第14章輻射環(huán)境監(jiān)測要點

1、第十四章 輻射環(huán)境監(jiān)測第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測的概述一、監(jiān)測概念我國現(xiàn)標準 GB18871-2002 采用了 IAEA 機構的定義：為評價或控制輻射或放射性物質的照射，對劑量或污染所進行的測量及對測量結果的解釋。這段簡短的定義包含多層意思：（1）監(jiān)測目的評價或控制輻射或放射性物質的照射。這里的“輻射”是貫穿輻射，放射性物質指各種放射性核素，“照射”包括對的內照射和外照射。（2）監(jiān)測內容貫穿輻射和放射性物質對人產生的輻射劑量，和/或放射性物質對環(huán)境介質造成的污染程度或水平。（3）監(jiān)測測量和分析。（4）監(jiān)測結果不僅僅是提供監(jiān)測的數(shù)據，還有給出對監(jiān)測結果的分析和解釋。二、輻射環(huán)境監(jiān)測分類按監(jiān)測對象分：（

2、1）針對較大區(qū)域內的一般環(huán)境質量監(jiān)測；（2）針對特定核與輻射設施的監(jiān)測。按監(jiān)測的屬性分：（1）按計劃開展的常規(guī)監(jiān)測；（2）應對突況的應急監(jiān)測。針對核與輻射設施運行時間順序，環(huán)境監(jiān)測可分為：（1）核與輻射設施運行前本底；（2）核與輻射設施運行期間的監(jiān)測；（3）核與輻射設施退役終態(tài)監(jiān)測。針對核與輻射設施監(jiān)測的實施主體，環(huán)境監(jiān)測可分為：（1）由企業(yè)組織的監(jiān)測；（2）由組織的監(jiān)督性監(jiān)測。三、輻射環(huán)境監(jiān)測的作用輻射環(huán)境監(jiān)測的主要作用包括：（1）驗證核與輻射設施對環(huán)境的實際影響是否處在所控制的范圍之內；（2）發(fā)現(xiàn)核與輻射設施的異常排放；（3）嚴重事故時可以判定污染的范圍和水平；（4）改善公共關系。四、輻射

3、環(huán)境監(jiān)測的特點監(jiān)測具有一定的特點：（1）環(huán)境中輻射及放射性核素種類繁多，輻射環(huán)境監(jiān)測時它們有時彼此相互干擾；- 1 -（2）環(huán)境介質復雜，對不同的環(huán)境介質需采用不同的監(jiān)測（取樣）方法；（3）輻射環(huán)境監(jiān)測往往是在很高的環(huán)境背景值下去探查一個附加的小增量，輻射環(huán)境監(jiān)測受環(huán)境放射性背景值及其他的影響較大，只有在良好的質量保證下，才能取得準確的監(jiān)測結果。第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況環(huán)境放射性監(jiān)測是在較高的放射性背景情況之下去探查一個小的附加增量，環(huán)境中較高的放射性背景值主要是天然放射性的貢獻。一、天然放射性的來源與水平天然放射性按其來源可分為：（1）地球上生來就有的；（2）宇宙射線以及宇宙射線與大氣

4、層相互作用產生的。放射性核素主要有釷 232 系、鈾 238 系和鈾 235 系三個衰變系列。釷 232 系，又稱 4n 系，釷 232 經過 7 次衰變和 4 次衰變形成穩(wěn)定核素，釷 232 半衰期為 1.4051010a，釷 232 系的放射性衰變產物包括 10 個核素。鈾 238 系，又稱 4n+2 系，鈾 238 經過 9 次衰變和 7 次衰變形成穩(wěn)定核素，釷 232 半衰期為 4.468109a，鈾 238 系的放射性衰變產物包括 14 個核素。鈾 235 系，又稱 4n+3 系，鈾 238 經過 9 次衰變和 6 次衰變形成穩(wěn)定核素，釷 232 半衰期為 7.04108a，鈾 23

5、8 系的放射性衰變產物包括 12 個核素。 40K 的半衰期為 1.28109a。宇生放射性包括兩部分：（1）來自外層空間的宇宙射線以及宇宙射線與大氣層相互作用產生的次級射線；（2）宇宙射線與大氣層相互作用產生的放射性核素。在人類生活的地球表面，很難見到高能宇宙射線，近地表的宇宙射線主要是其低能部分。宇宙射線強度隨海拔高度的增加而增加，在海拔一萬米以上高度上，宇宙射線對飛機機組產生的劑量率比海平面高度宇宙射線的貢獻可大 100 倍。及乘客天然放射性水平通常有包含兩層意義：一是指天然放射性的源項特征，二指天然放射性對公眾產生的效應特征，即照射劑量水平。統(tǒng)計資料表明，全世界由于天然放射性引起的年有

6、效劑量為 2.4mSv，典型范圍在 110mSv。 GB 18871-2002 規(guī)定公眾照射年劑量限值是 1mSv。我國對核動力廠經由氣、液流出物一年對公眾產生的劑量約束規(guī)定為 0.25mSv 之內。二、人工放射性核素的來源與水平人工放射性核素的來源途徑包括核生產和試驗、核能生產、核技術利用等。大氣層核試驗仍在環(huán)境中殘留的主要是 90Sr 和 173Cs。核試驗后總會有 H3 和 85Kr 進入環(huán)境。核生產放射性廢液罐事故主要是 144Ce、95Zr、90Sr 和 173Cs 進入環(huán)境。鈾礦采礦技術分為品。開采和露天開采，冶煉是指對礦石加工并把鈾提取出來，制成俗稱的半成地浸和堆浸的差別在于，地

7、浸并不需要把礦石開采出來，而是在鈾礦石埋藏地點，直接用烯酸把鈾溶取出來。鈾礦采冶作業(yè)，主要流出物是氡氣。對于開采，礦井排出的氡氣按生產 1t U3O8 歸一化處理為- 2 -12000GBq/t，其平均值為 300GBq/t。鈾礦采冶階段生產的成品是 U3O8。濃縮指的是將天然鈾中 U235 的豐度由 0.7%左右提高到核動力廠使用的 2%5%。在鈾加工和核生產環(huán)節(jié)，所操作的核素較為單一，主要是 U238、U235 和 U234。核裂變每次產生總能量約為 200MeV，1kg 裂變材料完全裂變就可以得到 2.61024 裂變，可生產 2.05107kWh 的熱量。核動力廠發(fā)電的同時會產生大量的

8、放射性物質，百萬千瓦級的反應堆放射性物質盤存量可達 1020Bq，其中 99%以上的放射性物質被包容在反應堆內。核后處理視為了回收乏中的鈾和钚。對于乏是否進行后處理有兩種態(tài)度：一種是不對乏進行后處理，把乏作為廢物準備直接處置，持此態(tài)度；另一種是英、法等國家主張對乏進行后處理，從中提取有用資源并再次用于核能發(fā)電。后處理出的放射性物質，產生長期的幾個核素有：3H、14C、85Kr 和 129I，其中 14C 產生的待積集體劑量最大。以 131I 為例，為了甲狀和狀癌，估計全世界每年使用 600TBq 的 131I。對于甲狀的治療，I131 用量平均為 5GBq，治狀癌的用量要小些，平均為 0.5G

9、Bq。除了患者受到輻射照射以外，與患者密切接觸的，如家庭成員，也將受到輻射照射，且受照水平可達 0.5mSv，對于兒童可達 1mSv。預計全世界因使用 I131 而產生的集體劑量可達 400600 人Sv。第三節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測的管理一、環(huán)境監(jiān)測制度鑒于環(huán)境輻射監(jiān)測實行“雙軌監(jiān)測”，企業(yè)和審管部門都負有保證環(huán)境輻射監(jiān)測質量的任務。針對核設施，特別是大型核設施的輻射環(huán)境監(jiān)測，分為運行前的本底了的退役監(jiān)測等。、運行期間的監(jiān)測、壽期終運行前的本底任務由企業(yè)承擔。二、實行“雙軌”監(jiān)測由業(yè)主和審管部門同時開展的監(jiān)測稱“雙軌”監(jiān)測。核及輻射源項的監(jiān)測機構的規(guī)模依據設施向環(huán)境排放放射性物質的性質、總量、濃度、

10、排放方式以及潛在來定。核及輻射設施的環(huán)境監(jiān)測機構負責本規(guī)監(jiān)測及事故應急監(jiān)測），評價設施的的環(huán)境輻射監(jiān)測，包括運行前的本底，運行期間監(jiān)測（常，污染變化的趨勢，追蹤異常排放時核素的可能分布。此外，還負責編制向環(huán)境保護部門上報的監(jiān)測環(huán)境保護行政主管部門是審管部門。三、制定環(huán)境輻射監(jiān)測大綱制定環(huán)境輻射監(jiān)測大綱，首先要考慮實施監(jiān)測所期望達到的目的：（1）評價核及輻射設施對放射性物質包容和流出物控制的有效性；（2）測定環(huán)境介質中放射性核素濃度或照射量率的變化；（3）評價公眾受到的實際照射及潛在劑量，或估計可能的劑量上限值；（4）發(fā)現(xiàn)未知的照射途徑和為確定放射性核素在環(huán)境中的傳輸模型提供資料；- 3 -（5

11、）出現(xiàn)事故排放時，保持能快速估計環(huán)境污染狀態(tài)的能力；（6）鑒別由其他來源引起的污染；（7）對環(huán)境放射性本底水平實施；（8）證明是否滿足限制向環(huán)境排放放射性物質的規(guī)定和要求。制定環(huán)境輻射監(jiān)測大綱，還要考慮下列客觀：（1）源項（2）源項流出物中放射性物質的含量，排放量，排放核素的相對毒性和潛在；的運行規(guī)模，可能發(fā)生事故的類型、概率及；（3）流出物監(jiān)測現(xiàn)狀，對實施環(huán)境核輻射監(jiān)測的要求程度；（4）受照射群體的人數(shù)及其分布；（5）源項周圍土地利用和物產情況；（6）實施環(huán)境核輻射監(jiān)測的代價和效果；（7）實用環(huán)境核輻射監(jiān)測儀器的可獲得性；（8）環(huán)境輻射監(jiān)測中可能出現(xiàn)的各種干擾運行前環(huán)境本底大綱：。（1）（2

12、）（3）（4）目的； 的內容；時間；范圍。核設施運行前環(huán)境本底的內容，包括：（1）環(huán)境介質中放射性核素的種類、濃度、輻射水平及其變化；（2）核設施附近水文、地質、和氣象資料；（3）主要生物種群與分布及土地利用情況；（4）分布、飲食及生活等。對于大型核設施供評價用的環(huán)境參數(shù)一般要到 80km。設施運行期間的環(huán)境核輻射監(jiān)測應考慮運行前本底所確定的關鍵核素、關鍵途徑、關鍵居民組。第四節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測方法輻射環(huán)境監(jiān)測方法依據所擁有的監(jiān)測和具體的環(huán)境條件，分為在現(xiàn)場直接獲得監(jiān)測結果的就地測量，在現(xiàn)場進行取樣然后在完成測量和分析兩大類。一、就地測量就地測量準備，包括：（1）就地輻射水平測量之前必須先要制定

13、詳細的測量計劃；（2）就地測量之前必須要準備好儀器和設備；（3）從事就地輻射水平監(jiān)測的就地測量實施，包括：事先必須經過培訓。（1）就地核輻射水平測量必須選在有代表性的地方，通常測量點應選擇在平坦開闊的地方；（2）在測量現(xiàn)場核對儀器的工作狀態(tài)，確保儀器工作正常后方可數(shù)據；（3）當輻射場自身不穩(wěn)定時，應增加現(xiàn)場測量時間，以求測出輻射場的可能變化范圍。（4）在現(xiàn)場進行放射性污染測量時，一定要防止測量儀器受到污染。- 4 -二、樣品現(xiàn)場和分析樣品的基本原則：（1）按事先制定好的程序進行；（2）樣品要有代表性；（3）參數(shù)記載必須；（4）采樣頻度要合理；（5）采樣范圍的大小決定的運行規(guī)模和可能影響的區(qū)域；

14、（6）量依據分析目的和分析方法來確定，現(xiàn)場要留裕量；（7）樣品妥善保管，防止損失。樣品時應避開下列的影響：（1）天然放射性物質可能濃集的場所；（2）建筑物的影響；（3）降水沖刷和攪動的影響；（4）產生大量塵土的情況；（5）河流的回水區(qū)域；（6）靠近岸邊的水；（7）不定型的植物群落?？諝馊幼⒁馐马棧海?）確定取樣對象，并由此確定出合適的取樣方法和取樣程序；（2）確定取樣時取樣器相對待取樣空氣的運動方式：主動流氣式或（3）確保取樣效率穩(wěn)定。沉降物收集注意事項：（1）沉降物收集的布點；（核設施為主導風向的下風向）吸附式；（2）大氣沉降物時，采取措施防止收集到的樣品再懸??；（3）取樣頻率視沉降物中放

15、射性活度的變化而定；（4）進行大氣沉降時，必須同時氣象資料。水樣的注意事項：（1）確定取樣對象，并由此確定出合適的取樣方法和取樣程序；（2）（3）水樣時，采樣管路和容器先要用待取水沖刷數(shù)次；到的水樣必須進行預處理，以防止水中核素變化。水底沉積物取樣的注意事項：（1）應定期取樣和分析；（2）的時間最好在春汛前；（3）采用合適的工具和方法，確保不同深度上的樣品彼此不干擾；（4）同時要水體情況；（5）需及時對樣品進行烘干處理。土壤樣品的注意事項：（1）下列情況需要并分析土壤樣品：土壤天然放射性水平含量；確定核設施運行對周圍土壤的污染情況；評價核及輻射設施退役后的殘余放射性；評價核事故的土壤污染情況；

16、（2）針對分析目地，采取合適的采樣方法；（3）土壤樣品時，必須對采樣點附近的自然條件進行；（4）土壤樣品若需長期保存，必須進行風干處理。- 5 -生物樣品的注意事項：（1）對于確定的源項，需要生物樣品種類決定于當?shù)氐沫h(huán)境條件和評價目的；（2）生物樣品要在源項液體流出物排放點附近及地面空氣中放射性濃度最高的地方采樣；（3）生物樣品如不能立即分析，必須進行預處理。分析包括放射化學分析和物理測量。第五節(jié) 放射性本底和運行監(jiān)測一、放射性本底環(huán)境放射性本底可按目的分為兩類：（1）大范圍環(huán)境放射性本底；（2）針對特定核與輻射設施周邊開展的。對象可以是廣泛的，包括環(huán)境介質中放射性核素含量和貫穿輻射水平。對于

17、像核動力廠這樣的核設施，要求在首次裝料前必須完成連續(xù)兩年以上的本底。對于大范圍普查性的本底，其目的往往是獲得平均水平。對于針對特定核及輻射設施所開展的本底的主要目的是：（1）在核與輻射設施評價范圍內，確定天然放射性本底狀況；（2）在上述范圍內，確定由于大氣層核試驗、切爾諾貝利等核動力廠事故、其他核與輻射設施所產生的人工放射性影響。這種影響包括環(huán)境介質中的放射性核素含量以及所引起的輻射劑量。（3）判斷本底貢獻處于正常范圍還是存在異常；（4）確定本底水平以便為今后運行時的（5）為核及輻射設施在實施退役的對于大范圍普查性本底，其范圍是由作比較；評價提供基礎資料。的目的決定的。針對核與輻射的本底范圍是

18、與設施的性質、規(guī)模及可能的范圍不同而不同。對于核設施，本底范圍一般以設施為中心半徑幾十公里范圍內。對于核技術利用項目，本底范圍一般以設施為中心幾百米到幾公里。對于伴生天然放射性礦物資源開發(fā)利用項目，本底的范圍視實際影響程度從幾百米到幾公里。運行前環(huán)境本底（1）由有資質的的實施，包括：來開展；（2）制定出具體的本底大綱；（3）制定詳細的本底質量保證；（4）對的資料進行甄別和篩選；（時效性、科學性）（5）統(tǒng)計處理。二、運行期間輻射環(huán)境監(jiān)測核與輻射設施運行期間的輻射環(huán)境監(jiān)測，指核與輻射設施的營運及核輻射設施所在地的環(huán)境保護部門所開展的連續(xù)或間斷式的環(huán)境輻射水平及環(huán)境介質中放射性核素的活度的測量、分析

19、以及對測量和分析結果的解釋與簡單評價。對于針對特定核及輻射設施所開展的輻射環(huán)境監(jiān)測主要作用有：在核與輻射設施運行期間內，確定核與輻射設施周圍環(huán)境中的輻射以及選定的放射性核素的水平及其變化，判斷核及輻射設施正常運行期間對周圍環(huán)境的輻射影響。確定由于來源，諸如早期大氣層核試驗落下灰殘留物、切爾諾貝利等核動力廠事故、其他核與輻射設施所產生的人工放射性的可能影響。這種影響包括環(huán)境介質中的放射性核素含量以- 6 -及所引起的輻射劑量。（3）對核與輻射設施的流出物排放進行間接檢驗，判斷是否存在非計劃排放；（4）判斷核與輻射設施的流出物在受納環(huán)境介質中，特別是受納水體中的累積效應；（5）為核及輻射設施的事故

20、應急監(jiān)測兼容，為應急響應決策提供現(xiàn)場數(shù)據；（6）為核及輻射設施在實施退役的評價提供基礎數(shù)據；（7）為驗證（8）改善公共關系。評價模式的有效性提供實測數(shù)據；核與輻射設施運行期間的輻射環(huán)境監(jiān)測范圍是與設施的性質、規(guī)模及可能的同。對于核設施，輻射環(huán)境監(jiān)測范圍一般以設施為中心半徑幾十公里范圍內。對于核技術利用項目，輻射環(huán)境監(jiān)測范圍一般以設施為中心幾百米到幾公里。范圍不同而不對于伴生天然放射性礦物資源開發(fā)利用項目，輻射環(huán)境監(jiān)測的范圍視實際影響程度從幾百米到幾公里。對于核動力廠，輻射環(huán)境監(jiān)測內容包括輻射劑量率和環(huán)境介質中放射性核素含量。 輻射劑量率監(jiān)測點一般布設在距核動力廠幾公里范圍內。對于環(huán)境介質中的放

21、射性核素的測量來說，要測的放射性核素包括碘 131、氚、碳 14、銫 137、鍶 90、鈷 60、銀 110 等。對于鈾和核加工設施，主要包含的放射性核素是鈾。運行期間輻射環(huán)境監(jiān)測的實施，包括：（1）由有資質的來開展；（2）制定出具體的輻射環(huán)境監(jiān)測大綱；（3）輻射環(huán)境監(jiān)測質量保證；（4）輻射環(huán)境監(jiān)測資料及時分析整理。制定輻射環(huán)境監(jiān)測大綱，要充分考慮地理范圍，監(jiān)測或取樣頻次，監(jiān)測儀器、儀表；組織管理；數(shù)據處理；資源保證以及質量保證等。此外，還要考慮：（1）與運行前本底的銜接；（2）與運行期間流出物排放的關聯(lián)；（3）與運行期間事故應急監(jiān)測的兼容；（4）對于準備退役的核設施，必須制定退役期間以及退役

22、后長期監(jiān)護期間的環(huán)境輻射監(jiān)測大綱；（5）對于核技術利用及伴生放射性礦物資源利用活動，環(huán)境輻射監(jiān)測大綱的內容可相應簡化；（6）隨著（源和環(huán)境）情況的變化，以及環(huán)境輻射監(jiān)測經驗的積累，監(jiān)測大綱要及時調整。第六節(jié) 人為活動對環(huán)境放射性的影響的監(jiān)測伴生礦的安全管理屬于輻射安全范疇。一、伴生礦的概述伴生礦概念包含以下要點：（1）僅含天然放射性物質；（2）天然放射性物質含量大于國家規(guī)定的限值；（3）不屬于核能開發(fā)范疇；（4）不屬于核技術利用領域。- 7 -在我國伴生礦主要涉及下述領域：（1）有色冶金工業(yè)；（2）稀土工業(yè)；（3）黑色冶金工業(yè)；（4）磷酸鹽工業(yè)；（5）石油工業(yè)；（6）煤炭工業(yè)；（7）建材工業(yè)。

23、NORM 是指任何天然放射性物質。TENORM 是指由于技術原因增加的天然放射性物質。天然輻射對公眾一年所致劑量世界平均在 2.4mSv，受照大的個人可達到 10mSv。中關于人工輻射源對公眾照射規(guī)定的劑量限值是 1mSv/a，對核動力廠之類核設施規(guī)定的約束劑量為 0.25mSv/a。實際上核動力廠經氣載流出物和液體流出物對周圍公眾產生的輻射影響僅在每年幾個Sv。天然源因屬自然現(xiàn)象，長久以來人們感到對它的影響：為力。但是隨著科學技術的發(fā)展，特別是受到下列（1）室內氡是重要的；（2）建材中放射性問題引起社會關注；（3）高空飛行宇宙放射線的影響不容忽視；（4）伴生礦物資源開發(fā)利用會顯著改變人類生活環(huán)境中的天然輻射水平。實際上核動力廠經氣載流出物和液體流出物對周圍公眾產生的輻射影響僅在每年幾個Sv。由于輻射防護是將低水平長期輻射效應視為隨機性效應，且線性無閾。伴生礦涉及的范圍：（1）工業(yè)活動；（2）室內氡；（3）高空飛行。伴生礦工業(yè)活動涉及：（1）磷酸鹽加工；（2）稀土生產；（3）鋯砂；（重要的鋯礦有鋯（ZrSiO4）和斜鋯石（ZrO2）（4）鈦色素生產；（鈦色素包括氧化鈦（TiO2）和人造）（5）化石；（6）石油和天然氣提??；（7）建材；（8）釷化合物。（釷化合物主要來自于獨居石、釷化物或方釷石）天然氡氣有三種同位素，即氡 222、氡 220 和氡 219，他們分別是鈾 238、釷