核能Vs可持续发展能源.ppt

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1、n n我国人均森林占有面积为我国人均森林占有面积为1.91.9亩，仅为世界人均占有量的五分之一。人均森林蓄积亩，仅为世界人均占有量的五分之一。人均森林蓄积量为量为9.048m9.048m3 3，仅为世界人均蓄积量的八分之一，仅为世界人均蓄积量的八分之一;n n我国人均淡水资源量仅为世界人均占有量的四分之一；人均耕地只有我国人均淡水资源量仅为世界人均占有量的四分之一；人均耕地只有1.431.43亩，不亩，不到世界平均水平的到世界平均水平的4040;石油、天然气、铁矿石、铜和铝土矿等重要矿产资源人均石油、天然气、铁矿石、铜和铝土矿等重要矿产资源人均储量，分别为世界人均水平的储量，分别为世界人均水平

2、的1111、4.54.5、4242、1818和和7.37.3。n n世界上很多人都在追求美国人的生活方式，殊不知，今天，只占世界人口世界上很多人都在追求美国人的生活方式，殊不知，今天，只占世界人口6 6的美的美国人，每天消耗高达国人，每天消耗高达20002000万桶石油，耗用了世界石油产量的约三分之一，每日用万桶石油，耗用了世界石油产量的约三分之一，每日用掉的气油也超过世界总需求量的掉的气油也超过世界总需求量的4040。中国“人口众多”但是并不“地大物博”！n n提倡简朴生活方式的甘地就说过：提倡简朴生活方式的甘地就说过：“英国为达到它那种富裕程度曾英国为达到它那种富裕程度曾消耗掉地球上一半的

3、资源，像印度这样的国家和英国人一样得需要消耗掉地球上一半的资源，像印度这样的国家和英国人一样得需要多少个地球？多少个地球？”未来学家欧文未来学家欧文.拉斯洛警告说，拉斯洛警告说，“如果全世界人都向如果全世界人都向美国人那样生活，都这样肆无忌惮地消耗自然财富，地球上的煤和美国人那样生活，都这样肆无忌惮地消耗自然财富，地球上的煤和石油将在五年之内用光。而地球则会在这一代人的时间里就流尽最石油将在五年之内用光。而地球则会在这一代人的时间里就流尽最后一滴血后一滴血”。温哥华大学教授比尔。温哥华大学教授比尔.里斯得出的结论则是：里斯得出的结论则是：“如果所如果所有的人都这样的生活和生产那么我们为了得到原

4、料和排放物质还需有的人都这样的生活和生产那么我们为了得到原料和排放物质还需要要2020个地球。个地球。”4/17/20234/17/20231 1环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲法国、立陶宛-80%电力依赖核电（最高）日本33%德国、俄罗斯20%美国20%（世界平均10%，104座堆最多）中国目前1.9%（预计2020达到10%，2050年达到20%）各国“低碳减排”的替代能源主要依赖于核能的发展4/17/20234/17/20232 2环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲4/17/20234/17/20233 3环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发

5、展第5 5讲讲4/17/20234/17/20234 4环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲核能Vs可持续发展能源上海大学环境与化工学院射线应用研究所上海大学环境与化工学院射线应用研究所2011/102011/10窦大营窦大营4/17/20234/17/20235 5环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲目录n n1、福岛核危机回顾n n2、中国“低碳减排”可持续发展离不开核能n n3、核安全与辐射防护基础知识4/17/20234/17/20236 6环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲2011最雷人的大事n n3/113/11日本日本9 9

6、级地震海啸引发的级地震海啸引发的“福岛核危机福岛核危机”，衰退中的日本经济衰退中的日本经济“雪上加霜雪上加霜”！n n1986Chernobyl1986Chernobyl之后第二个之后第二个INES-7INES-7；n n引发的引发的“废核弃核废核弃核”全球抗议浪潮；全球抗议浪潮；n n中国中国“抢盐抢盐”风波；风波；n n20112011年内能否冷停堆？野田内阁经济产业前大臣年内能否冷停堆？野田内阁经济产业前大臣钵吕吉雄为钵吕吉雄为“福岛周围福岛周围20Km20Km死地死地”失言辞职。失言辞职。4/17/20234/17/20237 7环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲天

7、使+魔鬼=核(Nuclear)n n能源是人类生存、发展的关键命脉；能源是人类生存、发展的关键命脉；n n能源，对于处于工业化、城市化关键过渡阶段的中能源，对于处于工业化、城市化关键过渡阶段的中国，更是生死攸关的大事！国，更是生死攸关的大事！n n现行国际能源分配、定价的现行国际能源分配、定价的“游戏规则游戏规则”，是完全，是完全由西方列强主导的，严重威胁世界和平与安全，不由西方列强主导的，严重威胁世界和平与安全，不利于发展中国家崛起；利于发展中国家崛起；n n20112011哥本哈根气候大会：预计哥本哈根气候大会：预计未来未来5050年内全球年内全球“减排目标减排目标”70%70%以上需要依

8、靠核能替代！以上需要依靠核能替代！4/17/20234/17/20238 8环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲1、福岛核事故：天灾？人祸？n n粗略估算：仅福岛及其地区种植、畜牧农户直接损粗略估算：仅福岛及其地区种植、畜牧农户直接损失就在失就在18001800亿日元（海产品渔业损失也接近亿日元（海产品渔业损失也接近20002000亿日元，已有农户自杀）亿日元，已有农户自杀）n n核电站停机损失电力造成日本丰田、本田、日产等核电站停机损失电力造成日本丰田、本田、日产等公司直接损失每天公司直接损失每天5050亿美元以上，东京等地区轮亿美元以上，东京等地区轮流停电造成经济社会影响

9、；流停电造成经济社会影响；n n福岛核电站周围方圆福岛核电站周围方圆3030公里公里(INES-5(INES-5饭馆村饭馆村40km),40km),甚至甚至7070公里公里(INES-6,(INES-6,美澳建议美澳建议)领土领海领土领海长期受污染无法使用；长期受污染无法使用；n n日本及全球各国的社会恐慌日本及全球各国的社会恐慌4/17/20234/17/20239 9环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲核泄漏事故分级INESn nIAEA-INES(0IAEA-INES(0为异常，为异常，1313为事件，为事件，4747为事故为事故)n n“3.11”“3.11”后日本发

10、布经历后日本发布经历INES4/5/7,INES4/5/7,三次调整三次调整4/17/20234/17/20231010环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲回顾福岛BWR故障结构分析4/17/20234/17/20231111环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲压水堆PWR核电站Vs普通火电站核电的产生：核能核电的产生：核能 热能热能 机械能机械能电能电能4/17/20234/17/20231212环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲核电与火电主要区别核电与火电主要区别l l停堆定期换料停堆定期换料停堆定期换料停堆定期换料 较大较大较大较大

11、过剩反应性过剩反应性过剩反应性过剩反应性、超功率事故，使反应堆、超功率事故，使反应堆、超功率事故，使反应堆、超功率事故，使反应堆运行与控制复杂运行与控制复杂运行与控制复杂运行与控制复杂化化化化n n通常核电站通常核电站通常核电站通常核电站1W1W热功率热功率热功率热功率相应裂变产物放射性达相应裂变产物放射性达相应裂变产物放射性达相应裂变产物放射性达3.7103.7101010BqBq（1000MW1000MW核反应堆全寿命污染物可达核反应堆全寿命污染物可达核反应堆全寿命污染物可达核反应堆全寿命污染物可达10102020Bq,Bq,1010次全堆放射活度，福岛核泄漏次全堆放射活度，福岛核泄漏次全

12、堆放射活度，福岛核泄漏次全堆放射活度，福岛核泄漏3.76.5103.76.5101717BqBq，121012107 7Ci Ci，占全堆，占全堆，占全堆，占全堆510%510%）n n切尔诺贝利切尔诺贝利切尔诺贝利切尔诺贝利4#4#堆堆堆堆1000MW-GWR1000MW-GWR核泄漏量约核泄漏量约核泄漏量约核泄漏量约10108 8CiINES7CiINES7级级级级“特大事故特大事故特大事故特大事故”泄漏活度最小值为泄漏活度最小值为泄漏活度最小值为泄漏活度最小值为1101106 6Ci Ci（3.7103.7101616Bq Bq）l l停堆后很强的停堆后很强的停堆后很强的停堆后很强的衰变

13、余热衰变余热衰变余热衰变余热 燃料元件过热烧毁、堆芯熔化危险，停堆冷却燃料元件过热烧毁、堆芯熔化危险，停堆冷却燃料元件过热烧毁、堆芯熔化危险，停堆冷却燃料元件过热烧毁、堆芯熔化危险，停堆冷却l l运行过程中带运行过程中带运行过程中带运行过程中带放射性三废物质产生放射性三废物质产生放射性三废物质产生放射性三废物质产生4/17/20234/17/20231313环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲与常规火电厂区别与常规火电厂区别与常规火电厂区别与常规火电厂区别:核电厂特殊安全问题核电厂特殊安全问题核电厂特殊安全问题核电厂特殊安全问题超功率事故，控制要求特别高。超功率事故，控制要求

14、特别高。剩余发热很强，需要长期可靠冷却。剩余发热很强，需要长期可靠冷却。放射性（运行、停闭），需要屏蔽。放射性（运行、停闭），需要屏蔽。产生大量放射性废物，必须妥善处置。产生大量放射性废物，必须妥善处置。核电站的风险核电站的风险事故工况下不可控的放射性核素的释放。事故工况下不可控的放射性核素的释放。核安全问题核安全问题F如何防止放射性核素的释放对工作人员、居民和环如何防止放射性核素的释放对工作人员、居民和环境造成的放射性危害就成为核电厂区别于常规火电厂境造成的放射性危害就成为核电厂区别于常规火电厂的核安全问题。的核安全问题。4/17/20234/17/20231414环境保护与可持续发展第环境

15、保护与可持续发展第5 5讲讲燃煤的放射性污染问题燃煤的放射性污染问题燃煤对环境的影响燃煤对环境的影响化学物质污染化学物质污染放射性物质污染放射性物质污染煤散逸飞灰中放射性核素的平均含量：煤散逸飞灰中放射性核素的平均含量：40K为为265Bq/kg，238U为为200Bq/kg，210Pb为为930Bq/kg，210Po为为1700Bq/kg，232Th为为70Bq/kg，228Th为为为为110Bq/kg，228Ra为为130Bq/kg燃煤电站导致的居民辐射剂量燃煤电站导致的居民辐射剂量是是正常工况正常工况核电站的核电站的3倍！倍！核电站以其效率和低碳低污染、潜在巨大风险被一位政治家誉为“天使

16、与魔鬼的结合体”！4/17/20234/17/20231515环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲大多数核电厂事故和水冷有关大多数核电厂事故和水冷有关冷却剂丧失事故冷却剂丧失事故（Loss of Coolant Accident,LOCA）：反应堆主回路压力边界产生破口或反应堆主回路压力边界产生破口或发生破裂，一部分或大部分冷却剂发生破裂，一部分或大部分冷却剂泄露的（泄露的（“堆芯欠冷堆芯欠冷”）事故）事故热阱丧失事故：由于热阱丧失事故：由于二回路或三回路故障二回路或三回路故障造成一回路冷却剂堆芯入口温度过高引起反造成一回路冷却剂堆芯入口温度过高引起反应堆冷却能力不足的事故。

17、应堆冷却能力不足的事故。失流事故失流事故（LOFA）：）：主泵完全停转、主泵完全停转、完全断流的事故（最严重）。完全断流的事故（最严重）。4/17/20234/17/20231616环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲核电站的心脏-核岛核燃料4/17/20234/17/20231717环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲压力安全壳与“氢爆”危险的“锆水反应”必须得到有效控制，否则氢爆（福岛、切尔诺贝利）！4/17/20234/17/20231818环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲核电厂核电厂概率安全评价（概率安全评价（PSAPSA）分析

18、分析结果结果核事故风险的大小核事故风险的大小:l潜在核事故的后果远小于人们的想象潜在核事故的后果远小于人们的想象l核事故的发生概率远小于非核事故核事故的发生概率远小于非核事故伤亡概率为核事故的一万倍！伤亡概率为核事故的一万倍！4/17/20234/17/20231919环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲日本朝野愤怒的“反核”浪潮4/17/20234/17/20232020环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲福岛核泄漏与中国n n民众“抢盐”“抢碘”风波折射我国“核辐射安全”科普的空白n n各省会城市辐射剂量“日报”；n n中国抗议：日方“先斩后奏”绕过中、

19、俄、韩邻国向太平洋排放放射性污水；n n“三一”重工赠送大型泵车支援福岛核电站；n n核辐射公海海洋监测遭遇日方无礼阻拦。4/17/20234/17/20232121环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲二、中国“低碳减排”可持续发展能源离不开核能n n中国城市化、工业化关键阶段对能源（包括石油煤炭）的中国城市化、工业化关键阶段对能源（包括石油煤炭）的渴求；渴求；n n中国发展核电的优势与必要性；中国发展核电的优势与必要性；n n中国核电现状与面临挑战。中国核电现状与面临挑战。n n中国中国人均能耗人均能耗从年到年由从年到年由.吨标准煤上升到吨标准煤吨标准煤上升到吨标准煤（美国

20、的（美国的1/51/5）。其中，建筑能耗总量持续快速增长，农村地区建筑用能明）。其中，建筑能耗总量持续快速增长，农村地区建筑用能明显增长。中国建筑普遍实行节能的标准，但即使执行节能的标显增长。中国建筑普遍实行节能的标准，但即使执行节能的标准，耗热量指标也要高出同等气候条件发达国家平均水平以上。准，耗热量指标也要高出同等气候条件发达国家平均水平以上。n n单位单位GDPGDP能耗能耗各省各省20062006上半年万元上半年万元GDPGDP能耗与能耗与20052005年的数字有了年的数字有了怎样的变化，只是说，怎样的变化，只是说，“从主要行业单位增加值能耗看，煤炭行业上从主要行业单位增加值能耗看，

21、煤炭行业上升升5.5%5.5%，石油石化行业上升，石油石化行业上升8.7%8.7%，钢铁行业下降，钢铁行业下降1.2%1.2%，有色金属，有色金属行业上升行业上升0.4%0.4%，建材行业下降，建材行业下降4.5%4.5%，化工行业下降，化工行业下降5.0%5.0%，纺织行，纺织行业下降业下降5.5%5.5%，电力行业上升，电力行业上升0.8%0.8%。”4/17/20234/17/20232222环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲2010中国能耗何以全球第一？n n国际能源机构国际能源机构20102010年早些时候表示，中国超过美国，成为世界最大的能源消费国。文章作者分析

22、，尽管中国的人口是美国的年早些时候表示，中国超过美国，成为世界最大的能源消费国。文章作者分析，尽管中国的人口是美国的4 4倍，可是经济规模只是倍，可是经济规模只是美国的三分之一。那么，这些美国的三分之一。那么，这些能源都用在了什么地方？能源都用在了什么地方？n n 工业是中国能耗大户工业是中国能耗大户n n 美国能源部的统计数字显示，消费这些燃料的大户是工业部门。工业生产所消耗的能源占中国能源总耗用量的美国能源部的统计数字显示，消费这些燃料的大户是工业部门。工业生产所消耗的能源占中国能源总耗用量的70%70%以上。以上。相比之下，美国工业部门的能耗只占能源消费的相比之下，美国工业部门的能耗只占

23、能源消费的33%33%。造成中国能耗高的原因主要是能源使用效率低下，尽管中国在最近造成中国能耗高的原因主要是能源使用效率低下，尽管中国在最近1010到到1515年期间建设的大量工厂其效率跟发达国家不相上下。中国在生产钢材的过程中所使用的技术不同于美国，因此消耗的年期间建设的大量工厂其效率跟发达国家不相上下。中国在生产钢材的过程中所使用的技术不同于美国，因此消耗的铁矿石比较多，回收钢材的利用也比较少。铁矿石比较多，回收钢材的利用也比较少。主要是因为中国是出口大国，而商品出口的背后都承载着大量的能源。主要是因为中国是出口大国，而商品出口的背后都承载着大量的能源。n n 原因一：商品出口原因一：商品

24、出口n n 韩晓平说：韩晓平说：“美国大量的商品是从中国或者世界其它地方进口。这些商品背后都承载着大量的能源。而中国的进口量比美美国大量的商品是从中国或者世界其它地方进口。这些商品背后都承载着大量的能源。而中国的进口量比美国小得多，而且进口的很多东西经过加工之后又用于出口。所以中国肯定是一个需要消费能源多的国家。中国每年有国小得多，而且进口的很多东西经过加工之后又用于出口。所以中国肯定是一个需要消费能源多的国家。中国每年有6 6亿吨标亿吨标准煤是直接用于出口的。跟中国自身的需求是没有关系的。准煤是直接用于出口的。跟中国自身的需求是没有关系的。”如果把这一部分对能源的需求分开，中国能源的实际需求

25、量要如果把这一部分对能源的需求分开，中国能源的实际需求量要远低于美国。韩晓平表示，如果在人民币升值的情况下，中国出口减少，但是世界市场总需求不会减少。那么出口市场就会远低于美国。韩晓平表示，如果在人民币升值的情况下，中国出口减少，但是世界市场总需求不会减少。那么出口市场就会转移到其它国家，总的能源耗用仍然存在。转移到其它国家，总的能源耗用仍然存在。而且能耗量可能更大，因为中国的能源体系已经建立完善了，中国的燃煤发电效而且能耗量可能更大，因为中国的能源体系已经建立完善了，中国的燃煤发电效率是全世界最高的。他介绍，中国可以达到率是全世界最高的。他介绍，中国可以达到280280克煤发一度电，克煤发一

26、度电，而美国现在差不多至少是而美国现在差不多至少是320320克煤一度电。克煤一度电。n n 原因二：能源结构不合理原因二：能源结构不合理n n 说到燃煤，韩晓平表示，中国的能源结构以煤炭为主，利用效率非常低。这是造成中国能耗高的另外一个原因。而美国的说到燃煤，韩晓平表示，中国的能源结构以煤炭为主，利用效率非常低。这是造成中国能耗高的另外一个原因。而美国的能源结构中能源结构中27%27%是天然气，还有大量的核电。是天然气，还有大量的核电。n n 原因三：基础设施建设集中进行原因三：基础设施建设集中进行n n 韩晓平指出中国能耗高的第三个原因是，集中进行的基础设施建设。韩晓平指出中国能耗高的第三

27、个原因是，集中进行的基础设施建设。“中国要在很短时间里搞基础设施建设。可能在美国中国要在很短时间里搞基础设施建设。可能在美国用了用了5050年的时间，中国可能要用年的时间，中国可能要用5 5年的时间或者年的时间或者1010年的时间来建成。所以，会集中体现能耗。年的时间来建成。所以，会集中体现能耗。”n n 目标：实行总量控制，使用新能源目标：实行总量控制，使用新能源n n 中国目前正在积极控制能耗总量，鼓励大量使用新能源。他说：中国目前正在积极控制能耗总量，鼓励大量使用新能源。他说：“目前各地都在争夺新能源，清洁能源，尤其是天然气。目前各地都在争夺新能源，清洁能源，尤其是天然气。中国所有的地方

28、、企业都实行了总量控制，逐年递减的政策。中国所有的地方、企业都实行了总量控制，逐年递减的政策。”4/17/20234/17/20232323环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲能耗背后的惊人浪费n n让人揪心的是，一方面资源紧张，一方面我们的发展又过于粗放，过让人揪心的是，一方面资源紧张，一方面我们的发展又过于粗放，过于大手大脚。比如，目前我国每年的新建建筑中于大手大脚。比如，目前我国每年的新建建筑中80%80%以上仍属于高以上仍属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为气候相近发达国家的耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为气候相近发达国家的3 3倍左右。倍左右。再比如汽车，中国的汽

29、车生产过程中消耗为再比如汽车，中国的汽车生产过程中消耗为1.61.6吨油当量，美国只有吨油当量，美国只有0.90.9吨油当量。从能源利用效率来看，作为占全球总人口吨油当量。从能源利用效率来看，作为占全球总人口1/51/5的中国，的中国，20042004年年GDPGDP占全球占全球GDPGDP只有只有4%4%，但单位产值能耗却是发达国家的，但单位产值能耗却是发达国家的3 3至至4 4倍，主要产品能耗比国外平均高倍，主要产品能耗比国外平均高40%40%。其中，原油消耗了全球的。其中，原油消耗了全球的8%8%、电力消耗了、电力消耗了10%10%、铝、铝19%19%、铜、铜20%20%、煤炭、煤炭31

30、%31%、钢材、钢材30%30%。我国单位我国单位GDPGDP的能耗是日本的的能耗是日本的7 7倍、美国的倍、美国的6 6倍，甚至是印度的倍，甚至是印度的2.82.8倍。倍。n n。“十一五十一五”规划建议提出，到规划建议提出，到20102010年单位年单位GDPGDP能耗比能耗比“十五十五”期期末降低末降低20%20%左右。左右。20052005年年1111月，国家月，国家发改委发改委发布了节能中长期专发布了节能中长期专项规划。不久后又启动了十大重点节能工程实施方案，这十大工程项规划。不久后又启动了十大重点节能工程实施方案，这十大工程包括节约和替代石油工程、燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程、区域

31、热包括节约和替代石油工程、燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程、区域热电联产工程、建筑节能工程等等。专家测算，这十大工程的实施，可电联产工程、建筑节能工程等等。专家测算，这十大工程的实施，可在在“十一五十一五”期间节约期间节约2 24 4亿吨标准煤，这不仅对实现亿吨标准煤，这不仅对实现2020目标起目标起到关键作用，还将带动社会投资约到关键作用，还将带动社会投资约50005000亿元（亿元（目标未实现目标未实现）。）。4/17/20234/17/20232424环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲我国能源利用的严峻形势n n过度依赖煤炭：CO2/SOx/NOx污染、资源枯竭、运输紧张

32、、矿难高发；n n水电开发接近极限（梯级开发）；n n石油、天然气越来越依赖进口，“能源安全”“能源走廊”堪忧；n n风电、太阳能利用国家政策扶持滞后；n n内陆/沿海纷纷申请核电项目（拉闸限电严重影响生产生活）2011福岛事件影响4/17/20234/17/20232525环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲工業文明的背影海州露天煤礦 n n遼寧阜新海州露天煤礦曾是亞洲最大的露天煤礦，有著輝煌的過去。在經過近一個世紀的開采（2.4億噸）之後，2005年，海州礦進入枯竭期，宣布閉坑破產，1萬多名礦工告別這裏另謀生活。如今，隻留下這個麵積相當於18個五裏河體育館大小、100多層

33、樓高的巨坑。4/17/20234/17/20232626环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲福岛危机给中国核电的教训n n不能过度迷信“技术权威”（日本的“核安全”“抗海啸”绝对安全神话被打破）我们的AP1000/EPR也需要谨慎验证；n n对于“政经一体”缺乏“第三方”监管要警惕（TEPC是百年历史的电力巨无霸财阀）我国的“顶层设计”如何民意监管？n n自然灾害频发Vs资源短缺之时，更要冷静决策上核电项目须“宁缺勿滥”；n n事故状态处置：百姓安全必须高于一切！4/17/20234/17/20232727环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲现在与未来的全球

34、核电4/17/20234/17/20232828环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲多地震的中国需要加倍警惕！4/17/20234/17/20232929环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲如果核能“不可持续”其它能源更不是n n太阳核聚变能太阳能风能、水力（包括潮汐）、生物质能（远古生物埋藏生成石油、天然气、煤炭）n n一升海水=20升汽油（前景诱人的核聚变、受控核聚变ITER）n n月球He3清洁简便的核聚变能源n n放眼整个宇宙，只有核能才是“取之不尽，用之不竭”4/17/20234/17/20233030环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5

35、 5讲讲三、核安全与辐射防护基础知识4/17/20234/17/20233131环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲电离辐射剂量Bq/Sv辐射剂量（吸收剂量）辐射剂量（吸收剂量）辐射剂量（吸收剂量）辐射剂量（吸收剂量）：单位质量物质所吸收的辐射能量。：单位质量物质所吸收的辐射能量。：单位质量物质所吸收的辐射能量。：单位质量物质所吸收的辐射能量。单位：单位：单位：单位：1 1戈瑞（戈瑞（戈瑞（戈瑞（GyGy）=每千克的物质吸收每千克的物质吸收每千克的物质吸收每千克的物质吸收1 1焦耳的能量焦耳的能量焦耳的能量焦耳的能量生物剂量当量（空气吸收剂量）生物剂量当量（空气吸收剂量）生物

36、剂量当量（空气吸收剂量）生物剂量当量（空气吸收剂量）：吸收剂量与当量因子的乘积。单位：西弗（吸收剂量与当量因子的乘积。单位：西弗（吸收剂量与当量因子的乘积。单位：西弗（吸收剂量与当量因子的乘积。单位：西弗（SvSv）常常常常以全身剂量和器官剂量来表达。以全身剂量和器官剂量来表达。以全身剂量和器官剂量来表达。以全身剂量和器官剂量来表达。注：与注：与注：与注：与“空气吸收剂量率空气吸收剂量率空气吸收剂量率空气吸收剂量率”完全不同（完全不同（完全不同（完全不同（Sv.hSv.h-1-1）放射活度：放射活度：放射活度：放射活度：单位：单位：单位：单位：1 1贝克（贝克（贝克（贝克（BqBq）=每秒钟发

37、生一次衰变每秒钟发生一次衰变每秒钟发生一次衰变每秒钟发生一次衰变 1Gy=100rad,1Sv 1Gy=100rad,1Sv 100 rem,1Ci=3.7x10100 rem,1Ci=3.7x101010BqBqSvSv又译作：希沃，希沃特又译作：希沃，希沃特又译作：希沃，希沃特又译作：希沃，希沃特,希伏希伏希伏希伏,实测实测实测实测“比释动能比释动能比释动能比释动能”数值（介质电离产生正负离子总能量）和数值（介质电离产生正负离子总能量）和数值（介质电离产生正负离子总能量）和数值（介质电离产生正负离子总能量）和“辐射剂量辐射剂量辐射剂量辐射剂量”（绝对黑体吸收能量）虽然（绝对黑体吸收能量）虽

38、然（绝对黑体吸收能量）虽然（绝对黑体吸收能量）虽然SISI单位都是单位都是单位都是单位都是GyGy，但是有区别但是有区别但是有区别但是有区别4/17/20234/17/20233232环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲辐射无时无处不在4/17/20234/17/20233333环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲正常本底照射剂量核电站周围核电站周围0 0.0101毫希毫希/年年我国某些高本底地区我国某些高本底地区3.703.70毫希毫希/年年砖房砖房0.750.75毫希毫希/年年宇宙射线宇宙射线0.450.45毫希毫希/年年水、粮食、蔬菜、空气水、粮食、蔬

39、菜、空气0.250.25毫希毫希/年年土壤土壤0.150.15毫希毫希/年年乘飞机北京乘飞机北京-欧洲往返欧洲往返0.040.04毫希毫希/次次胸部透视胸部透视0.020.02毫希毫希/次次F辐射防护目标不排除人员受到辐射防护目标不排除人员受到有限的照射有限的照射，也不排除，也不排除法规法规许可许可的放射性物质从处于运行状态的核电厂向环境的排放。的放射性物质从处于运行状态的核电厂向环境的排放。F此种此种照射和排放照射和排放必须受到严格控制，并且必须符合运行限必须受到严格控制，并且必须符合运行限值和辐射防护标准。值和辐射防护标准。生活中的辐射生活中的辐射辐射来源辐射来源辐射来源辐射来源年有效剂年

40、有效剂年有效剂年有效剂量量量量,mSv,mSv,mSv,mSv 宇宙射线宇宙射线宇宙射线宇宙射线0.38宇生核素宇生核素宇生核素宇生核素0.01陆地陆地陆地陆地g g g g外照射外照射外照射外照射0.48陆地放射性核陆地放射性核陆地放射性核陆地放射性核素内照射素内照射素内照射素内照射(不不不不包括氡包括氡包括氡包括氡)0.29氡及其子体氡及其子体氡及其子体氡及其子体1.25总总 计计2.44/17/20234/17/20233434环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲3535/284/284部分国家的天然本底水平部分国家的天然本底水平4/17/20234/17/202335

41、35环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲紧急防护行动干预水平n n如果在2天以内可有效防止10mSv，可采取隐蔽行动（福岛30km）。n n如果在7天以内可有效防止50mSv，可采取临时撤离(福岛20km)。n n碘 防 护 的 通 用 优 化 干 预 水 平 是100mGy(100mSv,指甲状腺的可防止的待积吸收剂量)。4/17/20234/17/20233636环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲电离辐射“伤人”原理n n辐射的生物效应的特点辐射的生物效应的特点辐射的生物效应的特点辐射的生物效应的特点 ：n n（1 1）很低的吸收能量就能引起高的生物效

42、应；（）很低的吸收能量就能引起高的生物效应；（）很低的吸收能量就能引起高的生物效应；（）很低的吸收能量就能引起高的生物效应；（2 2）短）短）短）短暂作用引起长期效应。暂作用引起长期效应。暂作用引起长期效应。暂作用引起长期效应。n n（1 1）低吸收能量引起高生物效应）低吸收能量引起高生物效应）低吸收能量引起高生物效应）低吸收能量引起高生物效应n n 以以以以6Gy6Gy剂量的急性照射为例，它可以致人死亡，但剂量的急性照射为例，它可以致人死亡，但剂量的急性照射为例，它可以致人死亡，但剂量的急性照射为例，它可以致人死亡，但是此时吸收的能量如果全部转换为热能，却只能使组织是此时吸收的能量如果全部转

43、换为热能，却只能使组织是此时吸收的能量如果全部转换为热能，却只能使组织是此时吸收的能量如果全部转换为热能，却只能使组织的温的温的温的温 度升高度升高度升高度升高0.00l40.00l4。n n（2 2）短暂作用引起长期效应）短暂作用引起长期效应）短暂作用引起长期效应）短暂作用引起长期效应n n物理阶段：物理阶段：物理阶段：物理阶段：从从从从1010-18-18秒秒秒秒1010-12-12秒，此时电离粒子穿过原秒，此时电离粒子穿过原秒，此时电离粒子穿过原秒，此时电离粒子穿过原子，同原子的轨道电子相互作用，通过电离和激发发生子，同原子的轨道电子相互作用，通过电离和激发发生子，同原子的轨道电子相互作

44、用，通过电离和激发发生子，同原子的轨道电子相互作用，通过电离和激发发生能量沉积。能量沉积。能量沉积。能量沉积。4/17/20234/17/20233737环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲3838/284/284b.b.物物理理化化学学阶阶段段：从从1010-12-12秒秒1010-9-9秒秒，从从原原子子的的激激发发和和电电离离引引起起分分子子的的激激发发和和电电离离，分分子子变变得得很很不稳定，极易发生反应形成自由基。不稳定，极易发生反应形成自由基。c.c.化化学学阶阶段段：从从1010-9-9秒秒1 1秒秒，此此时时自自由由基基扩扩散散并并与关键的生物分子相作用，形成

45、分子损伤。与关键的生物分子相作用，形成分子损伤。d.d.生生物物阶阶段段：从从秒秒延延续续到到年年，分分子子损损伤伤逐逐渐渐发发展展表表现现为为细细胞胞效效应应，如如染染色色体体畸畸变变、细细胞胞死死亡亡、细细胞胞突突变变等等，最最终终可可能能造造成成机机体体死死亡亡、远远期期癌癌变以及后代的遗传改变等。变以及后代的遗传改变等。4/17/20234/17/20233838环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲3939/284/2844/17/20234/17/20233939环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲4040/284/284(1)(1)外照射：外照射

46、：是指辐射源位于人体外对人体造成的是指辐射源位于人体外对人体造成的辐射照射，包括均匀全身照射、局部受照。辐射照射，包括均匀全身照射、局部受照。(2)(2)内照射：内照射：存在于人体内的放存在于人体内的放 射性核素对人体造射性核素对人体造成的辐射照射称为内照射。成的辐射照射称为内照射。(3)(3)放射性核素的体表沾染：放射性核素的体表沾染：是指放射性核素沾是指放射性核素沾染于人体表面染于人体表面(皮肤或粘膜皮肤或粘膜)。沾染的放射性核素。沾染的放射性核素对沾染局部构成外照射源，同时尚可经过体表吸对沾染局部构成外照射源，同时尚可经过体表吸收进入血液构成体内照射。收进入血液构成体内照射。辐射作用人体

47、的方式辐射作用人体的方式4/17/20234/17/20234040环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲4141/284/284辐射效应的分类辐射效应的分类按效应发生的个体按效应发生的个体按效应表现情况按效应表现情况按剂量按剂量-效应关系效应关系大剂量照射的大剂量照射的遗传效应遗传效应确定性效应确定性效应随机性效应随机性效应躯体效应躯体效应急性效应急性效应急性放射病急性放射病受照射远期发生的效应受照射远期发生的效应 白血病白血病 癌症癌症 白内障白内障 不育不育 特殊的躯体效应特殊的躯体效应室内受照后室内受照后 胚胎和胎儿的效应：致死性效应胚胎和胎儿的效应：致死性效应 先天性

48、畸形先天性畸形 生长发育缺陷生长发育缺陷 远期恶性疾病的诱发远期恶性疾病的诱发基因突变基因突变发生在性细胞发生在性细胞：遗传性疾病遗传性疾病先天性畸形先天性畸形生长发育障碍生长发育障碍4/17/20234/17/20234141环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲4242/284/284随随机机性性效效应应(Stochastic(Stochastic effect)effect)：是是指指辐辐射射效效应应的的发发生生几几率率(而而非非其其严严重重程程度度)与与剂剂量量 相相关关的的效效应应，不不存存在剂量的阂值。在剂量的阂值。主要指致癌效应和遗传效应主要指致癌效应和遗传效应。

49、确确定定性性效效应应(Deterministic(Deterministic effect)effect)：是是指指辐辐射射效效应应的的严严重重程程度度取取决决于于所所受受剂剂量量的的大大小小。这这种种效效应应有有一一个个明明确确的的剂剂量量阂阂值值，在在阂阂值值以以下下不不会会见见到到有有害害效效应应，如放射性皮肤损伤、如放射性皮肤损伤、生育障碍。生育障碍。辐射效应按辐射效应按剂量剂量效应关系效应关系 可分为随机可分为随机性效应和确定性效应性效应和确定性效应 4/17/20234/17/20234242环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲核辐射晚期效应的潜伏期核辐射晚期效应

50、的潜伏期广岛原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化广岛原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化010年年20年年30年年40年年白血病白血病白血病之外的肿瘤白血病之外的肿瘤2年年福岛、切尔诺贝利INES7事故持续多久“永远”！4/17/20234/17/20234343环境保护与可持续发展第环境保护与可持续发展第5 5讲讲生活需要避免的“电离辐射”n n不吸烟每天每天每天每天2020支（支（支（支（“钋弹钋弹钋弹钋弹”Po210”Po210）0.5 0.51 mSv/a1 mSv/an n不在钢筋混凝土建筑室内“宅”太久（钢渣粉煤灰辐射大）n n室内大理石、花岗岩装修要小心；n n夜光玩具、钟表不宜贴身太久