核污染及其防治应对措施课件

核污染及其防治—共铸核应急核心安全防线—主讲人：日期：

前言

今年8月24日下午1点，日本正式宣布将核废水排海,在此之前日本核废水排海计划遭到世界各国的强烈斥责,日本仍然反其道而行之,全然不顾海洋生命和人类生存环境的安全。在我国，以女性为主的群体网络上掀起了一股谨慎使用日本生产的化妆品热潮,这是对核辐射的重视，更是对个人健康安全的重视。核污染主要指核物质泄露后的遗留物对环境的破坏，包括核辐射、原子尘埃等本身引起的污染，还有这些物质对环境的污染后带来的次生污染，比如被核物质污染的水源对人畜的伤害。目录01核污染的起因02辐射的生物效应及危害03辐射防护技术方法04放射性废物处理技术contentPART01核污染的起因Causesofnuclearcontamination—核电站核物质的泄漏—美国三里岛核电站事故1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第2组反应堆的操作室里，红灯闪亮，汽笛报警，涡轮机停转，堆芯压力和温度骤然升高，2小时后，大量放射性物质溢出。在三里岛事件中，从最初清洗设备的工作人员的过失开始，到反应堆彻底毁坏，整个过程只用了120秒。6天以后，堆芯温度才开始下降，蒸气泡消失--引起氢爆炸的威胁免除了。100吨铀燃料虽然没有熔化，但有60%的铀棒受到损坏，反应堆最终陷于瘫痪。此事故为核事故的第五级。(核事故共7个级别，级别越高，危害越大)—日本福岛核电站严重事故介绍—日本核电概况:1966年，日本第一座核电站开始商运。日本有17个核电站、共55台机组，核电占发电比重30%，预计至2017年，将占到40%。一、日本核电现状及福岛核电站情况福岛核电站:(目前世界最大核电站)由福岛一站和福岛二站组成，共10台机组(一站6台，二站4台)，均为沸水堆—日本福岛核电站严重事故介绍—二、福岛核电站事故主要进程2011年3月11日14时46分(北京时间13时46分)发生在日本本州东海岸附近海域的里氏9级地震--历史最大;地震震中位于北纬38.1度，东经142.6度，震源深度约20公里;地震引发约14米高海啸超过电站防波堤(约5.7米)。—日本福岛核电站严重事故介绍—二、福岛核电站事故主要进程（事故过程）地震发生，控制棒插入堆芯，在运机组自动紧急停堆，厂外电失去，应急柴油发电机自动启动；厂内柴油机正常启动对堆芯实施冷却，约一小时后，地震驱动的海啸淹没了厂房，导致应急柴油机、泵、阀门和其它设备不可用，最终导致超设计基准全厂断电事故使得堆芯余热不能及时导出，堆芯状况逐步恶化，冷却水蒸发导致燃料棒裸露；燃料棒高温情况下与水蒸气发生反应(鋯水反应)，产生氢气；氢气聚集，反应堆厂房发生氢气爆炸，建筑物受损衰变热无法导出(衰变能约占裂变能的7%)，也使得燃料棒不断升温，裸露部分开始融化；后续3、4号机的乏燃料水池也因为失去冷却，引发燃料融化风险—放射性蒸汽外泄—堆芯裸露，包壳快速升温锆水反应，产生氢气继续升温，冷却水大量蒸发压力容器严重超压开阀泄压，部分放射性外泄—日本福岛核电站严重事故介绍—压力容器泄压，蒸汽通过泄压水池释放到反应堆厂房中;带有大量氢气的水蒸气进入到厂房中与氧气混合，发生所谓“氢气爆炸”氩气爆炸非也!安全壳外厂房爆炸爆炸后，众多猜测和误解安全壳内爆炸?压力容器内爆炸?爆炸后，反应堆厂房房顶被掀开，只剩下钢架。通过爆炸后的辐射剂量大小可以预测:压力容器和安全壳总体上完整。尽管发生爆炸，但是后果没有那么严重!—经验反馈、改进及启发—福岛我国地震地震带地质结构稳定海啸发生基本不具备发生条件技术标准60年代90年代安全壳承压能力较弱较强安全壳消氢无能动+非能动全厂断电汽动泵汽动泵+非能动系统严重事故管理导则无已有并全面推广—经验反馈、改进及启发—无论对二代还是三代核电站、压水堆还是沸水堆，福岛核电站严重事故均给我们很多改进启示:1.厂址抗震能力--厂址选择2.厂址防海啸、洪水能力--设计考虑和现行改进3.预防严重事故发生--应急电源、应急水源...4.严重事故缓解--氢气复合器、过滤排放、SAMG5.应急响应能力--公众撤离6.事故后续处理、放射性物质处理--设备、技术—工业和医疗上的核物质丢失—2004年7月12目唐山市发生工业探伤机放射源“Se-75”(100居里)遗失,导致数十名工地工作人员受到不同程度辐射事故,其中4人伤情相对严重。事故经过:2004年7月12日凌晨3点钟,唐山市热电厂工程工地上,工作人员正在用“工业探伤机”,对电焊焊接的钢板进行工业探伤拍片检查,工作中不慎将探伤机中的放射源遗失在现场，上午上班后，被值班领导捡到，装入上衣口袋，后又装入裤子口袋，且直到中午与工人一起吃晚饭后，在从口袋中掏出放入办公室抽屉中，造成较大辐射损伤。PART02辐射的生物效Biologicaleffectsandhazardsofradiation应及危害—生物效应作用途径—原发作用射线的能量或粒子直接引起生物分子的电离、激发和断裂，造成生物组织结构和功能的损伤(早期发生)。继发作用射线直接作用下产生的自由基(主要是水自由基)，对生物分子的损伤作用(代谢、功能、结构)。—辐射的生物效应—辐射与人体相互作用会导致某些特有生物效应；其性质和程度主要取决于人体组织吸收的辐射能量；演变过程如图所示。辐射作用的时间范围从秒内快速带电粒子或光子穿过一个原子所引起的最初的物理事件，到几十年后才表现出的癌症和遗传性疾病，中间经历了一系列复杂的物理、化学、生物化学和生理学的变化过程。—辐射的生物效应—生物效应躯体效应遗传效应辐照对受照者本身的有害效应;是由于人体普通细胞受损引起的;只影响到受照者个人本身。辐射引起人体细胞内的基因突变;是生殖细胞受损伤引起的有害效应；影响到受照者后代的身体缺陷。—辐射对人体的危害—1.急性放射病主要是慢性放射病和长期小剂量照射对人体健康的影响，多属于随机效应。慢性放射病是由于多次照射、长期累积的结果。危害取决于受辐射时间和辐射量。2.远期影响—短时大剂量辐射的医疗反应—整个身体瞬间接受计量大于4000：死亡2000-4000：产生几种射线疾病:骨髓和骨密度遭到破坏，红细胞和白细胞数量极度减少，有内出血、呕吐、腹泻症状1000-2000：轻微的射线疾病，疲劳、呕吐、食欲减退、暂时性脱发、红细胞减少100-500：没有疾病感觉，但血样中白细胞数量在减少小于100：对人体没有危害PART03辐射防护技术方法Methodsofradiationprotectiontechnology—射线照射人体途径—内照射：呼吸道吸入消化道吸入皮肤沾染外照射：接触放射源—内照射防护—指定区域操作避免环境及操作场所污染定期检查与监测严格存放放射性药品及其他放射源预防避免食入减少吸收增加排泄清除污染措施—辐射防护一般措施—辐射类型措施说明外照射的防护距离防护其他条件不变时，操作人员所受剂量的大小与距放射源距离的平方成反比，实际操作应尽量远离放射源时间防护其他条件不变时，操作人员所受剂量的大小与操作时间成正比。故工作人员须熟悉操作，尽量缩短操作时间，从而减少所受辐射剂量屏蔽防护是射线防护的主要方法，依射线的穿透性采取相应的屏蔽措施。对a射线，戴上手套，穿好鞋袜，不让放射性物质直接接触到皮肤即可;对β射线，用一定厚度(一般几毫米)的铝板，有机玻璃等轻质材料即可完全屏蔽;具强穿透力的γ射线是屏蔽防护的主要对象内照射的防护防止呼吸道吸收气体放射性核素如氡(Rn)，氚(3H)等可由呼吸道进入人体而被吸收，吸收率的大小与放射性核素的溶解度成正比防止胃肠道吸收被放射性核素沾污的食物、水等，经口由胃肠道进入人体，吸收率的大小取决于放射性核素的化学特性，碱族(如24Na、137Cs)卤素(如18F、36C1、131I)的吸收率高达100%，稀土和重金属元素的吸收率最低，为0.001%~0.01%防止由伤口吸收某些放射性核素如Rn、3H、131I、90Sr(液体)可透过完整皮肤进入人体，吸收率随时间增长缓慢，当皮肤上有伤口时，吸收率就增加几十倍以上，并使伤口沾污形成难以愈合的放射性PART04放射性废物处理技术Radioactivewastetreatmenttechnology—放射性废物处理技术—放射性废物:含放射性核素或被之污染，其浓度或比活度大于规定的清洁解控水平，预期不会再被利用的废弃物。处理基本途径浓缩及固化处理与环境隔绝长期安全存放净化后有控制排放去污后再循环利用—IAEA放射性废物管理基本原则—No.基本原则说明1保护人类健康必须确保对人类健康的影响达到可接受水平2保护环境必须确保对环境的影响达到可接受的水平3超越国界的保护考虑超越国界的人员健康和环境的可能影响4保护后代必须保证对后代预期的健康影响不大于当今可接受的水平5给后代的负担放射性废物管理必须保证不给后代造成不适当的负担6国家法律框架必须在适当的国家法律框架内进行，明确划分责任和规定独立的审管职能7控制放射性废物产生放射性废物的产生必须尽可能最少化8放射性废物产生和管理间的相依性必须适当考虑放射性废物产生和管理的各阶段间的相互依赖关系9设施安全必须保证放射性废物管理设施使用寿期内的安全—我国放射性废物管理40字方针—减少产生分类收集净收浓缩减容固化严格包装安全运输就地暂存集中处置控制排放加强检测—放射性固体废物处理技术—放射性固体废物湿固体蒸发残渣沉淀泥浆废树脂等干固体焚烧炉灰、污染用品、工具、设备、废过滤器芯、活性炭等—放射性固体废物处理技术—固化对象:弥散性物质放射性废液处理产生的泥浆、蒸发残渣和废树脂等湿固体;焚烧炉灰等干固体固化:在放射性废物中添加固化剂，使其转变为不易向环境扩散的固体的过程。一、固化技术—放射性固体废物处理技术—1.固化的一般要求最终固化物体积应小于掺入的废物体积；减容比的大小取决于能嵌入固体中的废物和可以接受的水平是鉴别固化方法和衡量最终处置成本的一项重要指标。理想的废物固化体主要特性指标(1)低浸出率(2)高热导率(3)高耐辐射性(4)高生化稳定性和耐腐蚀性(5)高机械强度(6)高减容比—放射性固体废物处理技术—项目水泥固化沥青固化塑料固化玻璃固化陶瓷固化干废物包容量1%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抗压强度/MPa10~30塑性20~100脆性高耐辐照/Gy约108约107约107约109约109投资低中中高高操作和维修简单中等中等复杂复杂适用性低、中放废物低、中放废物低、中放废物高放、a废物高放、a废物应用状况工业规模工业规模工业应用工业应用研究开发—减容技术—1.压缩原理依靠机械力作用，使废物密实化，减少体积。优点操作简单，设备投资和运行成本低;在核电厂应用相当普遍。缺点减容倍数比较低(2~10)。原理将可燃性废物氧化处理成灰烬(或残渣)优点减容比大(10~100倍)；可使废物向无机化转变，免除热分解、腐烂、发酵和着火等危险；可回收钚、铀等有用物质。2.焚烧—放射性固体废物处理技术—对放射性废物焚烧，要求:采用专门设计的焚烧炉;炉内维持一定负压;配置完善的排气净化系统焚烧灰渣应进行固化处理或直接装入；高度整体性容器中进行处置。注意—放射性废液处理技术—放射性废液处理技术低、中放废液絮凝沉淀、蒸发、离子交换(或吸附)和膜技术(如电渗析、反渗透、超滤膜)高放废液蒸发浓缩后贮存在双壁不锈钢贮槽中。—放射性粉尘的处理—机械式除尘器去除粒径大于60μm的粉尘颗粒湿式除尘器去除粒径10~60μm的粉尘颗粒；净化气粉尘浓度>100mg/m³过滤式除尘器去除粉尘粒径小于10μm；净化气粉尘浓度为1~2mg/m³电除尘器微米粒径颗粒物的去除率可达99%以上—放射性废气处理技术—（二）放射性气溶胶的处理广泛用于核设施内的千式过滤器;有效捕集粒径<0.3μm放射性气溶胶粒子;去除效率>99.97%;一次使用失效后即行废弃;在HEPA过滤器之前要安装预过滤器，以除去废气中的大颗粒固体。—放射性废气处理技术—（三）放射性气体的处理活性炭滞留床对85Kr、133Xe有良好吸附选择性液体吸收装置使用致冷剂吸收溶解度较高的惰性气体。低温分馏装置对85Kr的回收率大于99%。贮存衰变对短寿命放射性核素有效、经济去除。—放射性废气处理技术—（四）碘同位素的处理碘同位素(131I129I)是放射性废气中主要的挥发性放射性核素;活性炭既能吸附元素碘(Iz)，又能吸附有机碘(如CH_I);从湿空气中去除有机碘，活性炭须用碘化钾或三乙烯二胺(TEDA)浸渍处理。—放射性废气处理技术—（五）废气的排放小放射性废气净化达标后，一般通过高烟囱(60~150m)稀释扩散排放;选择有利的气象条件排放;排放口要设置连续监测器。核污染及其防治—共铸核应急核心安全防线—

核污染的防护措施公众防护核污染对公众的健康有着严重的影响，因此采取正确的防护措施至关重要。以下是一些建议：1.佩戴防护装备：在核事故发生时，应尽快佩戴防尘口罩、防辐射服装、橡胶手套等防护装备，以减少放射性物质的吸入和皮肤接触。2.减少户外活动：在核污染严重的时候，应尽量减少或避免户外活动，尤其是儿童和老人，应尽量留在室内。物理防护核污染不仅对人类健康产生影响，还会对物质和建筑物造成损害。以下是一些建议：1.避免接触放射性物质：不要随意接触可能被放射性物质污染的物品或表面，如果必须接触，应佩戴专业的防护装备。2.减少使用易碎品：在核污染的环境下，应尽量减少使用易碎的玻璃或陶瓷制品，以防止放射性物质从裂缝中释放出来。辐射监测为了确保公众的健康，进行辐射监测是非常必要的。以下是一些建议：1.定期检查身体状况：应定期进行身体检查，尤其是血常规和尿常规检查，以便及时发现辐射造成的身体损伤。2.避免近距离接触放射性物质：在处理或接近可能被放射性物质污染的物品或表面时，应佩戴专业的防护装备，并尽量保持安全距离。医学防护核污染对人体健康的危害不容忽视，应采取适当的医学防护措施。以下是一些建议：1.服用预防剂：