核污染及其防治核/污/染/危/害/宣/傳核污染帶來的環境危害專題講座核污染主要指核物質泄露后的遺留物對環境的破壞，包括核輻射、原子塵埃等本身引起的污染，還有這些物質對環境的污染后帶來的次生污染，比如被核物質污染的水源對人畜的傷害。前言目錄核污染的起因放射性廢物處理技術輻射的生物效應及危害輻射防護技術方法01020304核污染的起因01核污染帶來的環境危害專題講座1979年3月28日凌晨4時美國賓夕法尼亞州的三里島核電站第2組反應堆的操作室里，紅燈閃亮，汽笛報警，渦輪機停轉，堆心壓力和溫度驟然升高，2小時后，大量放射性物質溢出。美國三里島核電站事故1.核電站核物質的泄漏1966年，日本第一座核電站開始商運。日本有17個核電站、共55臺機組，核電占發電比重30%，預計至2017年，將占到40%。01.日本核電現狀及福島核電站情況(目前世界最大核電站)由福島一站和福島二站組成，共10臺機組(一站6臺，二站4臺)，均為沸水堆。日本福島核電站嚴重事故介紹日本核電概況:福島核電站:地震引發約14米高海嘯超過電站防波堤(約5.7米)。02.福島核電站事故主要進程

2011年3月11日14時46分(北京時間13時46分)發生在日本本州東海岸附近海域的里氏9級地震--歷史最大。地震震中位于北緯38.1度，東經142.6度，震源深度約20公里;地震發生，控制棒插入堆芯，在運機組自動緊急停堆，廠外電失去，應急柴油發電機自動啟動廠內柴油機正常啟動對堆芯實施冷卻，約一小時后，地震驅動的海嘯淹沒了廠房，導致應急柴油機、泵、閥門和其它設備不可用，最終導致超設計基準全廠斷電事故使得堆芯余熱不能及時導出，堆芯狀況逐步惡化，冷卻水蒸發導致燃料棒裸露燃料棒高溫情況下與水蒸氣發生反應(鋯水反應)，產生氫氣氫氣聚集，反應堆廠房發生氫氣爆炸，建筑物受損衰變熱無法導出(衰變能約占裂變能的7%)，也使得燃料棒不斷升溫，裸露部分開始融化后續3、4號機的乏燃料水池也因為失去冷卻，引發燃料融化風險事故過程放射性蒸汽外泄事故過程堆芯裸露，包殼快速升溫鋯水反應，產生氫氣繼續升溫，冷卻水大量蒸發壓力容器嚴重超壓開閥泄壓，部分放射性外泄壓力容器泄壓，蒸汽通過泄壓水池釋放到反應堆廠房中帶有大量氫氣的水蒸氣進入到廠房中與氧氣混合，發生所謂“氫氣爆炸”。非也!安全殼外廠房爆炸爆炸后，反應堆廠房房頂被掀開，只剩下鋼架。通過爆炸后的輻射劑量大小可以預測:壓力容器和安全殼總體上完整。盡管發生爆炸，但是后果沒有那么嚴重!氬氣爆炸事故過程爆炸后，眾多猜測和誤解壓力容器內爆炸??安全殼內爆炸??福島我國地震地震帶地質結構穩定海嘯發生基本不具備發生條件技術標準60年代90年代安全殼承壓能力較弱較強安全殼消氫無能動+非能動全廠斷電汽動泵汽動泵+非能動系統嚴重事故管理導則無已有并全面推廣2.經驗反饋、改進及啟發無論對二代還是三代核電站、壓水堆還是沸水堆，福島核電站嚴重事故均給我們很多改進啟示:廠址抗震能力--廠址選擇廠址防海嘯、洪水能力--設計考慮和現行改進預防嚴重事故發生--應急電源、應急水源...嚴重事故緩解--氫氣復合器、過濾排放、SAMG應急響應能力--公眾撤離事故后續處理、放射性物質處理--設備、技術3.經驗反饋、改進及啟發2004年7月12日凌晨3點鐘唐山市熱電廠工程工地上,工作人員正在用“工業探傷機”,對電焊焊接的鋼板進行工業探傷拍片檢查,工作中不慎將探傷機中的放射源遺失在現場，上午上班后，被值班領導撿到，裝入上衣口袋，后又裝入褲子口袋，且直到中午與工人一起吃晚飯后，在從口袋中掏出放入辦公室抽屜中，造成較大輻射損傷。4.工業和醫療上的核物質丟失2004年7月12日唐山市發生工業探傷機放射源“Se-75”(100居里)遺失,導致數十名工地工作人員受到不同程度輻射事故,其中4人傷情相對嚴重。事故經過:輻射的生物效應及危害02射線的能量或粒子直接引起生物分子的電離、激發和斷裂，造成生物組織結構和功能的損傷(早期發生)。1.原發作用射線直接作用下產生的自由基(主要是水自由基)，對生物分子的損傷作用(代謝、功能、結構)。生物效應作用途徑2.繼發作用輻射與人體相互作用會導致某些特有生物效應其性質和程度主要取決于人體組織吸收的輻射能量演變過程如圖所示。輻射生物反應的演變過程(一)輻射的生物效應輻照對受照者本身的有害效應;是由于人體普通細胞受損引起的;只影響到受照者個人本身。輻射引起人體細胞內的基因突變;是生殖細胞受損傷引起的有害效應影響到受照者后代的身體缺陷。生物效應軀體效應遺傳效應慢性放射病是由于多次照射、長期累積的結果。危害取決于受輻射時間和輻射量。（二）輻射對人體的危害1.急性放射病2.遠期影響主要是慢性放射病和長期小劑量照射對人體健康的影響，多屬于隨機效應。短時大劑量輻射的醫療反應3.輻射劑量與機體反應整個身體瞬間接受計量大于4000：

死亡產生幾種射線疾病:骨髓和骨密度遭到破壞，紅細胞和白細胞數量極度減少，有內出血、嘔吐、腹瀉癥狀

2000-4000：1000-2000：輕微的射線疾病，疲勞、嘔吐、食欲減退、暫時性脫發、紅細胞減少100-500：沒有疾病感覺，但血樣中白細胞數量在減少小于100：對人體沒有危害輻射防護技術方法03核污染帶來的環境危害專題講座呼吸道吸入消化道吸入皮膚沾染接觸放射源射線照射人體途徑分類外照射：內照射：內照射防護：指定區域操作避免環境及操作場所污染定期檢查與監測嚴格存放放射性藥品及其他放射源措施避免食入減少吸收增加排泄清除污染DoseratexTime=Dose劑量率x時間=劑量在放射區域里的時間越短接受的劑量越小離放射源盡可能遠劑量和距離平方成反比A?=DoserateatdistanceD,A?=DoserateatdistanceD2外照射防護措施1.時間防護2.距離防護3.屏蔽防護輻射防護原則--時間輻射防護原則--距離輻射防護原則--屏蔽輻射類型措施說明外照射的防護距離防護其他條件不變時，操作人員所受劑量的大小與距放射源距離的平方成反比，故實際操作應盡量遠離放射源時間防護其他條件不變時，操作人員所受劑量的大小與操作時間成正比。故工作人員須熟悉操作，盡量縮短操作時間，從而減少所受輻射劑量屏蔽防護是射線防護的主要方法，依射線的穿透性采取相應的屏蔽措施。對a射線，戴上手套，穿好鞋襪，不讓放射性物質直接接觸到皮膚即可;對β射線，用一定厚度(一般幾毫米)的鋁板，有機玻璃等輕質材料即可完全屏蔽;具強穿透力的γ射線是屏蔽防護的主要對象內照射的防護防止呼吸道吸收氣體放射性核素如氡(Rn)，氚(3H)等可由呼吸道進入人體而被吸收，吸收率的大小與放射性核素的溶解度成正比防止胃腸道吸收被放射性核素沾污的食物、水等，經口由胃腸道進入人體，吸收率的大小取決于放射性核素的化學特性，堿族(如24Na、137Cs)鹵素(如18F、36C1、131I)的吸收率高達100%，稀土和重金屬元素的吸收率最低，為0.001%~0.01%防止由傷口吸收某些放射性核素如Rn、3H、131I、90Sr(液體)可透過完整皮膚進入人體，吸收率隨時間增長緩慢，當皮膚上有傷口時，吸收率就增加幾十倍以上，并使傷口沾污形成難以愈合的放射性輻射防護一般措施放射性廢物處理技術04含放射性核素或被之污染，其濃度或比活度大于規定的清潔解控水平，預期不會再被利用的廢棄物。濃縮及固化處理凈化后有控制排放放射性廢物:處理基本途徑與環境隔絕長期安全存放去污后再循環利用放射性廢物的處理原則No.基本原則說明1保護人類健康必須確保對人類健康的影響達到可接受水平2保護環境必須確保對環境的影響達到可接受的水平3超越國界的保護考慮超越國界的人員健康和環境的可能影響4保護后代必須保證對后代預期的健康影響不大于當今可接受的水平5給后代的負擔放射性廢物管理必須保證不給后代造成不適當的負擔6國家法律框架必須在適當的國家法律框架內進行，明確劃分責任和規定獨立的審管職能7控制放射性廢物產生放射性廢物的產生必須盡可能最少化8放射性廢物產生和管理間的相依性必須適當考慮放射性廢物產生和管理的各階段間的相互依賴關系9設施安全必須保證放射性廢物管理設施使用壽期內的安全IAEA放射性廢物管理基本原則我國放射性廢物管理40字方針依據IAEA的基本原則制定減少產生、分類收集、凈化濃縮、減容固化、嚴格包裝、安全運輸、就地暫存、集中處置、控制排放、加強監測、放射性固體廢物處理技術一放射性固體廢物1.固化技術2.減容技術蒸發殘渣、沉淀泥漿、廢樹脂等。濕固體焚燒爐灰、污染用品、工具、設備、廢過濾器芯、活性炭等。干固體在放射性廢物中添加固化劑，使其轉變為不易向環境擴散的固體的過程。1.固化技術固化對象:彌散性物質放射性廢液處理產生的泥漿、蒸發殘渣和廢樹脂等濕固體焚燒爐灰等干固體固化:(1)低浸出率(4)高生化穩定性和耐腐蝕性(6)高減容比最終固化物體積應小于摻入的廢物體積。減容比的大小取決于能嵌入固體中的廢物和可以接受的水平。是鑒別固化方法和衡量最終處置成本的一項重要指標。01.固化的一般要求(2)高熱導率(3)高耐輻射性(5)高機械強度理想的廢物固化體主要特性指標項目水泥固化瀝青固化塑料固化玻璃固化陶瓷固化干廢物包容量1%(質量百分數)5~4030~6030~6010~3015~30密度/(g'cm3)1.5~2.51.1~1.91.1~1.52.5~3.02.5~3.0浸出率/(g·cm2.d-1)10-4~10-110-5~10-310-6~10-310-7~10-410-8~10-5抗壓強度/MPa10~30塑性20~100(或塑性)脆性高耐輻照/Gy約108約107約107約109約109投資低中中高高操作和維修簡單中等中等復雜復雜適用性低、中放廢物低、中放廢物低、中放廢物高放、a廢物高放、a廢物應用狀況工業規模工業規模工業應用工業應用研究開發02.常用固化方法原理：依靠機械力作用，使廢物密實化，減少體積。優點：操作簡單，設備投資和運行成本低;在核電廠應用相當普遍。缺點：減容倍數比較低(2~10)。2.減容技術減少體積，降低廢物包裝、貯存、運輸和處置的費用。目的:1.壓縮減容比大(10~100倍);可使廢物向無機化轉變，免除熱分解、腐爛、發酵和著火等危險;可回收钚、鈾等有用物質。2.焚燒原理:將可燃性廢物氧化處理成灰燼(或殘渣)優點:對放射性廢物焚燒，要求:采用專門設計的焚燒爐;爐內維持一定負壓;配置完善的排氣凈化系統;焚燒灰渣應進行固化處理或直接裝入高度整體性容器中進行處置。注意絮凝沉淀、蒸發、離子交換(或吸附)和膜技術(如電滲析、反滲透、超濾膜)。低、中放廢液蒸發濃縮后貯存在雙壁不銹鋼貯槽中。放射性廢液處理技術二高放廢液除塵設備放射性廢氣處理技術三（一）放射性粉塵的處理機械式除塵器去除粒徑大于60μm的粉塵顆粒。濕式除塵器去除粒徑10~60μm的粉塵顆粒。凈化氣粉塵濃度>100mg/m3。過濾式除塵器去除粉塵粒徑小于10μm;凈化氣粉塵濃度為1~2mg/m3電除塵器微米粒徑顆粒物的去除率可達99%以上。廣泛用于核設施內的千式過濾器;有效捕集粒徑<0.3μm放射性氣溶膠粒子;去除效率>99.97%;一次使用失效后即行廢棄;在HEPA過濾器之前要安裝預過濾器，以除去廢氣中的大顆粒固體。（二）放射性氣溶膠的處理（三）放射性氣體的處理活性炭滯留床對85Kr、133Xe有良好吸附選