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第四章流出物和环境放射性监测赵亚民20101几点说明1,授课的目的2,本章在核与辐射安全中的地位3,本章各节的关系2授课目的1,备考2,传授知识3本章在核与辐射安全中的地位1,核安全2,辐射安全4核安全1,广义核安全包括:核安全,辐射安全,废物安全,运输安全2,狭义核安全定义:“实现适当的运行条件，防止事故或缓解事故后果，从而保护工作人员、公众和环境免受过量辐射危害。”核安全主要针对设施安全5辐射安全1,电离辐射安全2,非电离辐射安全(能量小于12电子伏)本讲不讲6电离辐射安全•保护对象包括人(职业,公众)和环境•辐射源项主要是流出物和固体废物•强调辐射防护最优化7本章各节的关系1,6两节为辐射安全评价服务2,3属于基础性资料4,5两节是本章重点,用来控制辐射安全源项和检测辐射安全后果7节专门讨论天然放射性问题8引言1 流出物监测可以判断伴有辐射设施的排放源项，环境监测则确认实际的影响程度。9引言2某一伴有辐射设施周围的公众所受到的辐射照射并不都是源于该设施的贡献。公众受到的辐射照射还包括天然本底引起的照射，大气层核试验落下灰残留物引起的照射，其他人工辐射源引起的照射。10引言3环境放射性监测包括放射性本底调查，核与辐射设施运行期间经气、液流出物向环境排放放射性物质的监督性监测，以及环境介质中放射性核素含量，环境中贯穿辐射水平的测量等。114.1 环境放射性本底调查一、放射性本底调查环境放射性本底调查是指为某种目的，对指定范围内的放射性背景值进行测量分析以及为评价目的对其他相关资料进行收集的活动。环境放射性本底调查可按目的分为两类：•大范围环境放射性本底普查•针对特定核及辐射设施周边开展的调查•对于像核电站这样的核设施，要求在首次装料前必须完成连续两年以上的本底调查。12二、本底调查的作用对于大范围普查性的本底调查，其目的是事先确定的,这类调查的目的往往是获得平均水平，比如公众平均接受的陆地γ剂量率，地面附近宇宙射线，环境及室内氡水平等。本底调查主要目的有：•在拟评价核与辐射设施的周边范围内，确定天然放射性本底状况；•确定由于大气层核试验、切尔诺贝利核电站事故、其他邻近核与辐射设施所产生的人工放射性影响。这种影响包括环境介质中的放射性核素含量以及所引起的辐射剂量；13环境放射性本底调查5‐2•判断本底贡献处于正常范围还是存在异常；•确定本底基线，以便为今后运行时的环境影响作比较。•为核及辐射设施在运行寿期终了实施退役的环境影响评价提供基础资料。14环境放射性本底调查6三、本底调查的地理范围•对于核设施，本底调查范围一般以设施为中心半经几十公里范围内。•对于核技术应用项目，本底调查范围一般以设施为中心几百米到几公里。•对于伴生天然放射性矿物资源开发利用项目，本底调查的范围视实际影响程度从几百米到几公里。15环境放射性本底调查7四、本底调查的内容评价一个设施引起的环境影响时，除要考虑该设施向环境可能排放的放射性物质，即流出物之外，还需考虑气、液流出物在环境中的传输、弥散，要考虑人口分布、食谱和土地利用.因此，放射性本底调查还应对环境影响评价相关的气象、水文、土地利用、人口分布、饮食习惯等一并调查。五、对本底调查的基本要求•依据调查目的制定相应的本底调查大纲•本底调查的质量保证164.2 天然放射性的来源与水平了解天然放射性的来源与水平，即是环境放射性监测所需的基础知识，也是评价伴生天然放射性矿物资源开发利用项目的必备知识。天然放射性按其来源方为两部分：•地球上生来就有的；•宇宙射线以及宇宙射线与大气层相互作用产生的(表4‐1)17一、原生放射性核素陆生放射性主要有232Th系，238U系，235U系等三个衰变系列。此外还有一些半衰期长的单个放射性核素，例如40K、87Rb，138La,147Sm，176Lu等。18二、宇生放射性宇生放射性包括两部分：•来自外层空间的宇宙射线以及宇宙射与大气层相互作用产生的次级射线；•宇宙射线与大气层相互作用产生的放射性核素。三、天然放射性的水平:土壤中238U，226Ra，232Th，40K含量(表4‐2) 水体中U，Th，226R和40K的含量(表4‐3) 贯穿辐射水平(表4‐4) 194.3 人工放射性核素的来源及水平一、核武器生产和试验1.大气层核试验2.地下核试验3. 核武器生产20二、核能源生产（核动力生产）1.铀的开采和冶炼2. 铀加工和核燃料生产3. 反应堆运行4. 后处理厂21核燃料循环过程，除了在运行时经液体和气体流出物对公众产生辐射照射外，核燃料循环各环节所产生的固体废物最终也要进入环境，对公众产生辐射照射。此外，放射性物质运输是核燃料循环各环节都会遇到的问题。并且运输也会产生一定的环境影响。22三、核技术应用放射性同位素与放射源已经广泛地用于工业、医学、和科研等领域中，这些应用被统称为核技术应用。核技术应用领域，具有应用面大、用户数量多的特点，但每个用户使用的放射源活度量通常不大。用户常常把核技术应用当作它的一种工具或手段来处理，防护知识和措施往往不足，个别的操作人员甚至不知道自己在操作含有放射源的设备。虽然对每个用户操作的放射性物质数量不大，经液体及气体流出物排入环境的数量较少，但整个核技术应用领域排入环境的放射物质量则是巨大的（I‐131）23核技术用领域，有些属于放射性物质开放式操作场所，有些只是使用密封源。对于放射性物质开放式操作，必须控制放射性物质经气、液体流出物向环境的排放。在使用密封源时，必须作好对放射源的安全管理，要使放射源时时、处处处于有效的监护之下。我国有十几万枚放射源在多个领域中使用着，每年均有丢失事故发生。现在，对放射源的安全和保安问题已成了国内、外关注的热点（反恐）。244.4 控制流出排放的原则一、流出物的概念•流出物特指核与辐射设施经气体及液体途经向环境排放的放射性物质。这种排放必须是经过批准的。经流出物向环境排放的放射性物质是放射性废物的一种形式，经流出物这种方式排放本身是一种处置。•包括非放污染物和废热（IAEA）25二、流出物的环境影响1.控制放射性物质的影响2.控制化学物质的影响3.控制热量的影响26三、控制流出物排放的原则:（一）剂量控制，充分保护公众安全•流出物排放对周围公众所产生的辐射照射评价的基本标准是年有效剂量•各种人工辐射源所致公众年有效剂量为1mSv •一个特定的辐射源对公众的影响不能用满1mSv/a •剂量约束一个特定辐射源对公众产生的辐射剂量只能是1mSv/a的若干分之。这种针对每个辐射源分配的剂量，在辐射防护领域称为剂量约束,剂量约束是一个与源相关的量。对于一个特定辐射源，用来控制流出物排放的剂量不能大于这种剂量约束值。27剂量约束值是针对关键人群组或关键组的。关键人群组是具备下列几个条件的一组人群：•受到辐射照射最大•饮食及生活习性相近•人数从几个到几十人•流出物排放的首要原则是使关键人群组一年所接受的辐射照射剂量不超过审管部门批准的剂量约束值，亦即使公众得到充分保护。28（二）年排放量实行总量控制剂量值是基本限值，但是基本限值难以度量，不便实际执行。于是，通过对流出物从排放口排出后在环境中传输、弥散，经食物链到人等照射途经的分析，辅以保守的假定推定出一组排放量限值.29保证在各种不利因素下，满足这组排放限值就一定可以保证前述讨论的剂量约束值不会超过，这组年排放量数值就可以作为流出物排放控制的次级标准，并称为年排放量限值.年排放量限值既是与源相关的量，又是与环境条件相联系的量。对于同样的剂量约束值，不同的环境条件可以得出不同的年排放量限值30现实的作法对几类核设施依据其实际可能的排放情况，在对其生产和环境保护权衡后确定某一排放数值。最后由审管部门认可。对于许多特殊的核与辐射设施，采取具体问题具体分析的办法确定。（三）实行最优化政策最优化是辐射防护体系的重要组成部分。它的基本含义是：首先要满足剂量标准，遵守年排放量限值，执行总量控制要求使公众得到保护。但是这还不够，如果在花费或代价不大仍可使流出物排放量减少的话，应努力使排放量减少。31最优化政策的提出除了科学内函，还有伦理学上的意义，即核与辐射设施的受益者是业主，设施周围公众受到的辐射照射尽管低于国家标准，是安全的，但无论如何不是公众情愿的。因此，从伦理学上考虑能降低排放量就设法降低才符合情理。32（四）可核查性原则对于核与辐射设施流出物排放除遵守上面三个原则之外，还应遵循可核查性原则。可核查性包括对经液、气途径流出物排放时有监测数据，有详细记录；审管部门可监控及验证排放情况；对已往的排放资料，可以追朔复查。33四、流出物排放要求（一）申报和批准（二）净化与处理（三）专设排放口（四）流出物的监测（五）不满足要求的能返回净化系统（六）对放射性液体流出物实行槽式排放34（一）申报和批准核与辐射设施的流出物排放都需经过审管部门批准。对于像核电站这类大型核设施，需要在首次装料前向环境保护部提出申请年排放量值。原则上讲，申报的数值不能大于历次环境影响报告书中给出的排放源项。审管部门经技术审评认为满足相关要求后发文正式批准。35（二）净化与处理对于可能有大量的流出物排放的设施，为防止排放引起环境污染，必须建有足够处理能力的净化设施及设备（备用）。并要求气、液流出物经过处理后再排放。对于气体流出物，要通过烟囱排放。不同的排放量对烟囱也有不同的要求。但不能指望将不符合排放要求的放射性气体经高烟囱的稀释作用排出，这种作法等于是人为稀释，是违法的行为。36(三）专设排放口对于液体流出物，排放口的选取应避开集中取水口，经济鱼类产卵场，回游路线和水生生物养殖场。此外，液体流出物排放口应选在对流出物扩散条件好的水域。37（四）流出物的监测对流出物排放进行监测有以下几个作用:•估算年排放总量•检验“三废”治理设施的运行效能•及时发现偶然误排•在万一发生事故时判断事故排放量•为设施运行时环境影响评价提供辐射源项•改善公共关系38（五）不满足要求的能返回净化系统•在流出物排放前必须进行监测，监测合格后才允许排放•若监测发现不符合排放要求的，必须具备返回净化系统的可能性. 39（六）对放射性液体流出物实行槽式排放槽式排放应具有以下几个要点：•在排放前贮存在贮存容器中；•贮存容器的容量足够大并应有备用容器；•在排放前对容器中的放射性进行取样分析，分析合格经批准后方可排放；•在排放中，对液体排放量有计量设备；•监测不合格，应返回净化系进行净化处理404.5 环境放射性监测一、辐射环境监测的概念辐射环境监测是辐射环境管理的重要手段。通过监测可验证核与辐射设施对环境的实际影响处在所控制的范围之内；可以发现核与辐射设施的异常排放；在严重事故时可以判定污染的范围和水平；可以改善公共关系（管理的耳目）辐射环境监测按对象一般分为两大类，一类是针对较大区域内的一般环境质量监测，另一类是针对特定核与辐射设施周围的监测。41针对核设施，特别是大型核设施的监测又分为运行前的本底调查，运行期间的监督性监测，出现严重事故时的应急监测，以及核设施寿期终了退役后的验证性监测（处置场监护期监测）。运行期间的监督性监测，指环境保护部门为管理目的对各核及辐射设施对环境造成的影响所进行的定期或不定期的测量（三哩岛）42因为人们对核与辐射较为敏感，各国在既要求业主开展环境监测的同时，又指令审管部门进行独立于业主的监督性监测。这种由业主和审管部门同时开展的监测又俗称“双轨监测”公众知道有代表他们利益的政府部门，在一天24小时连续对核与辐射设施进行监督性监测，并及时公布监测结果，他们会感到放心。并从而愿意接受核与辐射设施的存在，这也就是前面讲到环境监测可以达到改善公共关系的理由43二、环境监测的机构与职责（一）业主业主负责本单位的环境辐射监测（二）监督部门各省环保部门承担对本省区域内一般环境质量监测以及辖区内核及辐射设施的监督性监测。44三、环境辐射监测大纲无论是核与辐射设施开展的自行监测，还是环境保护部门开展的环境监测，在开展监测工作之前必须制定出切实可行的监测大纲（质保的需要）1. 制定环境辐射监测大纲应遵循的原则:（1