浅谈核电厂工作场所放射性空气污染应对措施

发表时间:2021/3/15   来源:《科学与技术》2020年第30期   作者:姜铖
[导读] 核电厂的特殊性源于其厂内贮存的大量放射性物质。
       姜铖
        福建福清核电有限公司  福建省福清市 350318
        摘要:核电厂的特殊性源于其厂内贮存的大量放射性物质。这些放射性物质可通过内照射和外照射两种途径对人体产生危害。因此,核电厂应对放射性物质进行严格的监管和控制。内照射即体内污染,其作为核电厂辐射防护工作业绩评价的一项重要性能指标,在安全管理方面属于绝对红线。我国众多核电厂对体内污染事件都采取零容忍策略,将年度管理指标设定为零起,即一个自然年内发生一起体内污染事件都是不可接受的。放射性物质一般可以通过食入、吸入以及皮肤伤口附着等方式进入人体导致体内污染。
        关键词:放射性空气污染;内照射;在线监测
引言
        随着我国近年来对核电站辐射管理和防护工作越来越重视,对核电站安全性要求在不断提高,我国逐步采取了一系列措施不断加强核电站辐射管理和防护工作,其中《核安全与放射性污染防治“十二五规划”及2020年愿景目标》提出了在确保核电站平稳运行的同时,必须对核电站辐射防护目标进行明确,要求采取有效措施消除核辐射剂量,将辐射剂量控制在规定限值以下,因此,非常有必要就加强核电站辐射管理和防护对策进行深入思考。
1我国核电发展现状
        我国自20世纪80年代开始制定核电政策,建设压水堆核电厂。1991年,第一座30万千瓦核电站秦山核电站投用,1994年大亚湾?100万千瓦压水堆核电站投用。之后,我国又相继建设了秦山二期、岭澳、秦山三期和田湾等核电站。2011年,日本福岛核电站泄漏事故发生后,中央政府一度暂停了所有核电项目审批,并对现有设备进行综合安全检查。但在2012年5月,核电站项目又被重新提上议事日程,而且获得加速审批许可。截至2019年6月,我国大陆运行核电机组共47台,核能发电量居全球第三位,占总发电量的4.2%。与此同时,我国在建核电站数量占世界在建核电项目总量的40%以上。按照国家发改委的规划,我国2020年在役核电机组超过70座,占发电装机总容量的5%以上,2030年这一比例达到10%,2050年装机容量超过4亿千瓦。根据国家能源局和中国工程院的政策目标,2020年核电发展总量为8000万千瓦,2030年为2亿千瓦,2050年为4亿?5亿千瓦,核电将成为我国的主要能源之一。我国《“十三五”规划纲要》也明确提出:“加速开发新一代核电装备和小型核动力系统、民用核分析与成像,打造未来发展新优势。”在2018年中国电力发展论坛上,核电被描述为“人类最具希望的未来能源之一”。据统计,除了将要建设的星罗棋布的核电站,我国在用核放射源达到10万余枚,涉及单位1万余家,在用核射线装置12万余台(座),涉及单位近5万家,覆盖全国31个省、直辖市和自治区。
2核电站辐射污染的来源和危害
        核电站属于一种较大规模的辐射源场所,核电站辐射污染的来源主要来自于核电站在运行过程中存储大量射线的装置,一般核电站辐射源的活跃度介于10~100居里,在与辐射源距离1m的范围内,通常辐射剂量率可达数十mSv/h,有时辐射剂量率可达数百mSv/h,有时辐射剂量率最高时可达到Sv/h量级。核电站辐射会引起生物细胞产生生化改变,导致生物细胞损害、基因突变或者死亡。核辐射对人体的危害分为低剂量长期慢性辐射和高剂量短时间急性辐射,人体遭受低剂量长期慢性辐射情况下,人体在短时间内身体不会出现明显损害,随着轻微剂量核辐射长期累积达到人体所能承受的核辐射剂量限值时,会造成人体细胞受损,引起人体病变或基因突变。相关调查研究表明,随着轻微剂量长期慢性核辐射累积,多年后人体罹患癌症的概率会大大增加,也会造成死亡率明显升高。

大剂量短时间急性辐射是指人体在短时间内遭到一次大剂量的核辐射照射,这种辐射会导致人体皮肤出现放射性烧伤,也会引起人体全身疾病乃至死亡。
3核电厂空气污染监测手段
        运行核电厂需要实时关注系统、设备以及环境中的气体放射性水平,因此,设置了各种功能的气体放射性监测通道。以某压水堆核电厂为例,工艺监测系统中设置了监测放射性气体处理系统的KPL30监测通道,监测储罐通风系统的KPL70监测通道等。这些通道主要是对放射性气体系统(即正常情况下被测系统内气体本身就含有放射性)进行监测。监测的主要目的是:确认系统内放射性气体的活度是否在允许范围内;能够发现监测结果过高的情况并进行干预;避免放射性气载流出物的超标排放;减小放射性气体向厂房异常泄漏的风险。此外,核电厂还设置了厂房空气污染水平监测通道,如监测核安全厂房、核辅助厂房的通风系统监测通道。监测通道中设置的不同监测探头可实现对不同空气污染类型进行监测,如放射性碘监测通道使用IM201辐射监测探头;放射性气溶胶监测通道使用ABPM201辐射监测探头;放射性惰性气体监测通道使用NGM204辐射监测探头。
4对核电站辐射管理和防护对策的思考
        4.1建立并完善核电站辐射防护工作监管机制
        核电站工作人员辐射防护职责的落实需要完善的监管机制来保障,因此,核电站应当建立专门的辐射防护监管部门,该部门的职责主要是对核电站辐射防护工作人员日常工作进行全方位的监管,在人员进入存在辐射风险的区域时,对人员提供辐射防护方法措施的指导和监督。并建立一套完善的辐射防护工作监管机制,监管机制的内容主要包括:核电站辐射防护工作规章制度,核电站人员辐射防护职责监管制度,辐射防护培训和考核监督制度,辐射防护从准备到实施的全程监管制度,辐射监测仪器设备定期维护保养和检验校准制度,对工作人员使用防护器具装备的规范性进行监督,辐射防护失误和事故的调查、总结和反馈制度。
        4.2含硼水水箱检修场地的空气污染控制与防护
        硼水贮存系统是压水堆核电厂重要的一回路辅助系统。含硼水是一回路调硼、控制堆芯反应性的重要媒介,具有较强的放射性。含硼水贮存水箱(JNK水箱)的主要功能是存储一回路使用的含硼水。检修水箱时,工作人员需要将存水排空,进入水箱内部进行作业。由于水箱内有污染空气,所以,焊缝焊接、打磨等作业过程存在内照射风险。针对水箱内高空气污染风险的作业,我们首先应从总体上进行控制,避免污染空气的流通扩散。总体控制的一项重要措施是:在箱体开口处建立负压工作棚(SAS棚),使其作为箱体内部空气与外部环境空气流动的缓冲,从而有效降低水箱内空气污染向外环境扩散的风险。SAS棚内分为工作区和缓冲区。工作区直接连通水箱,中间用塑料帘幕分隔。为保证空气污染源得到更好的控制,我们需要在工作区设置通风净化小车。通风净化小车的作用是:一方面建立SAS棚内部的负压,减小放射性空气向工作棚外扩散的概率;另一方面对检修区域的空气进行净化换新。
结束语
        核电站辐射污染会危及社会和人民安全,核电站辐射管理与防护意义重大。本文对核电站辐射防护管理对策和核电站辐射防护技术措施进行了思考。同时,我国核电站辐射管理与防护工作还要积极吸取教训,借鉴先进的经验,不断探索创新新型辐射管理与防护理念和技术,不断提升我国核电站辐射管理与防护工作水平,在推进我国核电事业顺利发展的同时保证人民和环境安全。
参考文献
[1]符江,刘胜智,李苏,马嘎.核电厂放射性废液防堵塞液位检测系统研究[J].核动力工程,2020,41(01):117-121.
[2]张明水,虞辉.加强核电站辐射防护的对策分析[J].产业与科技论坛,2019,18(13):222-223.
[3]赵永康,陈晓秋,常向东,张斌,马成辉.探索我国放射性废物处置的多种途径[J].中国核电,2019,12(03):252-258.
       
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