第五讲核电厂的安全性
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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。”
➢ 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
2
X、γ和电子
1
日常生活中的辐射
辐射来源
天然放射性 人为放射性
宇宙射线 射线外照射 内照射 氡气 医疗照射 核电厂运行
剂量率（毫 希msv） 0.5 0.5 0.3 1.2 0.4 0.0002
世界平均天然本底剂量率为2.4毫希/年
功能障碍
确定性效应 多细胞死亡导致 不孕
细胞变异
体细胞 生殖细胞
肿瘤
随机性效应 单一细胞变异导致 遗传效应
关于远期效应的潜伏期
白血病之外的肿瘤 白血病
0 2年 10年 20年 30年 40年 日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化
放射性物质进入体内的途径
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
➢ 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
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
Attentio n
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。
电离辐射生物学效应的机理
生物效应产生的过程和机理
分子水平
细胞水平
临床症状 效应
DNA损伤
细胞死亡
体细胞 生殖细胞
Ｘ射线和γ射线的相对危害性
➢ 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
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
防止放射性
大量（向外三释放）核电厂的概率安全目标
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。
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
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
➢ 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粒子的相对危害性
➢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
β粒子的相对危害性
➢ 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。
➢ 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）
源自文库
（数值上等于）吸收剂量×射线的品质因数Q
单位---希
1）时间防护（time protection )
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：
➢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。”
➢ 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
2
X、γ和电子
1
日常生活中的辐射
辐射来源
天然放射性 人为放射性
宇宙射线 射线外照射 内照射 氡气 医疗照射 核电厂运行
剂量率（毫 希msv） 0.5 0.5 0.3 1.2 0.4 0.0002
世界平均天然本底剂量率为2.4毫希/年
功能障碍
确定性效应 多细胞死亡导致 不孕
细胞变异
体细胞 生殖细胞
肿瘤
随机性效应 单一细胞变异导致 遗传效应
关于远期效应的潜伏期
白血病之外的肿瘤 白血病
0 2年 10年 20年 30年 40年 日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化
放射性物质进入体内的途径
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
➢ 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
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
Attentio n
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。
电离辐射生物学效应的机理
生物效应产生的过程和机理
分子水平
细胞水平
临床症状 效应
DNA损伤
细胞死亡
体细胞 生殖细胞
Ｘ射线和γ射线的相对危害性
➢ 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
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
防止放射性
大量（向外三释放）核电厂的概率安全目标
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。
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
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
➢ 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粒子的相对危害性
➢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
β粒子的相对危害性
➢ 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。
➢ 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）
源自文库
（数值上等于）吸收剂量×射线的品质因数Q
单位---希
1）时间防护（time protection )
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：