核电站辐射对周围环境的影响

核电站辐射对周围环境的影响[文摘]:人类能源的日益紧缺,使得核电站在人们的生活中扮演的角色越来越重，人们对于核能应用的恐惧感却对此产生了抵触作用.因此有必要讨论核电站辐射对周围环境的影响，其中包括核电站辐射对陆地环境、大气环境、淡水和海洋环境以及其中的生物的影响还讨论了核电站辐射对公众和职业工作人员的影响。本文主要通过对秦山核电站、大亚湾核电站以及瑞士的RinghalsNPP进行调研，通过比较核电站运行前后αβγ射线的辐射量以及人工核素的活度的变化来给出结论。比较表明核电站运行前后各项参数基本没有变化，跟本底水平相当；由此可以得出结论：核电站辐射对周围环境的影响很小，相对与本底来说可以忽略。合理发展核能核电,是一天安全的低污染的解决能源问题的道路.关键词核电站辐射污染陆地环境大气环境淡水海洋环境生物公众职业人员1、引言随着国民经济和人们生活水平的提高，我国核电站的数目将不断增加，核电将在人们的生活中扮演举足轻重的作用。据中国核动力研究设计院委员钱天林曾透露，国家电力规划总院有一个发展规划，到2020年，国内核电装机容量将从目前已经投产和在建的870万千瓦增加到3600万千瓦，要占到全国电力装机总容量的4%，国内的100万千瓦级核电站数目要达到40个。新华社报道指出，这个规划意味着，从2004年起，中国每年将至少批准建设2个百万千瓦级核电站。也就是说，今后16年，中国每年都要建一座与大亚湾核电站规模相当的核电站[8]。然而核电站是利用原子核在裂变时产生的巨大能量来发电的，能量则是通过辐射来释放的，因此人们都会担心核电站辐射到底对周围环境有多大的影响。本文主要对核电站辐射进行讨论，讨论的客体――周围环境，空间上包括：周围陆地环境、大气环境、淡水环境、海水环境以及其中所涉及到的人和其他生物。2、核电站辐射对陆地环境的影响对核电站周围陆地环境影响最大的是γ辐射。调阅了杭州和大亚湾地区在运行核电站前后，天然辐射外照射水平的变化。大亚湾核电站周围环境中γ辐射水平与本底调查相比，除去监测点不同以及其他因素以为，仍在正常范围内涨落,未发现明显变化。表1给出了1994～2003年各年度间7个不同监测点测得的γ射线累积剂量。除了固定的7个监测点的监测，还有如便携式γ剂量率仪的定期定点巡测（限于篇幅，再次略去数据），也表明在运行核电站前后历年中大亚湾核电站周围地区环境累积γ辐射不仅未表现明显的变化，而且在天然辐射的范围之内。表1大亚湾地区1994～2003年各年间连续γ监测结果(μＧｙ/ｈ)AS1－BS4是指7个不同的监测点2)数据来自（[1]大亚湾核电站1994～2003年环境辐射监测结果与分析表2）秦山核电站运行前后，杭州地区室外电离辐射剂量率分别在(11.8～14.5)和(11.9～14.3)×10-8Ｇｙ*ｈ-1范围内波动，均值分别为(12.9±1.1)和(13.0±1.0)×10-8Ｇｙ*ｈ-1，两者均在浙江省室外天然辐射外照射空气吸收剂量率的平均值(14.2±3.1)×10-8Ｇｙ*ｈ-1左右波动,没有增高倾向。由此我们可以得出结论，核电站辐射基本没有增加周围陆地环境中天然的辐射剂量。（数据来源[2]）3、核电站辐射对大气环境的影响核电站辐射对大气环境的影响可以通过对大气飘尘、沉降物中的放射性核素137Ｃｓ、90Ｓｒ、7Be的比活度和总α及总β放射性水平来确定。浙江省防疫站对杭州地区大气沉降物中的放射性核素水平进行了监测，表2给出了运行秦山核电站前后1990～1995年间杭州地区大气沉降物中的放射性核素水平，从表中可以看出秦山核电站运行后，大气沉降物中137Ｃｓ、90Ｓｒ的比活度值其波动范围和均值与运行前基本一致，没有发现运行之后有明显增加。其水平属于正常辐射性本底。表21990～1995年杭州地区大气沉降物中的放射性核素水平(Ｂｑ/ｍ2*季)数据来源（[2]秦山核电站运行对杭州地区环境放射性影响表1）大亚湾地区主要是通过监测大气飘尘中的总α及总β放射性水平和7Be的比活度的变化来确定核电站辐射对大气的影响程度。就总α放射性水平而言，运行前本底调查所得样本的α含量范围是0.60×10-4Bq/m3～17.3×10-4Bq/m3，β含量范围是0.73×10-4Bq/m3～24.6×10-4Bq/m3；运行后所得样本的α含量范围是0.09×10-4Bq/m3～9.1×10-4Bq/m3，β含量范围是0.12×10-4Bq/m3～20.4×10-4Bq/m3。（数据来源[6]）图1给出了气溶胶总β放射水平在1995～2002年间变化趋势。由此可以看出大亚湾建成运行8年以来大气中的总α放射性含量及总β放射性含量与运行前本底相比没有增加，在本底范围内涨落，可以认为大亚湾核电站以及秦山核电站的辐射未对大气造成人工放射性污染。图1气溶胶总β放射水平历年变化趋势数据来自（[1]大亚湾核电站1994～2003年环境辐射监测结果与分析图3）4、核电站辐射对周围淡水的影响淡水作为我们生活中最重要的一部分，其辐射性水平也在我这次讨论之列，它的辐射性水平主要通过总α活度、总β活度以及人工放射性核素如：137Cs、90Sr、110ｍＡｇ等来反映。淡水包括雨水,地表水和监测井水。在杭州，对其自来水、钱江水和西湖水进行了秦山核电站运行前后水样放射性水平监测，结果均处于较低的水平，且与中国环境放射性监测系统监测数据公报(1981～1987)所列杭州地区水样历年放射性活度相比，处于同一量级，属于未受特殊污染的正常本底水平。表3给出了秦山核电站运行前后自来水、钱塘江水样、西湖水样的放射性水平的变化。表3秦山核电站运行前后水样放射性水平(Ｂｑ*l-1)1）数据来源（[2]秦山核电站运行对杭州地区环境放射性影响表2）在大亚湾，对雨水、大坑、鹏城、岭澳3个水库水以及监测井水，进行了总β活度浓度的测量，表明活度浓度与本底的水平基本一致；对监测井水中的人工核素进行γ谱仪分析时，发现人工放射性核素的浓度均低于γ谱仪方法探测限（由于篇幅有限，在此省略数据）。由此可以得出核电站辐射对淡水基本上没有影响，在核电站运行前后，淡水的辐射性水平基本没有变化，保留在本底辐射范围之内。5、核电站辐射对海洋环境的影响由于目前大多数的核电站都建在沿海，比如大亚湾核电站和岭澳核电站。其对邻近的海洋系统的影响也是需要考虑的。在此讨论核电站辐射对海洋水和海洋生物的影响。海洋水中110ｍＡｇ、137Ｃｓ、90Ｓｒ和3Ｈ等核素的活度可以反映海洋水的辐射性水平。同淡水中的110ｍＡｇ活度浓度一样，海水的中的也低于γ谱仪方法探测限0.5Ｂｑ/ｍ3，说明目前海水中110ｍＡｇ的活度浓度处于较低的水平。表4给出了1994～2003大亚湾附近海水中的137Ｃｓ、90Ｓｒ和3Ｈ活度浓度水平。有人10年来对西大亚湾海域距核电站排放口1ｋｍ以外的5个采样点的海水样品进行了监测，分析结果表明，海水样品中人工放射性核素137Ｃｓ平均活度浓度为2.14Ｂｑ/ｍ3、90Ｓｒ平均活度浓度为1.81Ｂｑ/ｍ3，与本底的2.1和2.7Ｂｑ/ｍ3相比，变化不大；3H的平均浓度是3.15Ｂｑ/Ｌ，（数据来源[1]）同样H也处在较低的水平，但同时也发现随着发电量的增加，3H的活度浓度也在不断的增加，这是值得我们注意的一个问题。表41994～2003大亚湾附近海水中的137Ｃｓ、90Ｓｒ、3Ｈ活度浓度水平数据来源（[1]大亚湾核电站1994～2003年环境辐射监测结果与分析表7）6、核电站辐射对生物的影响生物跟人的关系可谓是密不可分，在讨论完核电站辐射对大陆、大气、海洋环境的讨论之后，我继续讨论一下辐射对生物的影响，其影响主要反映在生物样本中人工核素如137Cs、90Sr等的活度浓度。在秦山核电站周围的各类食品放射性活度的变化范围为137Ｃｓ:001～008Ｂｑ·ｋｇ-1，90Ｓｒ∶001～013Ｂｑ·ｋｇ-1，(数据来源[2])与运行前秦山核电站环境放射性本底调查以及杭州地区历年监测结果变化相一致,同样属于正常放射性本底水平,未见异常现象。表5给出了秦山核电站运行前后大米等各类生物样品的放射性核素137Cs、90Sr的活度水平。表5秦山核电站运行前后各类生物样品的放射性核素水平(Ｂｑ·ｋｇ-1)1）数据来源（[2]秦山核电站运行对杭州地区环境放射性影响表3）在调研中发现，大亚湾核电站周围的各种生物样本中除137Ｃｓ外的人工核素含量均低于方法探测限。就137Ｃｓ而言，除了个别生物明显低于本底水平之外，其他的都基本上与本底水平相当。表6给出了历年来各生物样品中137Ｃｓ活度浓度测量结果。表6大亚湾周围各生物样品中137Ｃｓ活度浓度测量结果[Ｂｑ/ｋｇ(鲜)]数据来源（[1]大亚湾核电站1994～2003年环境辐射监测结果与分析表5）对于海洋生物而言，110mAg的活度可以反映生物样本中的放射性水平，在调研了大亚湾附近各地区海域中的软体动物、鱼类动物等，（由于篇幅有限，数据略）。我们可以得到一个结论，核电站周围的陆地生物和海洋生物中的放射性水平基本上与本底水平相当，核电站辐射基本上没有对陆地生物和海洋生物造成有多大的影响。图2给出了瑞士RinghalsNPP附近海域中的几种生物中60Co的活度的监测结果。图21981–1999间瑞士RinghalsNPP附近海域中四种生物的60Co的活度1）数据来源（[10]fig.2）7、核电站辐射对人的影响在我们讨论完核电站辐射对自然环境以及生物的影响之后，继续讨论核电站对人本身的影响，在此把人分成一般公众和职业工作人员。7.1、一般公众的有效剂量正常运行期间广东大亚湾核电站半径80km范围内放射性流出物排放造成的集体有效剂量为1.29×10-1人*Sv*a-1。在大亚湾的鹏城有一部分半职业渔民，他们的有效剂量为7.76×10-7Sv*a-1，明显高于鹏城一般公众最大个人有效剂量(1.75×10-7Sv*-1)。(数据来源[4])《核电厂环境辐射防护规定》中规定:“每座核电厂向环境释放的放射性物质，对公众中任何个人造成的有效剂量，每年应小于0.25mSv。”大亚湾核电站正常运行期间放射性流出物排放对周围公众造成的最大个人有效剂量为7.76×10-7Sv*a-1为国家规定剂量限值的0.31%。气体放射性流出物和液体放射性流出物排放对周围公众造成的最大个人年有效剂量当量占国家规定剂量限值的份额分别为0.02%和0.3%。1996年广东大亚湾核电站正常运行期间，放射性流出物排放对周围公众造成的最大个人有效剂量当量是非常小的，仅为天然本底辐射对人类造成的有效剂量当量的0.03%，因此核电站的辐射基本没有增加公众的有效剂量。7.2、职业工作人员的有效剂量对于职业工作人员，分外照射和内照射两个方面来讨论。从1994到2002年期间，大亚湾核电站单年度个人剂量超过20ｍＳｖ的人数共有4人，没有人员超过当时国家标准规定的50ｍＳｖ的年有效剂量限值，个人年剂量最大值为36.3ｍＳｖ(2001年)。(数据来源[3])自1994至2002年，大亚湾核电站每年大约进行2600人次的全身计数检查。发现几例内玷污人员，其体内发现的放射性核素分别有137Ｃｓ、60Ｃｏ、58Ｃｏ、58Ｍｎ等。但所发现核素的活度都很低,测量值略大于最低探测限。若根据各案例工作内容确定摄入时间或假定摄入时间为两次测量的中间日，由此而估算的摄入量小于年摄入量限值的1%。8、结论通过对核电站周围的陆地环境、大气环境和水环境以及对其中的生物，特别是人的监测，我们可以得出一个结论：核电周围地区的辐射环境基本保持在运行前的本底水平；公众以及职业人员的有效剂量都远远低于建议的剂量限值。看出正常的核电站并不会对周围环境造成影响，理论上不会造成人们所担心的环境污染.同时我们也必须认真做好防护，以免发生核事故。参考文献[1]吉长余，张东果大亚湾核电站1994～2003年环境辐射监测结果与分析[J]辐射防护，2004年5月第24卷第3－4期173－188Jichangyu，ZhaodongguoResultsandanalysisofenvironmentalradiationmonitoringatGNPS(1994~2003)[J]RadiationProtection,may2004,Vol.24,No.3-4:173-188(inChinese)[2]王赞信，赵义坊秦山核电站运行对杭州地区环境放射性影响[J]中国公共卫生学报，1999年第18卷第3期181－182WangzanxinZhaoyifangenvironmentalradiationeffectstoHangZhoucityaftertheoperationofQinshanNuclearpowerplant[J]ChinaPublicHealthJournal,1999Vol.18,No.3181-182[3]樊治国问清华等大亚湾核电站1994～2002年职业性照射个人剂量监测和评价[J]辐射防护，2004年5月第24卷第3-4期206－210FanzhiguoWenqinhuaetalAssessmentofindividualdosefromoccupationalexposureatGNPS(1994~2002)[J]RadiationProtection,may2004,Vol.24,No.3-4:206-210(inChinese)[4]初志春大亚湾核电站1996年环境辐射剂量评价[J]辐射防护通讯，1998年6月第18卷第3期(总第105期)24－30ChuzhichunAssessmentofenvironmentalradiationdoseatGNPS(1996)[J]RadiationProtectionCommunicationJune1998Vol.18No.324-30[5]刘祖森戈其君等广东大亚湾核电站运行前深圳市环境辐射水平及其所致居民剂量[J]中华放射医学与防护杂志1997年6月第17卷第3期193－196LiuzusenGeqijunetalEnvironmentalradiationlevelsinShenzhenCityandresultantpopulationdosebeforeoperationofDayaBaynuclearpowerplant[J]ChinaRadioMedProt,June1997,Vol.17,No.3:193-196(inChinese)[6]刘瑛邓飞等大亚湾核电站周围地区大气飘尘总放射性分析[J]广东科技2002年第8期LiuyingDengfeietalAnalysesoftotalradiationfromatmospherearoundGNPS[J]GuangDongtechnique,2002Vol.8[7]汪永祥核电站与环境[J]吉林电力技术1995年第4期46－48WangyongxiangnuclearpowerplantandEnvironment[J]Jilinpowertechnique,1995Vol.446-48[8]王冰凝四川拟投400亿建核电站，专家告诫不宜跟风[EB/OL]/economy2003/editor_2003/041008/041008_235588.html2004年10月08日WangbinyinSichuanplanstobuildanuclearpowerplantinvesting40billionYuan,expertsadvisetobecautious.[EB/OL