核電廠的安全性概述課件

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(duì)“安全”二字要有科學(xué)而準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。什么是安全？一般的看法是，安全就是不出事，而國(guó)際民航組織有個(gè)比較科學(xué)的定義：“安全是一種狀態(tài)，即通過(guò)持續(xù)的危險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程，將人員傷害或財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)降至并保持在可接受的水平或其以下?！?/p>

安全是相對(duì)的，不是絕對(duì)的；安全是可控的，事故是可以預(yù)防的。輻射離我們有多遠(yuǎn)？什么是輻射輻射是指以波或粒子的形式向周?chē)臻g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(chēng)。輻射按倫琴/小時(shí)(R)計(jì)算Attention電離輻射電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱(chēng)，其種類(lèi)很多，高速帶電粒子有α粒子、β粒子、質(zhì)子，不帶電粒子有中子以及X射線、γ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(guò)程中所釋放出來(lái)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(chēng)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(xì)胞中的DNA受到損傷時(shí)，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。分子水平細(xì)胞死亡細(xì)胞變異體細(xì)胞生殖細(xì)胞體細(xì)胞生殖細(xì)胞功能障礙不孕腫瘤遺傳效應(yīng)確定性效應(yīng)多細(xì)胞死亡導(dǎo)致隨機(jī)性效應(yīng)單一細(xì)胞變異導(dǎo)致DNA損傷細(xì)胞水平臨床癥狀效應(yīng)生物效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理關(guān)于遠(yuǎn)期效應(yīng)的潛伏期日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時(shí)間的變化010年20年30年40年白血病白血病之外的腫瘤2年

放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的途徑輻射量放射性活度(A)物體中放射性原子核在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的數(shù)目單位---貝克照射量

γ或者X射線在1kg干燥的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣中產(chǎn)生電離電荷量為2.58×10-4庫(kù)倫的正離子和等量負(fù)離子的照射量，稱(chēng)為1倫琴。吸收劑量(D)（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---戈瑞劑量當(dāng)量(H)（輻射防護(hù)）（數(shù)值上等于）吸收劑量×射線的品質(zhì)因數(shù)Q單位---希射線的平均品質(zhì)因數(shù)Q 中子、質(zhì)子、離子和α粒子 25

氘的β射線 2 X、γ和電子 1輻射并不可怕電離輻射：非電離輻射：紅外線、微波由于能量低，不能引起物質(zhì)電離，不能引起物質(zhì)電離的輻射與物質(zhì)直接或間接作用時(shí)能使物質(zhì)電離的輻射；生活中的輻照:看電視、抽煙、帶夜光表、乘飛機(jī)、Ｘ光透視等,帶夜光表每年有0．02毫希；乘飛機(jī)旅行2000公里受0．01毫希；每天抽20支香煙，每年有1毫希;一次X光檢查0．1毫希,化療的輻照劑量更大4000毫西弗（希伏）輻射劑量可致死!1毫西弗（希伏）=1000微西弗輻射來(lái)源劑量率（毫希msv）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(yùn)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(duì)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(duì)于核電廠周?chē)木用?，年平均劑量不得大?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(chēng)。技術(shù)安全的重點(diǎn)在維持核設(shè)施的正常運(yùn)行，預(yù)防事故的發(fā)生和事故后緩解其后果，從而保護(hù)工作人員、公眾和環(huán)境不至于受到輻射帶來(lái)的傷害。輻射安全的重點(diǎn)在通過(guò)輻射水平的監(jiān)測(cè)、輻射效應(yīng)的評(píng)價(jià)、輻射防護(hù)措施的設(shè)置和事故應(yīng)急與干預(yù)，實(shí)現(xiàn)輻射防護(hù)最優(yōu)化并使輻射劑量不超過(guò)規(guī)定限值。輻射防護(hù)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(xiǎn)控制問(wèn)題是：?jiǎn)斡卸ㄐ园踩繕?biāo)還不夠，

“多安全才算安全！”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(guó)核管會(huì)（NRC）給出了核電廠的定量安全目標(biāo)：對(duì)人員輻射照射的確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)。

確定性效應(yīng)：在受到較大劑量輻射照射時(shí)，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)：對(duì)緊鄰核電廠的正常個(gè)體成員來(lái)說(shuō)，由于反應(yīng)堆事故所導(dǎo)致立即死亡的風(fēng)險(xiǎn)不應(yīng)該超過(guò)美國(guó)社會(huì)成員所面對(duì)的其他事故所導(dǎo)致的立即死亡風(fēng)險(xiǎn)總和的千分之一。核電廠的定量安全目標(biāo)

隨機(jī)性效應(yīng)：在輻射照射劑量較低時(shí)，表現(xiàn)為隨機(jī)性效應(yīng)，不能直接觀察到生理效應(yīng)，但大量統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)癌癥比例上升，可能會(huì)有“遺傳效應(yīng)”。

隨機(jī)性效應(yīng)定量目標(biāo)：

對(duì)核電廠鄰近區(qū)域的人口來(lái)說(shuō)，由于核電廠運(yùn)行所導(dǎo)致的癌癥死亡風(fēng)險(xiǎn)不應(yīng)該超過(guò)其他原因所導(dǎo)致癌癥死亡風(fēng)險(xiǎn)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)只解決了對(duì)人員的保護(hù)問(wèn)題，沒(méi)有解決對(duì)環(huán)境的保護(hù)問(wèn)題。

如何判斷是否滿(mǎn)足定量安全目標(biāo)呢？

太復(fù)雜、不現(xiàn)實(shí)！

核電廠的安全措施（三）核電廠的概率安全目標(biāo)防止放射性大量向外釋放防止堆芯熔化核電站的安全殼由高72.5米、外徑38米、厚1米的鋼筋混凝土，制成的圓柱形建筑，內(nèi)襯6毫米的鋼板，防止放射性物質(zhì)的外泄，耐受事故時(shí)內(nèi)部的高溫和高壓還能抵御外部破壞例如龍卷風(fēng)、地震、噴氣式飛機(jī)的撞擊核電廠常見(jiàn)的輻射為α輻射、β輻射、γ輻射和中子輻射。電離輻射對(duì)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(xì)胞受到損傷。由于電離輻射的類(lèi)型不同，因此它們對(duì)人體的危害情況也不一樣。相對(duì)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。所謂外照射和內(nèi)照射就是輻射源分別在人體外和人體內(nèi)對(duì)人體形成的照射。α粒子質(zhì)量大，電荷多，在物質(zhì)中的射程很短。能量最大的α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?yàn)榻琴|(zhì)層是一層無(wú)生命組織，α粒子幾乎不存在外照射危害的問(wèn)題。α粒子的相對(duì)危害性α粒子一旦進(jìn)入人體，其射程短這一特點(diǎn)就顯得非常重要了。此時(shí)，α輻射源被人體活組織所包圍，損傷幾乎都集中在α粒子源點(diǎn)的附近。若α粒子沉積在人體內(nèi)的某個(gè)器官，α粒子的能量就會(huì)被該器官全部吸收。這樣，該器官就會(huì)受到嚴(yán)重的損害。因此，α粒子的內(nèi)照射危害是很值得重視的。與α粒子相比，β粒子在空氣中的射程較遠(yuǎn)。能量較高的β粒子才能穿透人體皮膚進(jìn)入淺表組織幾毫米。因此，β粒子具有外照射的危害。不過(guò)，它只能造成人體皮膚和淺表組織的受照，是一個(gè)輕微的外照射源。β粒子同樣也有內(nèi)照射的危害，但與α粒子相比，其危害性要小些。因?yàn)棣铝Ｗ釉诮M織中射程較遠(yuǎn)，在組織的某個(gè)小體積內(nèi)放出的能量較α粒子小，因此，這個(gè)小體積內(nèi)組織的損傷也較小。β粒子的相對(duì)危害性Ｘ射線和γ射線在空氣和其它物質(zhì)中射程很遠(yuǎn)，穿透力強(qiáng)，即使離輻射源很遠(yuǎn)，也可能對(duì)人體造成外照射的危害。當(dāng)人體處于Ｘ射線或γ射線輻射場(chǎng)中時(shí)，可能會(huì)使所有的器官和組織均受到照射。因此，就外照射而言，Ｘ、γ射線與α、β粒子相比具有更大的危害性。由于Ｘ、γ射線在人體組織中的射程很遠(yuǎn)，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，損傷也較小?？梢?jiàn)，就內(nèi)照射而言，Ｘ、γ射線對(duì)人體的危害要比α、β粒子小得多。Ｘ射線和γ射線的相對(duì)危害性中子的相對(duì)危害性中子不帶電，無(wú)論在空氣中還是在其它物質(zhì)中，它均有很遠(yuǎn)的射程。因此，與Ｘ射線和γ射線一樣，中子對(duì)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Ｘ射線和γ射線的20倍，因此，同樣的吸收劑量，中子對(duì)人體的相對(duì)危害性要比Ｘ射線和γ射線大得多。中子幾乎不存在內(nèi)照射的問(wèn)題，因?yàn)橹凶釉催M(jìn)入人體的機(jī)會(huì)是極為罕有的。綜上所述，核電站常見(jiàn)的幾種輻射，就其相對(duì)危害性而言，α輻射和β輻射的潛在危害主要在內(nèi)照射，而ｒ輻射(包括χ射線)和中子輻射的潛在危害主要在外照射，這些相對(duì)不同的危害性也是輻射防護(hù)關(guān)注的重點(diǎn)。防止或減少受輻照的措施是

時(shí)間、距離、屏蔽而屏蔽是最好的措施：

α射線只要用一張紙就能擋住β射線只要一塊薄鋁板就能擋住γ射線和中子會(huì)被混凝土墻所阻擋時(shí)間防護(hù)法——盡量減少輻射源對(duì)人體的照射時(shí)間，以減少受照劑量。在工作場(chǎng)所劑量率不變的條件下，受照劑量與受照時(shí)間成正比，因此想方設(shè)法減少工作時(shí)間是減少受照劑量的有效方法。一般說(shuō)來(lái)，可以從下述幾個(gè)方面來(lái)減少受照時(shí)間：1）時(shí)間防護(hù)（timeprotection)距離防護(hù)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。２）距離防護(hù)（distanceprotection)

２）距離防護(hù)圖6.3應(yīng)用距離防護(hù)的一個(gè)例子射線穿過(guò)物質(zhì)，與物質(zhì)相互作用，射線將被減弱或吸收。在時(shí)間、距離防護(hù)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(dòng)屏蔽物３）屏蔽防護(hù)（shieldingprotection)３）屏蔽防護(hù)放射性“三廢”的處理核能生產(chǎn)的各個(gè)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(mén)的廣泛應(yīng)用，都會(huì)排放出一定數(shù)量的放射性廢氣、廢液和固態(tài)廢物，簡(jiǎn)稱(chēng)放射性“三廢”。治理放射性“三廢”，對(duì)于保護(hù)環(huán)境，保障人民健康、促進(jìn)農(nóng)、牧、漁業(yè)發(fā)展和充分利用資源，發(fā)展核能事業(yè)，都具有重要的意義。放射性“三廢”的處理對(duì)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(lèi)。1．

放射性“三廢”處理的評(píng)價(jià)指標(biāo)

放射性“三廢”處理效果的評(píng)價(jià)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(shuō)明濃縮后的體積越小，貯存也就越經(jīng)濟(jì)、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(shuō)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：對(duì)于短半衰期的低活度放射性廢液，放置10個(gè)半衰期后，作一般廢液排放。濃縮貯存：對(duì)于長(zhǎng)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(zhǎng)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?jiān)?，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。三里島事件在1979年3月28日，位于美國(guó)賓西法尼亞州的三里島核電站的2號(hào)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(mén)信號(hào)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(jìn)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(méi)有發(fā)生爆炸。因?yàn)榘踩珰さ牧己妹芊庑院推帘巫饔?，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(cè)調(diào)查，對(duì)周?chē)?0千米的200萬(wàn)居民所帶來(lái)的總劑量?jī)H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(yùn)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(gè)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。三里島核電站值班的118名工作人員，無(wú)一傷亡，只有3人的受照劑量超過(guò)季度允許劑量水平。１９８６年４月２６日，切爾諾貝利核電站４號(hào)反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，造成３０人當(dāng)場(chǎng)死亡，８噸多強(qiáng)輻射物泄漏。此次核泄漏事故使電站周?chē)度f(wàn)多平方公里土地受到直接污染，３２０多萬(wàn)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(shí)至24日零時(shí)止，福島第一核電站外泄放射性碘的總量約為3萬(wàn)萬(wàn)億~11萬(wàn)萬(wàn)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(dá)到55萬(wàn)貝克勒爾的地區(qū)，被劃為“強(qiáng)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(cè)到16.3萬(wàn)貝克勒爾銫137，換算后為每平方米326萬(wàn)貝克勒爾，是切爾諾貝利事故“強(qiáng)制遷移”標(biāo)準(zhǔn)的6倍。

此外研究人員還證實(shí)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(jìn)入大氣層，碘131一旦被人體吸入，可能會(huì)引發(fā)甲狀腺疾病。目前醫(yī)學(xué)上證實(shí)，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(guó)際原子能機(jī)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(guó)位于日本國(guó)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(lái)3天對(duì)中國(guó)沒(méi)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(jì)銫137可能會(huì)沉降到海里。銫137會(huì)造成造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)損傷。專(zhuān)家表示：日本暖流則從中國(guó)沿海往東北方向流到日本，隨后遇到千島寒流，北上受阻于是拐了個(gè)彎向東邊，也就是向美國(guó)流過(guò)去。66

食用碘鹽無(wú)助于防輻射碘鹽中碘的存在形式是碘酸鉀(KIO3)，在人體胃腸道和血液中轉(zhuǎn)換成碘離子被甲狀腺吸收利用，我國(guó)規(guī)定碘鹽的碘含量為30毫克/千克。按人均每天食用10克碘鹽計(jì)算，可獲得0.3毫克碘。而碘片碘的存在形式是碘化鉀(KI)，碘含量為每片100毫克。按照每千克碘鹽含30毫克碘計(jì)算，成人需要一次攝入碘鹽約3千克，才能達(dá)到預(yù)防的效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類(lèi)能夠承受的鹽的攝入極限。因此，通過(guò)食用碘鹽預(yù)防放射性碘的攝入是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。過(guò)量攝入碘鹽會(huì)導(dǎo)致多種疾病。涂抹碘酒防輻射并不科學(xué)。每一次的加油，每一次的努力都是為了下一次更好的自己。7月-237月-23Wednesday,July26,2023天生我材必有用，千金散盡還復(fù)來(lái)。03:05:530