)荷3.關(guān)鍵居民組4.關(guān)鍵照射途徑5.關(guān)鍵核素3.2.4 劑量限制體系1.輻射時(shí)間正當(dāng)性2.輻射防護(hù)最優(yōu)化3.個(gè)人劑量的限制3.3 輻射對(duì)人體的總劑量及環(huán)境放射性標(biāo)準(zhǔn)3.4 放射性檢測(cè)與評(píng)價(jià)放射性監(jiān)測(cè)的分類：1.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)2.個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)3.環(huán)境監(jiān)測(cè)放射性監(jiān)測(cè)的內(nèi)容：放射性核素放射性監(jiān)測(cè)的檢測(cè)器：1.電離型檢測(cè)器2.閃爍檢測(cè)器3.半導(dǎo)體檢測(cè)器輻射環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的整體模式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(yàn)3.5 放射性污染的防治3.5.1 放射性防護(hù)技術(shù)1.外照

7、射防護(hù)（1）時(shí)間防護(hù)：由于人體所受的輻射劑量與受照射的時(shí)間成正比，所以熟練掌握操作技能縮短受照時(shí)間是實(shí)現(xiàn)防護(hù)的有效辦法。（2）距離防護(hù)：點(diǎn)狀放射源周圍的輻射劑量與距離的平方成反比。因此，盡可能遠(yuǎn)離放射源是減少吸收量的有效辦法。（3）屏蔽防護(hù)：在放射性物質(zhì)和人體之間放置能夠吸收或減弱射線強(qiáng)度的材料，以達(dá)到防護(hù)目的。2.內(nèi)照射防護(hù) 內(nèi)照射防護(hù)的基本原則和措施是切斷放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的各種途徑，具體方法有：制定各種必要的規(guī)章制度；工作場(chǎng)所通風(fēng)換氣；在放射性工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙、吃東西和飲水；在操作放射性物質(zhì)時(shí)要戴上個(gè)人防護(hù)用具；加強(qiáng)放射性物質(zhì)的管理等。3.5.2 放射性廢物的治理1.放射性廢物的特征：（

8、1）放射性廢物中含有的放射性物質(zhì)，一般采用物理、化學(xué)和生物方法不能使其含量減少，只能利用自然衰變的方法，使它們消失掉。（2）處理放射性廢物必須采用復(fù)雜的屏蔽和封閉措施，并應(yīng)采取遠(yuǎn)距離操作及通風(fēng)冷卻措施。（3）放射性廢物處理比非放射性廢物處理要嚴(yán)格、困難的多。（4）廢物中放射性核素含量非常小，一般都處在高度稀釋狀態(tài)，因此要采取及其復(fù)雜的處理手段進(jìn)行多次處理才能達(dá)到要求。（5）放射性和非放射性有害廢物同時(shí)兼容，所以在處理放射性廢物的同時(shí)必須兼顧非放射性廢物的處理。2.放射性廢水的治理1.高放廢水的處理（1）把現(xiàn)存廢水和將來(lái)產(chǎn)生的高放廢水全都利用玻璃、水泥、陶瓷或?yàn)r青固化起來(lái)，進(jìn)行最終處理而不考慮綜

9、合利用。（2）從高放廢水中分離出錒系元素，然后將高放廢水固化起來(lái)進(jìn)行處置。（3）從高放廢水中提取有用的核素，如90Sr、137Cs等，其他廢水進(jìn)行固化處理。（4）把所有的放射性核素全部提取出來(lái)。2.中放和低放廢水的處理（1）化學(xué)沉淀法：向廢水中投放一定量的化學(xué)凝聚體系。（2）離子交換法：當(dāng)廢水通過離子交換樹脂時(shí)，放射性離子交換到樹脂上，使廢水得到凈化。（3）吸附法：用多孔的固體吸附劑處理放射性廢水，使其中所含有的一種或數(shù)種核素吸附在它的表面，從而達(dá)到去除有害元素的方法。3.放射性氣的治理1.放射性粉塵的處理對(duì)于產(chǎn)生放射性粉塵工作場(chǎng)所排出的氣體，可用干式或濕式除塵器捕集粉塵。2.放射性氣溶膠的處理放射性氣溶膠的處理是采用各種高效過濾器捕集氣溶膠粒子。為了提高捕集效率，過濾器的填充材料多采用各種高效濾材。3.放射性氣體的處理常用的方法是吸附，即采用對(duì)某種放射性氣體有吸附能力的材料做成吸附塔。經(jīng)過吸附的氣體再排入煙囪。吸附材料吸附飽和后需再生才可以繼續(xù)用于放射性氣體的處理。3.6 放射性污染的防治實(shí)例工業(yè)廢渣生產(chǎn)建筑材料放射性污染的控制1.加強(qiáng)放射性只是的宣傳，提高人們的放射性防護(hù)意識(shí)：同時(shí)，居室住房應(yīng)常開窗通風(fēng)，以減少22