核环境监测与评价-第11章-核事故应急课件.ppt

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1、第第11章章 核事故应急核事故应急 任何人类实践活动都存在着发生事故的可能性，必然存在相应的事故应急问题。核反应堆事故核反应堆事故事故地点事故地点和和时间时间对环对环境的影响境的影响人人员伤员伤害情况害情况温茨温茨凯凯尔尔(英国英国)1957.10.10向向环环境境释释放的放射性核素放的放射性核素为为：740TBq的的 131I、1.2PBq的的133Xe、12TBq的的106Ru和和44TBq的的137Cs。气气载载放射性物放射性物质质的的扩扩散影响到欧洲大散影响到欧洲大陆陆。反应堆周围反应堆周围1050km范围短时间范围短时间辐射水平达辐射水平达50Gyh-1，部分地区牧草受污染。，部分地

2、区牧草受污染。现场现场居民最大居民最大剂剂量量10mGy，伦伦敦儿童甲状腺敦儿童甲状腺剂剂量量0.8mGy。当地居民甲状腺集体。当地居民甲状腺集体剂剂量当量量当量负负担担约为约为1.8104人人Sv。26年后，当局认为可能有约年后，当局认为可能有约260人因人因核事故诱发甲状腺癌，有核事故诱发甲状腺癌，有33人可能死于与事故有关人可能死于与事故有关的癌症或引起先天遗传性疾病或导致子女死亡。的癌症或引起先天遗传性疾病或导致子女死亡。三里三里岛岛（美国）（美国）1979.3.28向向环环境境释释放的放射性核素放的放射性核素为为：2257TBq的的88Kr、307000TBq的的133Xe、500T

3、Bq的的135Xe、1TBq的的131I、90Sr和和137Cs极小。极小。152个空气个空气样样品中，品中，8个个样样品有微量放射性碘。牛奶品有微量放射性碘。牛奶样样品中的品中的131I最高最高浓浓度度为为0.61.5BqL-1。土壤。土壤样样品与河水品与河水样样品未品未测测出放射性碘。出放射性碘。核核电电站周站周围围80km范范围围内居民集体内居民集体剂剂量量负负担担约为约为1635人人Sv。个人平均。个人平均剂剂量量约约15Gy，外照射个人最大，外照射个人最大剂剂量量约约0.85mGy。事故。事故过过程中，程中，261名名电电站站职职工受到工受到大于大于1mSv的全身照射，最高受照的全身

4、照射，最高受照剂剂量量38mSv；255名名外来支援者中外来支援者中23人受照人受照剂剂量大于量大于1mSv，其中最高者，其中最高者为为10mSv。切切尔尔诺贝诺贝利利（前（前苏联苏联）1986.4.26热热气气团团将堆芯中的大量放射性物将堆芯中的大量放射性物质质抛向抛向1200m空中，然后水平空中，然后水平传输传输。事故。事故释释放出的放射性物放出的放射性物质总质总量量约约121018Bq，放射性核素成分复，放射性核素成分复杂杂，主，主要是要是碘和碘和铯铯。事故。事故释释放量的地区分配比例大致放量的地区分配比例大致为为：事故：事故现场现场12%，20km范范围围内内51%，20km以外以外3

5、7%。在欧洲造成复。在欧洲造成复杂杂的烟羽弥散径迹，的烟羽弥散径迹，放射性物放射性物质质沉降在前沉降在前苏联苏联西部广大地区和欧洲西部广大地区和欧洲国家，并有全球性沉降。在白俄国家，并有全球性沉降。在白俄罗罗斯斯16500km2、乌乌克克兰兰4600km2和俄和俄罗罗斯斯8100km2的土地上，的土地上，137Cs的的污污染水平超染水平超过过185kBq/m2。在前在前苏联苏联因核事故撤离的人因核事故撤离的人员员中，受照中，受照剂剂量超量超过过50mSv的的约约10%，超，超过过100mSv的的约约5%。生活在。生活在污污染染区的公众其区的公众其总总的待的待积剂积剂量量(1986-2056年年

6、)估算估算值为值为80160mSv。除前。除前苏联苏联外的北半球国家，事故后第一外的北半球国家，事故后第一年的最高平均年的最高平均剂剂量量为为0.8mSv。参加。参加应应急急处处理的人理的人员员平均受照平均受照剂剂量量约约100mSv，最高达，最高达500mSv。事故中被事故中被认为认为患急性放射病而送入医院的共患急性放射病而送入医院的共237人，确人，确诊为诊为不不同程度急性放射病者同程度急性放射病者134人，有人，有28人死于急性放射病。人死于急性放射病。事故事故远远期期辐辐射效射效应应表表现为现为甲状腺癌增加，在儿童中甲状腺癌增加，在儿童中尤尤为为明明显显。放射性废物贮存事故放射性废物贮

7、存事故事件事件发发生地和生地和时间时间事件原因事件原因对环对环境的影响境的影响对对公众的影响公众的影响乌乌拉拉尔尔南部克南部克什特姆什特姆镇镇，1957.8.29废废物物储储存存罐罐冷却系冷却系统统失灵，失灵，液体液体废废物物干化，失干化，失控的物理控的物理化学反化学反应应引引发发严严重重爆炸事故爆炸事故，1m厚的混厚的混凝土凝土废废物物罐罐顶顶盖被盖被炸炸飞飞。大量放射性物大量放射性物质质外流，外流，严严重重污污染了染了环环境，境，释释放的放放的放射性物射性物质约质约54PBq，主要成，主要成分分90Sr、137Cs、106Ru、144Ce，还还有有Pu和和氚氚。放射性微。放射性微尘污尘污染

8、面染面积积达达23000km2。事故事故发发生后生后20天，居民区天，居民区已收割的粮食、牧草及已收割的粮食、牧草及饮饮用水中放射性物用水中放射性物质污质污染水染水平平为为：谷物谷物29.6kBq/kg4.44MBq/kg，青草，青草59.2740kBq/kg，牛奶，牛奶0.3796.2kBq/kg，水，水3.7533.3kBq/kg。受影响人口达受影响人口达27万万(90Sr污污染水平染水平3.7GBq/km2)。事故。事故最初最初8个月内每天随口粮个月内每天随口粮摄摄入体内的放射性裂入体内的放射性裂变产变产物物总总量量为为：成年人成年人74kBq2.3MBq，7岁岁以下儿童以下儿童(含幼儿

9、含幼儿)2.2kBq1.1MBq。在。在污污染区染区内未撤离的居民，在事故后内未撤离的居民，在事故后12a内，其胃内，其胃肠肠道累道累积积受照受照剂剂量量约约0.02121Gy，已撤离的，已撤离的居民，事故后居民，事故后30a的平均有效的平均有效剂剂量量为为：胃：胃肠肠道道71500mSv，红红骨髓骨髓538mSv，肺，肺127mSv。核武器事故核武器事故 名称名称地点和地点和时间时间后果后果 核武器核武器试试验验事故事故美国比基尼美国比基尼岛岛，1954.3.11954.3.1 1500万万t氢弹试验氢弹试验，爆炸高度偏低及，爆炸高度偏低及风风向向预报预报失失误误，使，使核武器在距珊瑚礁表面

10、核武器在距珊瑚礁表面7m处处爆炸，造成爆区和下爆炸，造成爆区和下风风向向严严重放射性重放射性污污染。爆后染。爆后96h内，能使人受到内，能使人受到1Gy以以 上上剂剂量照射的量照射的污污染区染区长长470km，宽宽100km，总总面面积积达达37000km2。海域内海域内4个个岛岛上的上的239名居民和名居民和28名美名美军军受受到到0.141.75Gy的全身外照射，体内放射性核素的全身外照射，体内放射性核素污污染染量达量达28110MBq。在比基尼。在比基尼岛东侧岛东侧一艘日本一艘日本渔渔船上船上的的23名名渔渔民民受到持受到持续续5h的早期落下灰的的早期落下灰的污污染染，全身外，全身外照射

11、照射剂剂量量为为2.74.4Gy，体内放射性核素，体内放射性核素污污染量染量约约56463MBq，引起了中度和重度放射病。引起了中度和重度放射病。核武器运核武器运输输事故事故西班牙上空西班牙上空1966.1.171966.1.17 2架携架携带带核武器的核武器的飞飞机与加油机相撞，核机与加油机相撞，核弹坠弹坠落未落未发发生核爆炸。生核爆炸。1号核号核弹轻弹轻度受度受损损，无放射性物，无放射性物质质泄漏，泄漏，2号核号核弹弹烈性炸烈性炸药药爆炸，武器部件分散在爆炸，武器部件分散在6m深的深的弹弹坑坑 内，地面有内，地面有放射性放射性污污染，染，3号核号核弹弹烈性炸烈性炸药药爆炸，核爆炸，核弹弹碎

12、片散落在碎片散落在457m范范围围内，有明内，有明显显的放射性的放射性钚污钚污染，染，4号核号核弹弹事故后在地中海找到，无事故后在地中海找到，无损损坏。两枚化坏。两枚化 爆的核武器形成的爆的核武器形成的放射性放射性污污染染总总面面积为积为263hm2，有，有22300m2的土壤需刮除表的土壤需刮除表层层土壤，由西班牙运出的受土壤，由西班牙运出的受放射性放射性污污染的土壤和蔬菜共染的土壤和蔬菜共1147m3。燃料芯块燃料芯块压压 水水 式式 反反 应应 堆堆 的的 核核 电电 站站 切尔诺贝利核切尔诺贝利核电站示意图电站示意图大功率压力管式石墨反应堆 压水反应堆核电站与切尔诺贝利核电站比较压水堆

13、核电站切尔诺贝利核电站在世界核电站中有一半以上使用，反应堆性能好，堆内无易燃物质。在低功率下性能不稳定，堆内有大量的石墨，高温时易燃。采用压力容器结构，焊接和密封接头较少。采用压力管结构，堆内有1663根压力管，接头多。如一回路发生破裂，实现堆芯紧急冷却较简便。如一回路发生破裂，较难实现堆芯紧急冷却。保护反应系统快保护反应系统慢有防止放射性物质外泄的坚固安全壳，它能承受设计事故硬压力。只有部分一回路设备放在混凝土屏蔽层后，反应堆厂房不能承受内压，不能防止放射物质外泄。11.1.2 核应急和应急状态核应急和应急状态 为了有效地实施应急，必须对应急状态作必要的分级，我国和IAEA将核电厂应急状态分

14、为以下四级。1、应急待命 有关人员得到通知，进入准备应急的状态。目的是提供执行必要的应急响应的基础，使运行人员作好准备。2、厂房应急 应急状态只限于场内部分区域，这些区域内的人员进入应急状态，并通报场外有关应急机构。3、场区应急 应急状态仅限于场区内，场内人员进入应急状态，并通报场外有关应急机构，必要时亦将部分进入应急状态。4、场外应急 应急状态已超出场区边界，执行全部场内、外应急响应计划。11.1.3 核应急管理的方针和政策核应急管理的方针和政策 我国核事故应急的方针：常备不懈，积极兼容，统一指挥，大力协同，保护公众，保护环境。政策：我国已批准的及早通报核事故公约、核事故或辐射紧急提助公约。

15、同时积极采取有关国际组织提出的关于核事故应急的标准、导则和建议。11.2 干预原则和防护措施干预原则和防护措施11.2.1 干预和干预原则干预和干预原则 核事故对公众造成的照射是一种具有发生概率但又不一定会发生的潜在照射，潜在照射发生前，应按实践的防护体系预防和缓解其危害。核事故的干预应符合正当性和最优化的原则。11.2.2 事故分期和照射途径事故分期和照射途径 为确定应急防护措施和干预水平，可将事故过程分为三个阶段。事故初期：从出现明显的放射性核素释放的先兆到释放开始后的最初步几个小时。事故中期：从开始释放放射性物质后的最初几小时起，直至事故发生后几天至几星期。事故后期：从事故释放开始后几天

16、至几星期起直至正常生活条件的恢复。对核设施事故可能具有危害的一些放射性核素核 电 厂乏燃料后处理设施Kr-85Ru-106 Xe-133 Ce-144 Sr-89Cs-137Cm-244Krm-85Tc-132Xe-135 Np-239 Sr-90Ce-144Kr-87I-131Cs-134 Pu-239 I-131Pu-238Kr-89I-132Cs-137Ru-103 Pu-239Sr-89I-133Ba-140Ru-106Am-241Sr-90I-135La-140Cs-134Cm-24211.2.3 应急防护措施应急防护措施 核事故一旦发生，可供选择采用的保护公众免受或少受辐射的带有强

17、制性的应急防护施有：隐蔽、服用碘片、撤离、避迁；进出通道控制、个人呼吸道和体表防护；人员去污、区域环境去污；食物和饮水控制及医学处理等。不同事故不同事故阶阶段的防段的防护护措施措施防护措施事故阶段早期中期后期隐蔽高优先使用低优先使用不或有限使用服用碘片高优先使用高优先使用不或有限使用撤离高优先使用低优先使用不或有限使用避迁不或有限使用高优先使用低优先使用进出通道控制高优先使用高优先使用低优先使用呼吸道和体表防护低优先使用低优先使用不或有限使用人员去污低优先使用低优先使用低优先使用区域去污不或有限使用低优先使用高优先使用食物和饮水控制低优先使用高优先使用高优先使用使用贮存的动物饲料低优先使用高优

18、先使用高优先使用医学处理低优先使用低优先使用不或有限使用11.2.4 干预水平和导出干预水平干预水平和导出干预水平1、干预水平的建立 确定一个适当的剂量水平，当预期个人剂量达到或超过这一水平时，就应当进行干预，这一剂量水平为干预水平。ICRP在推荐干预水平剂量范围时，提出了三项基本原则：1）以对公众成员的年有效剂量限值作为干预水平剂量的下界值，当预期剂量低于此下界值时，可认为干预是不正当、不必要的；2）以发生确定性效应的剂量阈值为干预水平剂量的上界值，当预期剂量达到或超过此上界时，干预是必要的；3）考虑各种防护措施的代价与风险大小，代价和风险的撤离的干预水平明显高于代价和风险小的隐蔽的干预水平

19、。我国采用放宽后的公众年有效剂量限值为5mSv为低风险防护措施的下界剂量，以发生确定性效应的阈值500mGy为高风险防护措施的上界剂量。早期防护措施的干预水平早期防护措施的干预水平中期防护措施的干预水平中期防护措施的干预水平相应于各种照射途径及防护措施的相应于各种照射途径及防护措施的导出干预水平导出干预水平相应于隐蔽和撤离的相应于隐蔽和撤离的导出干预水平，导出干预水平，来自烟羽的皮肤外照射来自烟羽的皮肤外照射4、应急照射的控制、应急照射的控制 实际参与应急响应行动的应急工作人员有营运单位的职业性放射工作人员，也有地方应急组织的非职业照射工作人员，这些人员一旦参与应急响应行动，受到的照射均按应急

20、照射加以控制。应急人员在照射和抢救过程中接受的应急剂量按职业照射的剂量限值加以控制，对于需要立即为控制事故和紧急抢救的应急行动，可暂时放宽，除抢救生命必需之处，应急照射的有效剂量不得超过0.5Sv(皮肤不超过5Sv)，紧急状态一过，即应按正常情况下职业照射限值控制。11.3 应急组织、计划和准备应急组织、计划和准备11.3.1 应急组织与指挥应急组织与指挥1、核事故应急组织体系 我国对核事故应急实行中央、地方政府和核设施营运单位三级管理体系。中央设立国家核事故应急委员会，核设施所在省、市、自治区政府设立地方核事故应急委员会，营运单位设立应急指挥部。11.3.2 应急计划应急计划 应急计划又称应

21、急响应计划。其规定了核设施营运单位和地方向国家和公众承担的应急准备和响应任务，确定起动应急的基础，提出应急执行程序的目标和为此而建立的管理组织及其职责。1、应急计划的内容和执行程序 营运单位和地方政府的应急计划应包括的内容有：对计划中有关术语的说明；制订计划的目的、适用范围和负责单位；核设施的建设、运行和发展、隶属关系、地理位置等。执行程序：应急计划中应包括具体的实施细则。其使应急组织和人员在应急中便于操作并协调一致，也可作为应急培训的操作规程。核电厂营运单位应急计划执行的程序清单（核电厂营运单位应急计划执行的程序清单（IAEA）11.4 应急环境辐射监测应急环境辐射监测11.4.1 应急监测

22、的目的应急监测的目的 应急监测的目的：尽可能及时、详细地提供有关事故对环境和公众可能带来的辐射影响的测量数据，为剂量评价及防护行动决策提供核技术依据。事故早期：很难进行充分可靠的场外监测，防护行动决策的主要依据是营行单位提供的释放源项和气象数据，采用扩散、沉积及剂量计算模式估算公众的预期照射剂量。中后期：通过对整个受事故影响的区域内的环境辐射监测，了解烟羽及沉积所至的剂量场及地面污染水平、核素成分及随距离的变化。11.4.2 早期应急监测早期应急监测 事故早期场外应急监测的主要任务：尽可能多地获取有关烟羽特性，地面辐射水平，来自烟羽及地面沉积的-和外照射剂量率，空气中放射性气体、易挥发污染物和

23、微尘浓度及其核素成分等方面的数据。11.4.3 中后期应急监测中后期应急监测 事故中期的场外监测应从地域范围及详细程度两方面扩展早期已经开展的地面和水体污染监测，并测定食用牛奶、水和食物的污染水平。后期则作必要的补充测量，为恢复行动的决策和对潜在长期照射的预测提供依据。中期重点监测的核素是放射性碘和锶，后期还应包括钚等超铀元素。3、应急计划区 应急计划区：指为保证事故发生后能迅速采取有效行动保护公众，在核设施周围需要实施应急计划的区域。确定计划区范围大小的原则：对应急计划所应考虑的事故进行分析，估计场外的预期剂量，并与干预水平相比较，使应急计划区的预期剂量不超过相应的干预水平。应急计划区示意图

24、11.4 个人应急监测个人应急监测 对公众及应急工作人员应进行必要的个人外照射剂量监测，对应急人员应配备个人剂量计，对公众一般依据环境剂量率测定值及其在各处的停留时间估算外照射剂量。反应堆事故情况下，所监测的核素有134Cs、137Cs、90Sr和239Pu等核素，测定尿中总及总活度。11.5 事故后果的预测评价和干预决策事故后果的预测评价和干预决策11.5.1 预测评价的目的和要求预测评价的目的和要求 目的：在于了解已发生的事故的类别和规模，计算、预测或估算其后果，为应急响应决策提价依据。评价中首先应考虑事故的规模、释放时间及持续时间，事故的规模主要取决于核素的释放量。11.5.2 影响事故

25、后果的基本因素影响事故后果的基本因素 事故释放源项是影响后果最重要的因素，其主要参数是核素释放总量、各类核素的相对比例、气体、挥发性核素等。此外还有事故发生的季节、时间、大气条件等也是事故后果的影响因素。11.5.3 事故剂量预测和干预决策事故剂量预测和干预决策 实际发生事故时剂量预测的重点：对大气释放途径所致剂量的实时预测。基本步骤：在对释放源项的预测和获取实时气象参数的基础上，先采用有关的输运、弥散模式等推测污染程度。根据推测的污染程度来做出干预决策。11.6 事故后期的环境恢复事故后期的环境恢复11.6.1 应急状态的终止应急状态的终止 当确认反应堆和其它有关设施已处于稳定状态，放射性核素释放已停止或已处于排放限值范围内，场区辐射水平已不再升高或已开始下降，不存危及核设施和场内人员安全的大火或其它可能导致应急的条件，运行单位应急指挥即可决定并宣布终止场内应急状态，并向上级主管部门、国家核安全部门和地方应急组织报告。11.6.2 事故后期的环境恢复事故后期的环境恢复 事故后期产生辐射的核素有134Cs、137Cs、90Sr、239Pu等长寿命核素，环境恢复活动主要涉及以下内容：1）继续进行不间断的环境监测；2）对污染区进行通道的管制；3）食物和水源的控制，受污染的食物和水作适当处理后方可食用，或从别处调运未受污染的食物和水供应公众；4）区域环境去污。