XXXX年-注冊(cè)核安全工程師-專(zhuān)業(yè)實(shí)務(wù)-第十四章輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),2021/9/24,*,注冊(cè)核安全工程師培訓(xùn)教材監(jiān)測(cè)部分,趙亞民,2013,2021/9/24,1,第十四章 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè),第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,第三節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的管理,第四節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法,第五節(jié) 放射性本底調(diào)查與運(yùn)行監(jiān)測(cè),第六節(jié) 人為活動(dòng)對(duì)環(huán)境放射性的影響的監(jiān),第七節(jié) 環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證,2021/9/24,2,引言,本章首先簡(jiǎn)單介紹輻射監(jiān)測(cè)的概念、輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)分類(lèi)、環(huán)境中放射性的背景情況（輻射來(lái)源于水平），接著詳細(xì)給出運(yùn)行前的本底調(diào)查，運(yùn)行期間輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求，輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本方法，討論伴生礦的特點(diǎn)及環(huán)境監(jiān)測(cè)。最后集中討論輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中普遍存在的質(zhì)量保證問(wèn)題。本章著重討論輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有共性的技術(shù)和管理問(wèn)題，對(duì)于具體細(xì)節(jié)問(wèn)題請(qǐng)參閱其他資料,2021/9/24,3,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,定義,一、監(jiān)測(cè)概念,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)監(jiān)測(cè)（,monitoring,）給出了定義，我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（,GB 18871-2002,）采用了國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的定義：,“為評(píng)價(jià)或控制輻射或放射性物質(zhì)的照射，對(duì)劑量或污染所進(jìn)行的測(cè)量及對(duì)測(cè)量結(jié)果的解釋”,2021/9/24,4,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,定義解釋,（,1,）監(jiān)測(cè)目的,評(píng)價(jià)或控制輻射或放射性物質(zhì)的照射。這里的“輻射”是慣穿輻射，放射性物質(zhì)指各種放射性核素，“照射”包括對(duì)人員產(chǎn)生的內(nèi)照射和外照射,（,2,）監(jiān)測(cè)內(nèi)容,貫穿輻射及放射性物質(zhì)對(duì)人產(chǎn)生的輻射劑量，和,/,或放射性物質(zhì)對(duì)環(huán)境介質(zhì)造成的污染程度或水平,（,3,）監(jiān)測(cè)手段,測(cè)量和分析,（,4,）監(jiān)測(cè)結(jié)果,不僅僅提供監(jiān)測(cè)的測(cè)量數(shù)據(jù)，還要給出對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析和解釋,2021/9/24,5,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,分類(lèi),二、輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)分類(lèi),監(jiān)測(cè)分類(lèi)方法很多，包括：,按監(jiān)測(cè)對(duì)象分,按監(jiān)測(cè)的屬性分,按時(shí)間順序分,按實(shí)施監(jiān)測(cè)的主體分,2021/9/24,6,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,分類(lèi),1,按監(jiān)測(cè)對(duì)象分,輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)按監(jiān)測(cè)對(duì)象一般可分為,：,針對(duì)較大區(qū)域內(nèi)的一般環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)；,是針對(duì)特定核與輻射設(shè)施的監(jiān)測(cè)。,2021/9/24,7,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,分類(lèi),2,按監(jiān)測(cè)的屬性分,輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)按監(jiān)測(cè)的屬性分為,：,按計(jì)劃開(kāi)展的常規(guī)監(jiān)測(cè)；,應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的應(yīng)急監(jiān)測(cè)。,2021/9/24,8,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,分類(lèi),3,按時(shí)間順序分,針對(duì)核與輻射設(shè)施的運(yùn)行時(shí)間順序環(huán)境監(jiān)測(cè)可分為：,核與輻射設(shè)施運(yùn)行前本底調(diào)查；,核與輻射設(shè)施運(yùn)行期間的監(jiān)測(cè)；,核與輻射設(shè)施退役終態(tài)監(jiān)測(cè)。,2021/9/24,9,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,分類(lèi),4,按實(shí)施監(jiān)測(cè)的主體分,針對(duì)核與輻射設(shè)施監(jiān)測(cè)的主體環(huán)境監(jiān)測(cè)可分為,：,由企業(yè)組織的監(jiān)測(cè)；,由政府組織的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)。,2021/9/24,10,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,作用,三、輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的作用,輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)是輻射環(huán)境管理的重要手段，輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要作用包括,：,（,1,）驗(yàn)證核與輻射設(shè)施對(duì)環(huán)境的實(shí)際影響是否處在所控制的范圍之內(nèi)；,（,2,）發(fā)現(xiàn)核與輻射設(shè)施的異常排放；,（,3,）嚴(yán)重事故時(shí)可以判定污染的范圍和水平；,（,4,）改善公共關(guān)系。,2021/9/24,11,第一節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的概述,特點(diǎn),四、輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的特點(diǎn),在核與輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，監(jiān)測(cè)具有一定的特點(diǎn),（,1,）環(huán)境中輻射及放射性核素種類(lèi)繁多，輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)它們有時(shí)彼此相互干擾；,（,2,）環(huán)境介質(zhì)復(fù)雜，對(duì)不同的環(huán)境介質(zhì)需采用不同的監(jiān)測(cè)（取樣）方法；,（,3,）輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)往往是在很高的環(huán)境背景值下去探查一個(gè)附加的小增量，監(jiān)測(cè)受環(huán)境放射性背景值及其它環(huán)境因素的影響較大，只有在良好的質(zhì)量保證條件下，才能取得準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)結(jié)果。,2021/9/24,12,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,環(huán)境中放射性背景情況對(duì)環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)至關(guān)重要,環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)是在較高的放射性背景情況之下去探查一個(gè)小的附加增量,環(huán)境中較高的放射性背景值主要是天然放射性的貢獻(xiàn),從事環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)的人員需要了解對(duì)監(jiān)測(cè)有重大影響的天然放射性的狀況,2021/9/24,13,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,了解人工放射性的來(lái)源與水平同樣是必要的,核與輻射設(shè)施放出人工放射性核素的水平通常很低，放射性核素的監(jiān)測(cè)是在低水平上對(duì)輻射強(qiáng)度接近的量進(jìn)行區(qū)分析,人工放射性核素殘留物對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)同樣產(chǎn)生影響。監(jiān)測(cè)人員不僅需要了解天然放射性的來(lái)源與水平，同時(shí)還需要知曉人工放射性的來(lái)源與水平,2021/9/24,14,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,一、天然放射性的來(lái)源與水平,1,天然放射性來(lái)源,天然放射性按其來(lái)源可分為兩部分,：,地球上生來(lái)就有的,宇宙射線以及宇宙射線與大氣層相互作用產(chǎn)生的,2021/9/24,15,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,（,1,）陸生放射性核素,地球上生來(lái)就有的放射性物質(zhì)又稱(chēng)為陸生放射性物質(zhì)。地球生成已經(jīng),45,億年了，經(jīng)歷這么長(zhǎng)的時(shí)間仍然存在于地球上的放射性物質(zhì)都是些長(zhǎng)壽命放射性核素及其衰變子體。陸生放射性主要有,232Th,系，,238U,系，,235U,系等三個(gè)衰變系列。此外還有一些半衰期長(zhǎng)的單個(gè)放射性核素，例如鉀,40K,、銣,87Rb,、鑭,138La,、釤,147Sm,、鑥,176Lu,等,2021/9/24,16,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,40K,的半衰期為,1.2810E9a,。是環(huán)境介質(zhì)中，包括人體在內(nèi)常見(jiàn)的陸生天然放射性核素,測(cè)總,時(shí)，必須說(shuō)明去除,40K,沒(méi)有？,2021/9/24,17,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,宇生放射性,宇生放射性包括兩部分,：,來(lái)自外層空間的宇宙射線以及宇宙射線與大氣層相互作用產(chǎn)生的次級(jí)射線；,宇宙射線與大氣層相互作用產(chǎn)生的放射性核素,2021/9/24,18,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,在人類(lèi)生活的地球表面，很難見(jiàn)到高能宇宙射線，近地表的宇宙射線主要是其低能部分。宇宙射線隨海拔高度的增加而增加，在海拔一萬(wàn)米以上的高度上，宇宙射線對(duì)飛機(jī)機(jī)組人員及乘客產(chǎn)生的劑量率比海平面高度宇宙射線的貢獻(xiàn)可大,100,倍,2021/9/24,19,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,關(guān)于宇生放射性核素。詳見(jiàn)表,14-1,。主要包括,14,個(gè)核素，其中人們熟悉的有,14C,和,3H,。,14C,盡管半衰期較長(zhǎng)，但與地球的壽命,45,億年相比仍是短的。因此在人工產(chǎn)生的放射性,14C,進(jìn)入大氣層之前，,14C,在全球的盤(pán)存量是恒定的，這也是為什么科學(xué)家可通過(guò)測(cè)定古物的,14C,含量來(lái)判定其所處的年代,2021/9/24,20,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,由于上個(gè)世紀(jì)進(jìn)行的大氣層核試驗(yàn)，以及核動(dòng)力廠的運(yùn)行，人工產(chǎn)生的,3H,，,14C,大量向環(huán)境釋放，環(huán)境中,14C,，,3H,等平衡的盤(pán)存量受到破壞,在環(huán)境監(jiān)測(cè)中對(duì),14C,與,3H,濃度的變化應(yīng)予以關(guān)注,關(guān)心,3H,和,14C,的另一原因是，它們參與人類(lèi)的新陳代謝過(guò)程，對(duì)公眾產(chǎn)生長(zhǎng)期輻射影響,2021/9/24,21,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2,天然放射性的水平,天然放射性的水平通常包含兩層意義,一是指天然放射性的源項(xiàng)特征，如天然放射性核素在環(huán)境介質(zhì)中的活度濃度水平，環(huán)境中的照射量率水平,第二是指天然放射性對(duì)公眾產(chǎn)生的效應(yīng)特征，即照射劑量水平,2021/9/24,22,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,關(guān)于天然放射性的源項(xiàng)特征，各國(guó)不相同，各地亦不相同。就陸生放射性核素而言，我國(guó)在上個(gè)世紀(jì),80,年代進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，表,14-2,、表,14-3,、表,14-4,分別給出了全國(guó)土壤（干樣）中,238U,，,226Ra,，,232Th,，,40K,的含量，水體中,U,，,Th,，,226Ra,和,40K,含量，以及貫穿輻射水平。,2021/9/24,23,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2021/9/24,24,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2021/9/24,25,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2021/9/24,26,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)（,UNSCEAR,）統(tǒng)計(jì)了各國(guó)的研究結(jié)果并給出了土壤中,U-238,系，,Th-232,系與,40K,對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量水平（見(jiàn)表,14-5,）,食入,U-238,系，,Th-232,系放射性核素產(chǎn)生的有效劑量（見(jiàn)表,14-6,）,天然輻射源引起的世界平均照射水平（見(jiàn)表,14-7,）。,2021/9/24,27,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2021/9/24,28,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2021/9/24,29,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,全世界由于天然放射性所引起的年有效劑量為,2.4mSv,，典型范圍在,1,到,10mSv,。如果注意一下輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公眾照射所規(guī)定的年劑量限值，以及對(duì)核動(dòng)力廠等核設(shè)施規(guī)定的劑量約束，就會(huì)發(fā)現(xiàn)天然放射性問(wèn)題是不容忽視的,2021/9/24,30,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,二、人工放射性核素的來(lái)源及水平,人工放射性核素的來(lái)源途徑包括,核武器生產(chǎn)和試驗(yàn),核能生產(chǎn),核技術(shù)利用,2021/9/24,31,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,1,核武器生產(chǎn)和試驗(yàn),從,1945,年到,1980,年為止所進(jìn)行的大氣層核試驗(yàn)，將大量的放射性物質(zhì)不受約束的直接釋放到了人類(lèi)生存的環(huán)境,表,14-7,給出了大氣層核試驗(yàn)產(chǎn)生的放射性核素?cái)?shù)量。,2021/9/24,32,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2021/9/24,33,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,大氣層核試驗(yàn)落下灰的沉降已接近于零,在環(huán)境中殘留的主要是,90Sr,和,137Cs,大氣層核試驗(yàn)對(duì)公眾的影響已經(jīng)很小,作為環(huán)境監(jiān)測(cè)，特別是針對(duì)那些會(huì)產(chǎn)生人工放射性核素設(shè)施的本底調(diào)查，殘余的,Sr,和,Cs,等的放射性核素仍是必須關(guān)注的,2021/9/24,34,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,核武器的生產(chǎn)廠包括鈾濃集，钚生產(chǎn)，氚生產(chǎn)，武器加工制造等,過(guò)去幾十年中，由于為研究生產(chǎn)核武器，產(chǎn)生了大量的放射性廢物，出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)重的放射性污染事故,1957,年，前蘇聯(lián)放射性廢液的貯存罐因故障化學(xué)爆炸，有接近,74PBq,的放射性物質(zhì)釋放到了環(huán)境。其中主要核素是,144Ce,，,95Zr,，,90Sr,，,137Cs,。放射性污染的區(qū)域達(dá),23000km2,2021/9/24,35,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2,核能源生產(chǎn),核能源生產(chǎn)包括核燃料循環(huán)的全部過(guò)程。即包括鈾礦石的開(kāi)采、冶煉、純化精制、轉(zhuǎn)化、濃縮、核燃料制造、反應(yīng)堆運(yùn)行產(chǎn)生能量、乏燃料的貯存與后處理、放射性廢物的處理與處置,核燃料循環(huán)的每個(gè)環(huán)節(jié)，都存在放射性流出物向環(huán)境釋放和環(huán)境監(jiān)測(cè)的問(wèn)題,2021/9/24,36,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,3,放射性同位素與輻射裝置,核技術(shù)已廣泛地用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)、和科研等領(lǐng)域,核技術(shù)利用每個(gè)用戶(hù)使用的源活度量通常不大,用戶(hù)常常把核技術(shù)利用當(dāng)作它的一種工具或手段來(lái)處理,雖然對(duì)每個(gè)用戶(hù)操作的放射性物質(zhì)數(shù)量不大，核技術(shù)利用領(lǐng)域排入環(huán)境的放射性物質(zhì)量則是巨大的。以,131I,為例，為了診斷甲狀腺癌和乳頭狀瘤，估計(jì)全世界每年使用,600TBq,的,131I,2021/9/24,37,第二節(jié) 環(huán)境中放射性的背景情況,2021/9/24,38,第三節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的管理,一、環(huán)境監(jiān)測(cè)制度,1,環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu),依據(jù)環(huán)境保護(hù)法的要求，任何核與輻射設(shè)施都必須執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測(cè)制度，即必須建立與輻射影響相適應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、報(bào)告輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的結(jié)果。,2021/9/24,39,第三節(jié) 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)的管理,2,環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)由有資質(zhì)的單位實(shí)施,源項(xiàng)單位必須設(shè)立或聘用有資質(zhì)的單位來(lái)對(duì)其核與輻射設(shè)施運(yùn)行可能造成的環(huán)境影響進(jìn)行監(jiān)測(cè),核設(shè)施之類(lèi)的營(yíng)運(yùn)單位必須設(shè)立獨(dú)立的環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，一些小型的伴有輻射的單位可以聘用有資格的單位代行環(huán)境輻射監(jiān)測(cè),要獲得可比可信的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)必須由有資質(zhì)的單位實(shí)施,202