第五讲核电厂的安全性

第五章核电厂的安全性什么是核安全？核电厂安全性有什么保证？如果发生事故？有哪些缓解措施？对“安全”二字要有科学而准确的认识。什么是安全？一般的看法是，安全就是不出事，而国际民航组织有个比较科学的定义：“安全是一种状态，即通过持续的危险识别和风险管理过程，将人员伤害或财产损失的风险降至并保持在可接受的水平或其以下。”安全是相对的，不是绝对的；安全是可控的，事故是可以预防的。辐射离我们有多远？什么是辐射辐射是指以波或粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量（如声辐射、热辐射、电磁辐射、粒子辐射等）的统称。辐射按伦琴/小时(R)计算Attention电离辐射电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、γ射线。核辐射核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子、中子等不带电粒子。射线的穿透力核辐射危害原理在电离辐射或其他外界因素的影响下，可导致遗传基因发生突变，当生殖细胞中的DNA受到损伤时，后代继承母体改变了的基因，导致有缺陷的后代。因此，人体一定要避免大剂量照射。分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平临床症状效应生物效应产生的过程和机理电离辐射生物学效应的机理关于远期效应的潜伏期日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化010年20年30年40年白血病白血病之外的肿瘤2年放射性物质进入体内的途径放射性物质血液循环伤口肺口腔空气食物饮水手辐射量放射性活度(A)物体中放射性原子核在单位时间内发生衰变的数目单位---贝克照射量γ或者X射线在1kg干燥的标准状态下的空气中产生电离电荷量为2.58×10-4库伦的正离子和等量负离子的照射量，称为1伦琴。吸收剂量(D)（医学）单位质量受照射物质所吸收的平均电离辐射能单位---戈瑞剂量当量(H)（辐射防护）（数值上等于）吸收剂量×射线的品质因数Q单位---希射线的平均品质因数Q中子、质子、离子和α粒子25氘的β射线2X、γ和电子1辐射来源剂量率（毫希msv）天然放射性宇宙射线0.5射线外照射0.5内照射0.3氡气1.2人为放射性医疗照射0.4核电厂运行0.0002日常生活中的辐射世界平均天然本底剂量率为2.4毫希/年辐射剂量标准对于职业工作人员，年平均剂量不得大于20毫希（安全下限的五分之一）对于核电厂周围的居民，年平均剂量不得大于1毫希（天然本底剂量的40%）核电厂的安全措施（三）核电厂的概率安全目标防止放射性大量向外释放防止堆芯熔化还能抵御外部破坏例如龙卷风、地震、喷气式飞机的撞击核电厂常见的辐射为α辐射、β辐射、γ辐射和中子辐射。电离辐射对人体的危害，主要在于辐射的能量导致构成人体组织的细胞受到损伤。由于电离辐射的类型不同，因此它们对人体的危害情况也不一样。相对而言，有的辐射产生外照射的危害性大一些，而有的辐射产生内照射的危害性大一些。所谓外照射和内照射就是辐射源分别在人体外和人体内对人体形成的照射。α粒子质量大，电荷多，在物质中的射程很短。能量最大的α粒子在空气中的射程只有几厘米，但难以穿透人体皮肤外表的角质层。因为角质层是一层无生命组织，α粒子α粒子的相对危害性α粒子一旦进入人体，其射程短这一特点就显得非常重要了。此时，α辐射源被人体活组织所包围，损伤几乎都集中在α粒子源点的附近。若α粒子沉积在人体内的某个器官，α粒子的能量就会被该器官全部吸收。这样，该器官就会受到严重的损害。因此，α与α粒子相比，β粒子在空气中的射程较远。能量较高的β粒子才能穿透人体皮肤进入浅表组织几毫米。因此，β粒子具有外照射的危害。不过，它只能造成人体皮肤和浅表β粒子同样也有内照射的危害，但与α粒子相比，其危害性要小些。因为β粒子在组织中射程较远，在组织的某个小体积内放出的能量较α粒子小，因此，这个小体积内组织的损伤也较小。β粒子的相对危害性Ｘ射线和γ射线在空气和其它物质中射程很远，穿透力强，即使离辐射源很远，也可能对人体造成外照射的危害。当人体处于Ｘ射线或γ射线辐射场中时，可能会使所有的器官和组织均受到照射。因此，就外照射而言，Ｘ、γ射线与α、β粒子相由于Ｘ、γ射线在人体组织中的射程很远，甚至贯穿人体，因而交给组织中某一小体积内的能量较少，损伤也较小。可见，就内照射而言，Ｘ、γ射线对人体的危害要比α、β粒子小得Ｘ射线和γ射线的相对危害性中子的相对危害性中子不带电，无论在空气中还是在其它物质中，它均有很远的射程。因此，与Ｘ射线和γ射线一样，中子对人体的影响主要是外照射的危害。但由于中子的品质因子是Ｘ射线和γ射线的20倍，因此，同样的吸收剂量，中子对人体的相对危害性要比Ｘ射线和γ中子几乎不存在内照射的问题，因为中子源进入人体的机综上所述，核电站常见的几种辐射，就其相对危害性而言，α辐射和β辐射的潜在危害主要在内照射，而ｒ辐射(包括χ射线)和中子辐射的潜在危害主要在外照射，这些相对不同的危害性也是辐射防止或减少受辐照的措施是时间、距离、屏蔽而屏蔽是最好的措施：α射线只要用一张纸就能挡住β射线只要一块薄铝板就能挡住γ射线和中子会被混凝土墙所阻挡时间防护法——尽量减少辐射源对人体的照射时间，在工作场所剂量率不变的条件下，受照剂量与受照时间成正比，因此想方设法减少工作时间是减少受照剂量的有效方法。一般说来，可以从下述几个方面来减少受照时间：1）时间防护（timeprotection)距离防护法——尽量增加人体与辐射源之间的距离，以减小人体受照的剂量。２）距离防护（distanceprotection)２）距离防护图6.3应用距离防护的一个例子射线穿过物质，与物质相互作用，射线将被减弱或吸收。在时间、距离防护不能使剂量降低到剂量限值的要求，为此，必须在人体与放射源之间设置屏蔽物，以减少受照剂量。根据需要屏蔽物可设置为固定屏蔽物和活动屏蔽物３）屏蔽防护（shieldingprotection)３）屏蔽防护放射性“三废”的处理核能生产的各个环节和放射性核素在工业、农业、医学和科学研究等部门的广泛应用，都会排放出一定数量的放射性废气、废液和固态废物，简称放射性“三废”。治理放射性“三废”，对于保护环境，保障人民健康、促进农、牧、渔业发展和充分利用资源，发展核能事业，都具有重要的意义。三里岛事件在1979年3月28日，位于美国宾西法尼亚州的三里岛核电站的2号堆，发生了核电史上第一次严重事故。这是由于水泵阀门信号灯故障和操作人员多次误操作所造成的。反应堆堆芯两次露出水面，使燃料元件破坏和大约三分之二的堆芯熔化。导致大量惰性气体和放射性碘与其他一些放射性核素进入了安全壳内。并且由于锆包壳和水发生化学反应，也产生许多氢气，但没有发生爆炸。因为安全壳的良好密封性和屏蔽作用，这次事故释放到环境中的放射性物质很少。根据监测调查，对周围80千米的200万居民所带来的总剂量仅为20人·Sv（希沃特），不到这地区居民年本底辐射总剂量的（核设施建设运行之前该地区的辐射剂量水平）1%（这地区的年本底辐射总剂量2400人·Sv），附近居民受到的最大个人剂量不到1毫希沃特，只与作一次X光胸部透视所受的剂量差不多。三里岛核电站值班的118名工作人员，无一伤亡，只有3人的受照剂量超过季度允许剂量水平。１９８６年４月２６日，切尔诺贝利核电站４号反应堆发生爆炸，造成３０人当场死亡，８吨多强辐射物泄漏。此次核泄漏事故使电站周围６万多平方公里土地受到直接污染，３２０多万人受到不同程度核辐射侵害。日本核电站泄漏后的放射性物质之一：碘131•碘131是气态，混合进入大气层，碘131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病。•目前医学上证实，服用碘片可防止人体吸收放射性碘，降低辐射伤害•世界气象组织和国际原子能机构北京区域环境紧急响应中心权威发布：由于中国位于日本国的西部，日本核泄露发生地区近日风向盛行由西向东，其核泄漏放射性污染物未来3天对中国没有影响。65日本核电站泄漏后的放射性物质之二：铯137•铯137是一种气溶胶，随大气飘散、沉降；预计铯137可能会沉降到海里。铯137会造成造血系统和神经系统损伤。•专家表示：日本暖流则从中国沿海往东北方向流到日本，随后遇到千岛寒流，北上受阻于是拐了个弯向东边，也就是向美国流过去。66食用碘盐无助于防辐射碘盐中碘的存在形式是碘酸钾(KIO3)，在人体胃肠道和血液中转换成碘离子被甲状腺吸收利用，我国规定碘盐的碘含量为30毫克/千克。按人均每天食用10克碘盐计算，可获得0.3毫克碘。而碘片碘的存在形式是碘化钾(KI)，碘含量为每片100毫克。按照每千克碘盐含30毫克碘计算，成人需要一次摄入碘盐约3千克，才能达到预防的效果，远远超出人类能够承受的盐的摄入极限。因此，通过食用碘盐预防放射性碘的摄入是无法实现。过量摄入碘盐会导致多种疾病。涂抹碘酒防辐射并不科学。