核辐射对环境的影响及应急措施研究

核辐射对环境的影响及核事故应急措施研究——以日本福岛核电站事故为例核事故主要是指那些有可能对广大公众造成异常照射的超临界事故或放射性物质严重泄漏事故。核事故应急是指为了控制或者缓解核事故、减轻核事故后果而采取的不同于正常秩序和正常工作程序的紧急行动,在核事故发生时实施应急干预。“干预”是指在核事故或辐射应急情况下,为了避免或减少公众可能受到的剂量而采取的防护行动和措施。突发事件是一个模糊但非常重要的概念，在不同国家有不同的含义和分类。在国内，突发事件通常是指在一定范围内突然发生并危及公众生命财产、社会秩序和公共安全，乃至影响到国家利益和全球稳定，需要政府立即采取应对措施加以处理的公共事件。突发事件的内涵和我们经常使用的两类专业词语很相似，有必要区分一下。一类是和危机事件、紧急事件以及风险事件的区分。在概念使用上，突发事件更侧重于强调事件的突发性和偶然性；紧急事件更侧重于强调处置时间的紧迫性和时间性；危机事件更侧重于强调实践的规模和影响程度；风险事件更多强调事件发生前的可预测性和可量化性旧的突发事件最大特点首先是其“突发性”即这种突发事件的因素以什么方式出现、在什么时候出现是偶然的，通常不是人们所能看得准的。这也就决定了公共突发事件发生的具体时间、实际规模、具体态势和影响深度是难以完全预测的。并且，公共突发事件一旦发生，其力量、声势、规模都扩展非常迅速。其次是“影响性”，即突发事件一产生就具有共振性，容易引起“多米诺骨牌效应”，所以一个小小的起因经过连锁反应往往会在较短时间内成为社会关注的热点和焦点，并迅速产生巨大的震撼力和影响力。不仅如此，因为公共突发事件发生的社会是开放的社会，社会系统的复杂多变性和社会发展的不可逆性，使得每一次公共突发事件的出现都呈现出不同的特点，进而使政府在处理时无章可循，政府应对的是否有力也给社会稳定带来重要的影响。再次是“危害性”，即突发事件结果具有很大的破坏性，即不论什么性质和规模的公共突发事件，都必将不同程度地给国家和人民造成政治、经济和精神上的破坏与损失。核辐射安全应急保障体系建设造成放射性污染与引发人体健康影响的区别核电站事故的放射性泄漏可能造成大气、海洋、土壤等环境中以及生物链的放射性污染，当然必须充分关注到会否引发人体的健康影响。显然，核辐射泄漏造成的环境放射性污染，只有达到一定程度才可能引起污染区域的人体出现各种健康影响。人体受照射剂量的大小是很重要的判定因素。绝对不能因为监测到飘来的微量核辐射泄漏污染就引起放射损伤的恐慌。权威的国际放射防护委员会（ICRP）用变化、损伤、损害、危害等四个有所区别的术语来具体描述电离辐射风险。变化（change）指电离辐射对生物体照射产生的作用可能有害，也可能无害；损伤（damage）表示某种程度的有害变化，例如对细胞，但未必对受照射者个体有害；损害（harm）指临床上可以观察到的有害效应，可表现于受照射个体（躯体效应）或者受照者后代（遗传效应）；至于危害（detriment）是个复杂的概念，结合了损害的概率、严重程度及显现时间等表征受照射的总伤害。通俗地说，人体随受到污染照射的剂量大小会有无损害的反应（机体自身有修复功能）、仅局部组织的变化，一直到吸收剂量越大致使出现血象改变、身体出现有害指征，乃至放射性损伤。所以考察污染程度和所致人体吸收剂量大小非常关键。人体受到电离辐射照射所引发的生物效应取决于三大方面因素，即：①.电离辐射照射的主体因素（如电离辐射即放射线的类型、照射的剂量大小与剂量率高低、内或外照射以及照射几何条件等方式、全身或局部的照射部位等），②.受到照射的客体自身因素（如机体的种系特点、发育生长阶段和分子、细胞、器官组织的放射敏感性等），③.环境相关因素以及与其他因子的复合作用。附表以一般情况下的光子（X射线或γ射线），对受照射人体可能引发放射损伤的基本估计为例，稍作具体说明。可见核辐射污染必须达到能造成对人体足够大吸收剂量的照射，即射线传递授予足够的电离能量才可能损伤集体引发健康效应。附表不同X射线或γ射线照射剂量对人体损伤的估计受照射的剂量（戈瑞，Gy）一般的损伤程度0.25以下不明显和不易觉察的病变0.25~0.50可恢复的机能变化，可能有血液学变化0.5~1.0有机能及血液学变化，但不伴有临床症象1.0~2.0轻度骨髓型急性放射病2.0~4.0中度骨髓型急性放射病4.0~6.0重度骨髓型急性放射病6.0~10.0极重度骨髓型急性放射病10.0~50.0肠型急性放射病50.0以上脑型急性放射病注：1戈瑞（Gy）吸收剂量就是机体组织每千克（kg）吸收1焦耳（J）的能量，即：1Gy＝1Gy/kg。核事件与核事故的区别全球核电的发展都必须严防发生核事故，这很需要国际合作；同时核事故的影响往往没有国界，因此全世界需要有共同的核事故分级标准。国际原子能机构（IAEA）和经济合作发展组织（OECD）的核能机构（NEA），联合组织专家制定了统一的国际核事件分级表，并且其使用应受IAEA监察。这个分级表是以统一的用语向全球公众快速报道核事件安全重要性的一种手段。通过正确定级，使核科学技术界、核电企业、各种新闻传媒和广大公众之间达成共识与理解。一般在核事故发生后不久，便可对事件或事故进行临时评级，并在事后予以确认；当进一步调查或获得更多资料后，有可能需要重新调整核事故的评级。经试用数年后并再修订的国际核事件分级表，共划分为0至7级。0级属于在安全上没有重要意义的偏差现象；1至3级称为核事件，1级为异常或故障，2级为事件，3级为严重事件；4级至7级是严重程度越来越高的核事故，4级事故主要局限于场内风险，5级则有场外广泛后果的危险，6级属于大量核辐射泄漏的严重核事故，7级为特别重大核事故。已被普遍采用的这个分级表，各级的划分均有明确的指标和内涵，其依据主要取决于该事故对环境与人体健康的影响程度、相关设备及其控制以及安全系统的受损程度与后果等。由此不难理解包括此次福岛核事故在内的几个较大核事故的级别确定，例如1979年美国三哩岛核电站为5级事故，1986年前苏联切尔诺贝利核电站为7级事故。鉴于核电利用日益广泛，高科技的复杂核电设备和运行，可能在成千上万的大批元部件中发生个别小故障或小偏差，如没有构成对核安全的不良影响，仅属于3级以下事件甚至等外的0级，则不宜渲染成于事无补的核事故。所以国际分级表明确区别核事件与核事故是很重要的。如上所述，0级和1至3级事件与4级以上事故有着很严格的区别，社会团体和广大公众应当给予理解。例如2010年5月23日，大亚湾核电站2号机组反应堆中有一根燃料棒包壳出现微小裂纹，其影响仅限于封闭的核反应堆一回路系统中，放射性物质未进入到环境，未对环境造成影响和损害，一经发现可很快处理解决。这个0级事件在第一时间除按规定向国家核安全局报告外，并向粤港等有关核安全咨询委员会通报，却被扩散到境外媒体引发该电站发生核泄漏的误传，一度造成不必要的社会恐慌。一方面核电企业必须不折不扣地遵纪守法并严格奉行道德诚信操守，绝对不允许隐瞒任何事件和事故；另一方面社会各界不宜扩散不实资讯导致负面影响以至不必要地浪费社会资源。这需要各方协调配合，更必须加强有效的依法监督管理和坚持核安全的信息公开。确定性效应与随机性效应的区别关注核辐射对人的健康影响必须先了解如何区分和看待电离辐射效应。人体受到电离辐射照射，按辐射作用对象区分可有受照者自身出现的躯体效应和出现在其后代的遗传效应之分；而按辐射作用发生反应的时间区分可有早期效应和晚期或远后期效应；如果按辐射作用速率区分则有急性效应和慢性效应。但更科学地根据作用机制区分已被全世界普遍接受，即自1977年起区分为确定性效应（有害组织反应）和随机性效应两大类。确定性效应和随机性效应自然也涵盖了前面三种分类。确定性效应专指有照射剂量的起点阈值而导致发生的效应，故只有大剂量照射才会发生这类有害组织反应，例如原子弹爆炸以及较大核与放射事故引发的放射病、放射性损伤等，至少一次大剂量6000毫戈瑞（mGy）吸收剂量照射可以致死。而人们更关注随机性效应，例如辐射诱发癌症及遗传疾病等，目前此类效应被公认没有发生效应的剂量起点阈值。显然随机就是针对群体而言的概念，应以发生效应的概（几）率表征。所以小剂量照射也非常需要认真防护，但一般不超过1000毫希（mSV)照射是观察不到受照射群体中随机性效应发生概率的变化。顺便说明，放射防护标准所用的防护评价量——全身有效剂量，其国际制单位用符号SV表示，SV是核科学家Sievert名字的缩写。为纪念这位科学家而用其命名全身有效剂量的单位。1977年翻译为“西弗特”；但自1980年起经业界推敲改为“希沃特”，可以简称为“希”，并在所有相关国家标准中采用三十多年了。虽然翻译可有多种汉字表达，但已经由技术法规国家标准规定的用词必须遵守统一的规范。此次福岛核事故发生后个别专家开始时使用了老旧用词“西弗”，则媒体网络上沿用了不规范化的“西弗”或者“希伏”等。这个现象应当纠正了。以趋利避害为宗旨的放射防护，就是通过防患于未然致力于防范发生事故以严格控制任何确定性效应的出现。现代社会防止核与放射事故引发确定性效应，只要通过全面培植安全文化是能够较好实现的。同时，更需要在各行各业广泛应用核科学与电离辐射技术中，采取有效的技术和管理措施，认真贯彻执行国际和国家的放射防护法规与标准，切实加强放射防护最优化，尽可能避免和减少一切不必要的照射，把职业照射、医疗照射、公众照射所致群体中可能引发的随机性效应发生概率尽量合理降低到可以接受的最低水平。日本福岛核事故与前苏联切尔诺贝利核事故的区别第一代核电站的结构设计和安全系统不完善，前面已经述及的切尔诺贝利核电站是老式石墨慢化沸水反应堆，既没有快速反应的自动安全系统，又没有厚重的安全外壳。该类型反应堆及其紧急停堆系统在设计建造上的固有缺陷，加上运行中核安全管理存在问题，则缺乏良好安全文化素养的工作人员在检修中违反操作规程就纠集一起酿成了空前的核灾难。4号机组发生反应堆堆芯燃料元件破裂爆炸和蒸汽爆炸，石墨慢化剂等烈焰冲天喷发燃烧了10天，向外环境泄漏了超过8吨的放射性物质，其放射性活度按国际制单位约达到1018贝可（Becquerel，贝可勒尔可简称贝可；符号Bq），造成乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯以及欧洲数万平方公里的大面积严重放射性污染。事故后果及其不良影响十分严重，确定为最高的7级核事故。针对切尔诺贝利核电站事故，笔者当时有幸在20世纪80年代到访过解体前的苏联，与负责事故处理的有关专家研讨交流；后来90年代又参加过援助白俄罗斯工作，故对这个核电利用史上空前严重但愿是绝后的核事故颇有深刻体会。此次发生事故的日本福岛第一核电站，还不同于我国已建成核电站多采用第二代的压水堆，而是20世纪60年代设计建造，于1971年3月投入商业运行，正好服役了40年的沸水堆，虽然具有最里层的核燃料壳、第二层压力容器和第三层安全外壳等三重安全屏障，但安全理念和防护措施介于第一代和第二代核电站之间。此次事故发生了放射性泄漏，初发期的主要危险还是发生在核电站场内，故开始认定为4级核事故。随后福岛核事故的应急处理险象频生，周围环境陆续检测出辐射泄漏污染，18日调升至5级核事故。但两周多来没有发生更坏的堆芯熔爆而炸毁安全外壳，其严重程度和污染后果显著小于前苏联切尔诺贝利核电事故。这个区别到目前为止是明显无疑的。但是，迄今日本当局若不能进一步采取有效的应对措施加以控制，事故也呈现有恶化的可能。日本原子能安全保安院发言人25日指出，“3号机组反应堆内压力壳、管道或阀门可能受损。将依据第一核电站周边地区辐射水平评估事态严重程度，不排除调高核事件等级的可能”。日本内阁官房长官25日也发布，“由于核辐射危机持续，物资补给困难，不排除要求福岛第一核电站周边20公里至30公里范围内的居民也再疏散避难”。日本东电公司表示“事故处理可能要长期化”。日本原子能安全保安院27日发布，“其中1至3号机组积水已检测出超高浓度放射性物质，而2号机组积水的放射性活度超标达1000万倍（但随后日本东电公司更正为10万倍