核事故如何應急

1、第11章 核事故應急,任何人類實踐活動都存在著發(fā)生事故的可能性，必然存在相應的事故應急問題。,核反應堆事故,放射性廢物貯存事故,核武器事故,核電安全1、防止放射性物質外泄的四道屏障： 1）第一道屏障：燃料芯塊； 核裂變產(chǎn)生的放射性物質98％以上滯留在二氧化鈾陶瓷芯塊中,不會釋放出來。 2）第二道屏障：燃料元件包殼管； 燃料芯塊密封在鋯合金包殼內(nèi),防止放射性物質進入一回路水中。 3）第三道屏障：壓力容器和

2、一回路壓力邊界； 由核燃料構成的堆芯封閉在壁厚20厘米的鋼質壓力容器內(nèi),壓力容器和整個一回路都是耐高壓的,放射性物質不會漏到反應堆廠房中。 4）第四道屏障：安全殼。 反應堆廠房是一個高大的預應力鋼筋混凝土構筑物,壁厚近1米,內(nèi)表面加有6毫米厚的鋼襯,防止放射性進入環(huán)境.2、可靠的冷卻系統(tǒng) 該系統(tǒng)可保證反應堆在正常工作狀態(tài)或發(fā)生事故時將燃料發(fā)生的熱量帶走，避免燃料元件燒毀。,燃料芯塊,壓 水 式 反

3、應 堆 的 核 電 站,切爾諾貝利核電站示意圖,大功率壓力管式石墨反應堆,11.1 核事故與核應急11.1.1 國際核事故分級制 IAEA和經(jīng)濟合作與發(fā)展組織核能機構(NEA/OECD)提出的國際核事件分制，依據(jù)場外影響、場內(nèi)影響和縱深防御降級等三項準則，將核事故分為七個等級。 場外影響準則則適用于造成放射性核素向場外環(huán)境釋放的事件，其涉及的最高級(7級)相當于造成廣泛的公眾健康與環(huán)境影響的特大事故

4、；最低級(3級)意味著極少最放射性核素釋放的事件。場內(nèi)影響準則涉及的最高級(5級)意味著反應堆芯嚴重損壞；最低級(3級)意味著場內(nèi)存在嚴重污染，工作人員受到過量照射。,,11.1.2 核應急和應急狀態(tài) 為了有效地實施應急，必須對應急狀態(tài)作必要的分級，我國和IAEA將核電廠應急狀態(tài)分為以下四級。,1、應急待命 有關人員得到通知，進入準備應急的狀態(tài)。目的是提供執(zhí)行必要的應急響應的基礎，使運行人員作好準備。2、廠房應急

5、 應急狀態(tài)只限于場內(nèi)部分區(qū)域，這些區(qū)域內(nèi)的人員進入應急狀態(tài)，并通報場外有關應急機構。3、場區(qū)應急 應急狀態(tài)僅限于場區(qū)內(nèi)，場內(nèi)人員進入應急狀態(tài)，并通報場外有關應急機構，必要時亦將部分進入應急狀態(tài)。4、場外應急 應急狀態(tài)已超出場區(qū)邊界，執(zhí)行全部場內(nèi)、外應急響應計劃。,輕水堆核電廠應急狀態(tài)等級描述,11.1.3 核應急管理的方針和政策 我國核事故應急的方針：常備不懈，積極兼容，統(tǒng)一指揮，大力協(xié)同，保護

6、公眾，保護環(huán)境。 政策：我國已批準的《及早通報核事故公約》、《核事故或輻射緊急提助公約》。同時積極采取有關國際組織提出的關于核事故應急的標準、導則和建議。,11.2 干預原則和防護措施11.2.1 干預和干預原則 核事故對公眾造成的照射是一種具有發(fā)生概率但又不一定會發(fā)生的潛在照射，潛在照射發(fā)生前，應按實踐的防護體系預防和緩解其危害。 核事故的干預應符合正當性和最優(yōu)化的原

7、則。,11.2.2 事故分期和照射途徑 為確定應急防護措施和干預水平，可將事故過程分為三個階段。 事故初期：從出現(xiàn)明顯的放射性核素釋放的先兆到釋放開始后的最初步幾個小時。 事故中期：從開始釋放放射性物質后的最初幾小時起，直至事故發(fā)生后幾天至幾星期。 事故后期：從事故釋放開始后幾天至幾星期起直至正常生活條件的恢復。,,11.2.3 應急防護措施 核事故一旦發(fā)生，可供選擇采用

8、的保護公眾免受或少受輻射的帶有強制性的應急防護施有： 隱蔽、服用碘片、撤離、避遷； 進出通道控制、個人呼吸道和體表防護； 人員去污、區(qū)域環(huán)境去污； 食物和飲水控制及醫(yī)學處理等。,隱 蔽,11.2.4 干預水平和導出干預水平1、干預水平的建立 確定一個適當?shù)膭┝克?，當預期個人劑量達到或超過這一水平時，就應當進行干預，這一劑量水平為干預水平。 ICRP在推薦

9、干預水平劑量范圍時，提出了三項基本原則： 1）以對公眾成員的年有效劑量限值作為干預水平劑量的下界值，當預期劑量低于此下界值時，可認為干預是不正當、不必要的； 2）以發(fā)生確定性效應的劑量閾值為干預水平劑量的上界值，當預期劑量達到或超過此上界時，干預是必要的； 3）考慮各種防護措施的代價與風險大小，代價和風險的撤離的干預水平明顯高于代價和風險小的隱蔽的干預水平。 我國采用放寬后

10、的公眾年有效劑量限值為5mSv為低風險防護措施的下界劑量，以發(fā)生確定性效應的閾值500mGy為高風險防護措施的上界劑量。,早期防護措施的干預水平,中期防護措施的干預水平,2、導出干預水平的建立及應用 干預水平是以劑量表示的，而導出干預水平則以環(huán)境物質中核素的活度水平或環(huán)境輻射水平的監(jiān)測結果或預估值表示，它是干預水平的實際表達。 如以IL代表干預水平(單位為劑量)，以DIL為代表導出干預水平(單位為環(huán)境物質中核

11、素活度水平或環(huán)境輻射水平) ，有： DIL=IL/DF 式中DF為廣義的劑量轉換因子。,相應于各種照射途徑及防護措施的導出干預水平,相應于隱蔽和撤離的導出干預水平，來自煙羽的皮膚外照射,3、導出干預水平的應用 國家核安全局和國家環(huán)境保局聯(lián)合發(fā)布的安全法規(guī)《核事故輻射應急時對公眾防護的導出干預水平》詳細介紹了單個核素、單一途徑導出干預水平的計算方法和相應的DIL值，利用其給

12、出的公式，代入反映場址局部地區(qū)環(huán)境條件和受照個人生活習性的具體參數(shù)，可由預先確定的劑量干預水平估算出反映場址特征的導出干預水平。,4、應急照射的控制 實際參與應急響應行動的應急工作人員有營運單位的職業(yè)性放射工作人員，也有地方應急組織的非職業(yè)照射工作人員，這些人員一旦參與應急響應行動，受到的照射均按應急照射加以控制。 應急人員在照射和搶救過程中接受的應急劑量按職業(yè)照射的劑量限值加以控制，對于需要立即為控制事故

13、和緊急搶救的應急行動，可暫時放寬，除搶救生命必需之處，應急照射的有效劑量不得超過0.5Sv(皮膚不超過5Sv)，緊急狀態(tài)一過，即應按正常情況下職業(yè)照射限值控制。,11.3 應急組織、計劃和準備11.3.1 應急組織與指揮1、核事故應急組織體系 我國對核事故應急實行中央、地方政府和核設施營運單位三級管理體系。 中央設立國家核事故應急委員會，核設施所在省、市、自治區(qū)政府設立地方核事故應急委員會，營運單位設立應急

14、指揮部。,11.3.2 應急計劃 應急計劃又稱應急響應計劃。 其規(guī)定了核設施營運單位和地方向國家和公眾承擔的應急準備和響應任務，確定起動應急的基礎，提出應急執(zhí)行程序的目標和為此而建立的管理組織及其職責。,1、應急計劃的內(nèi)容和執(zhí)行程序 營運單位和地方政府的應急計劃應包括的內(nèi)容有： 對計劃中有關術語的說明；制訂計劃的目的、適用范圍和負責單位；核設施的建設、運行和發(fā)展、隸屬關系

15、、地理位置等。,執(zhí)行程序：應急計劃中應包括具體的實施細則。其使應急組織和人員在應急中便于操作并協(xié)調(diào)一致，也可作為應急培訓的操作規(guī)程。,核電廠營運單位應急計劃執(zhí)行的程序清單（IAEA）,11.4 應急環(huán)境輻射監(jiān)測11.4.1 應急監(jiān)測的目的 應急監(jiān)測的目的：盡可能及時、詳細地提供有關事故對環(huán)境和公眾可能帶來的輻射影響的測量數(shù)據(jù)，為劑量評價及防護行動決策提供核技術依據(jù)。 事故早期：很難進行充分可靠的場外監(jiān)測，

16、防護行動決策的主要依據(jù)是營行單位提供的釋放源項和氣象數(shù)據(jù)，采用擴散、沉積及劑量計算模式估算公眾的預期照射劑量。 中后期：通過對整個受事故影響的區(qū)域內(nèi)的環(huán)境輻射監(jiān)測，了解煙羽及沉積所至的劑量場及地面污染水平、核素成分及隨距離的變化。,11.4.2 早期應急監(jiān)測 事故早期場外應急監(jiān)測的主要任務： 盡可能多地獲取有關煙羽特性，地面輻射水平，來自煙羽及地面沉積的β-γ和γ外照射劑量率，空氣中放

17、射性氣體、易揮發(fā)污染物和微塵濃度及其核素成分等方面的數(shù)據(jù)。,11.4.3 中后期應急監(jiān)測 事故中期的場外監(jiān)測應從地域范圍及詳細程度兩方面擴展早期已經(jīng)開展的地面和水體污染監(jiān)測，并測定食用牛奶、水和食物的污染水平。 后期則作必要的補充測量，為恢復行動的決策和對潛在長期照射的預測提供依據(jù)。中期重點監(jiān)測的核素是放射性碘和鍶，后期還應包括钚等超鈾元素。,3、應急計劃區(qū) 應急計劃區(qū)：指為保證事故發(fā)生后能迅速

18、采取有效行動保護公眾，在核設施周圍需要實施應急計劃的區(qū)域。 確定計劃區(qū)范圍大小的原則：對應急計劃所應考慮的事故進行分析，估計場外的預期劑量，并與干預水平相比較，使應急計劃區(qū)的預期劑量不超過相應的干預水平。,應急計劃區(qū)示意圖,11.4 個人應急監(jiān)測 對公眾及應急工作人員應進行必要的個人外照射劑量監(jiān)測，對應急人員應配備個人劑量計，對公眾一般依據(jù)環(huán)境劑量率測定值及其在各處的停留時間估算外照射劑量。

19、 反應堆事故情況下，所監(jiān)測的核素有134Cs、 137Cs 、90Sr和239Pu等核素，測定尿中總α及總β活度。,11.5 事故后果的預測評價和干預決策11.5.1 預測評價的目的和要求 目的：在于了解已發(fā)生的事故的類別和規(guī)模，計算、預測或估算其后果，為應急響應決策提價依據(jù)。 評價中首先應考慮事故的規(guī)模、釋放時間及持續(xù)時間，事故的規(guī)模主要取決于核素的釋放量。,11.5.2 影響事故后果的基本因素

20、 事故釋放源項是影響后果最重要的因素，其主要參數(shù)是核素釋放總量、各類核素的相對比例、氣體、揮發(fā)性核素等。 此外還有事故發(fā)生的季節(jié)、時間、大氣條件等也是事故后果的影響因素。,11.5.3 事故劑量預測和干預決策 實際發(fā)生事故時劑量預測的重點：對大氣釋放途徑所致劑量的實時預測。 基本步驟：在對釋放源項的預測和獲取實時氣象參數(shù)的基礎上，先采用有關的輸運、彌散模式等推測污染程度

21、。根據(jù)推測的污染程度來做出干預決策。,11.6 事故后期的環(huán)境恢復11.6.1 應急狀態(tài)的終止 當確認反應堆和其它有關設施已處于穩(wěn)定狀態(tài)，放射性核素釋放已停止或已處于排放限值范圍內(nèi)，場區(qū)輻射水平已不再升高或已開始下降，不存危及核設施和場內(nèi)人員安全的大火或其它可能導致應急的條件，運行單位應急指揮即可決定并宣布終止場內(nèi)應急狀態(tài)，并向上級主管部門、國家核安全部門和地方應急組織報告。,11.6.2 事故后期的環(huán)境恢復