核事故如何应急

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在前苏联因核事故撤离的人员中,受照剂量超过 50mSv的约10%,超过100mSv的约5%。生活在污染 区的公众其总的待积剂量(1986-2056年)估算值为 80~160mSv。除前苏联外的北半球国家,事故后第 一年的最高平均剂量为0.8mSv。参加应急处理的人 员平均受照剂量约100mSv,最高达500mSv。事故中 被认为患急性放射病而送入医院的共237人,确诊为 不同程度急性放射病者134人,有28人死于急性放射 病。事故远期辐射效应表现为甲状腺癌增加,在儿 童中尤为明显。
2、可靠的冷却系统
该系统可保证反应堆在正常工作状态或发生事故时将燃料发生的热量带 走,避免燃料元件烧毁。
燃料芯块
压水式反应 堆的核电站
切尔诺贝利核 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。 采用压力容器结构,焊接和密 封接头较少。 如一回路发生破裂,实现堆芯 紧急冷却较简便。 保护反应系统快 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。
核武器试 美国比基尼岛, 验事故 1954.3.1
核武器运 输事故
西班牙上空 1966.1.17
核电安全
1、防止放射性物质外泄的四道屏障:
1)第一道屏障:燃料芯块; 核裂变产生的放射性物质98%以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放 出来。 2)第二道屏障:燃料元件包壳管; 燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中。 3)第三道屏障:压力容器和一回路压力边界; 由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚20厘米的钢质压力容器内,压力容器和整 个一回路都是耐高压的,放射性物质不会漏到反应堆厂房中。 4)第四道屏障:安全壳。 反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物,壁厚近1米,内表面加 有6毫米厚的钢衬,防止放射性进入环境.
早期 隐蔽
高优先使用
中期
高优先使用
低优先使用 高优先使用
后期
不或有限使用 不或有限使用
低优先使用 不或有限使用
服用碘片 撤离 避迁 进出通道控制
呼吸道和体表防护 人员去污 区域去污 食物和饮水控制 使用贮存的动物饲料 医学处理
高优先使用
高优先使用
不或有限使用
低优先使用
高优先使用
低优先使用 低优先使用
放射性废物贮存事故
事件发 生地和 时间 事件原因 对环境的影响 对公众的影响
乌拉尔 南部克 什特姆 镇,
1957.8.29
废物储存 罐冷却系 统失灵, 液体废物 干化,失 控的物理 化学反应 引发严重 爆炸事故, 1m厚的混 凝土废物 罐顶盖被 炸飞。
大量放射性物质外流,严 受影响人口达27万(90Sr污 重污染了环境,释放的放 染水平3.7GBq/km2)。事故 射性物质约54PBq,主要成 最初8个月内每天随口粮摄 分90Sr、137Cs、106Ru、144Ce,入体内的放射性裂变产物 还有Pu和氚。放射性微尘 总量为:成年人74kBq~ 2 污染面积达23000km 。事 2.3MBq,7岁以下儿童(含幼 故发生后20天,居民区已 儿)2.2kBq~1.1MBq。在污染 区内未撤离的居民,在事故后 收割的粮食、牧草及饮用 12a内,其胃肠道累积受照剂 水中放射性物质污染水平 量约0.021~21Gy,已撤离的 为:谷物29.6kBq/kg~
切尔诺贝利核电站
在低功率下性能不稳定,堆内 有大量的石墨,高温时易燃。 采用压力管结构,堆内有1663 根压力管,接头多。 如一回路发生破裂,较难实现 堆芯紧急冷却。 保护反应系统慢 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 核事故与核应急
第11章 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
事故地点 和时间 对环境的影响
131
人员ห้องสมุดไป่ตู้害情况
温茨凯尔 (英国)
1957.10.10
向环境释放的放射性核素为:740TBq的 I、 现场居民最大剂量10mGy,伦敦儿童甲状腺剂量 133 106 137 1.2PBq的 Xe、12TBq的 Ru和44TBq的 Cs。 0.8mGy。当地居民甲状腺集体剂量当量负担约为 4 气载放射性物质的扩散影响到欧洲大陆。 1.8×10 人· Sv。26年后,当局认为可能有约260人因 反应堆周围10~50km范围短时间γ辐射水平达 核事故诱发甲状腺癌,有33人可能死于与事故有关 -1 的癌症或引起先天遗传性疾病或导致子女死亡。 50μGy· h ,部分地区牧草受污染。 向环境释放的放射性核素为:2257TBq的 Kr、 133 135 307000TBq的 Xe、500TBq的 Xe、1TBq的 131 90 137 I、 Sr和 Cs极小。152个空气样品中,8个 131 样品有微量放射性碘。牛奶样品中的 I最高浓 -1 度为0.6~1.5Bq· L 。土壤样品与河水样品未测 出放射性碘。
不或有限使用
高优先使用
低优先使用 低优先使用 低优先使用 高优先使用 高优先使用 低优先使用
低优先使用
不或有限使用
低优先使用 高优先使用 高优先使用 高优先使用
不或有限使用
低优先使用 低优先使用 低优先使用
11.2.4 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。
4.44MBq/kg,青草59.2~ 740kBq/kg,牛奶0.37~ 96.2kBq/kg,水3.7~ 533.3kBq/kg。
居民,事故后30a的平均有效 剂量为:胃肠道7~1500mSv, 红骨髓5~38mSv,肺1~ 27mSv。
核武器事故
名称 地点和时间 后果 1500万t氢弹试验,爆炸高度偏低及风向预报失误,使 核武器在距珊瑚礁表面7m处爆炸,造成爆区和下风 向严重放射性污染。爆后96h内,能使人受到1Gy以 上剂量照射的污染区长470km,宽100km,总面积达 37000km2。海域内4个岛上的239名居民和28名美军受 到0.14~1.75Gy的全身外照射,体内放射性核素污染 量达28~110MBq。在比基尼岛东侧一艘日本渔船上 的23名渔民受到持续5h的早期落下灰的污染,全身外 照射剂量为2.7~4.4Gy,体内放射性核素污染量约 56~463MBq,引起了中度和重度放射病。 2架携带核武器的飞机与加油机相撞,核弹坠落未发 生核爆炸。1号核弹轻度受损,无放射性物质泄漏,2 号核弹烈性炸药爆炸,武器部件分散在6m深的弹坑 内,地面有α放射性污染,3号核弹烈性炸药爆炸,核 弹碎片散落在457m范围内,有明显的放射性钚污染, 4号核弹事故后在地中海找到,无损坏。两枚化 爆的核武器形成的放射性污染总面积为263hm2,有 22300m2的土壤需刮除表层土壤,由西班牙运出的受 放射性污染的土壤和蔬菜共1147m3。
对核设施事故可能具有危害的一些放射性核素
核 电 厂
Kr-85
乏燃料后处理设施
Cs-137 Cm-244 Ce-144 Pu-238
Ru-106 Xe-133 Ce-144 Sr-89
Krm-85 Tc-132 Xe-135 Np-239 Sr-90 Kr-87 Kr-89 Sr-89 I-131 I-132 I-133 Cs-134 Pu-239 I-131 Cs-137 Ba-140
热气团将堆芯中的大量放射性物质抛向1200m 空中,然后水平传输。事故释放出的放射性物 18 质总量约12×10 Bq,放射性核素成分复杂, 切尔诺贝 主要是碘和铯。事故释放量的地区分配比例大 致为:事故现场12%,20km范围内51%, 利 (前苏联) 20km以外37%。在欧洲造成复杂的烟羽弥散径 1986.4.26 迹,放射性物质沉降在前苏联西部广大地区和 欧洲国家,并有全球性沉降。在白俄罗斯 2 2 2 16500km 、乌克兰4600km 和俄罗斯8100km 137 2 的土地上, Cs的污染水平超过185kBq/m 。
Ru-103 Pu-239 Ru-106 Am-241
Sr-90
I-135
La-140
Cs-134 Cm-242
11.2.3 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。
11.2.1 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
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至几星期起直至 正常生活条件的恢复。
11.1.2 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。
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。 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。
88
三里岛 (美国)
1979.3.28
核电站周围80km范围内居民集体剂量负担约为16~ 35人· Sv。个人平均剂量约15μGy,外照射个人最大 剂量约0.85mGy。事故过程中,261名电站职工受到 大于1mSv的全身照射,最高受照剂量38mSv;255名 外来支援者中23人受照剂量大于1mSv,其中最高者 为10mSv。
11.1.1 国际核事故分级制 IAEA和经济合作与发展组织核能机构(NEA/OECD) 提出的国际核事件分制,依据场外影响、场内影响和 纵深防御降级等三项准则,将核事故分为七个等级。
场外影响准则则适用于造成放射性核素向场外环境释放的 事件,其涉及的最高级(7级)相当于造成广泛的公众健康与环境 影响的特大事故;最低级(3级)意味着极少最放射性核素释放的 事件。场内影响准则涉及的最高级(5级)意味着反应堆芯严重损 坏;最低级(3级)意味着场内存在严重污染,工作人员受到过量 照射。
隐蔽
各 类 建 筑 物 的 平 均 屏 蔽 因 子 屏 蔽 因 子 建 筑 物
烟羽外照射
木 房 木房地下室 砖 房 砖房地下室 高大办公楼 高大办公楼地下室 0.9 0.6 0.6 0.4
地面沉积物外照射
0.4 0.05 0.2 0.05
0.2
-
0.02
0.01
不同事故阶段的防护措施 事故阶段 防护措施
轻水堆核电厂应急状态等级描述
11.1.3 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》。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
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