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      田灣核電站外圍氣溶膠放射性核素調(diào)查分析(2005—2013)

      2018-01-11 21:07:52耿成李強(qiáng)
      科學(xué)家 2017年23期
      關(guān)鍵詞:田灣核素活度

      耿成+李強(qiáng)

      目的:了解掌握田灣核電站外圍氣溶膠放射性核素水平;方法:研究2005—2013年田灣核電站外圍氣溶膠放射性核素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)分析其變化規(guī)律;結(jié)果:氣溶膠中宇生核素7Be活度濃度為4.85(1.46~11.1)mBq/m3,原生核素40K活度濃度為0.15(0.03~0.9)mBq/m3,部分檢出238U、232Th、226Ra,未檢出人工γ核素,總α活度濃度為0.15(0.015~1.3)mBq/m3、總β活度濃度為1.07(0.07~3.4)mBq/m3;結(jié)論:田灣核電站外圍氣溶膠核素水平均在本底調(diào)查范圍之內(nèi),且與電站運(yùn)行前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)顯著性差異。

      田灣核電站位于江蘇省連云港市高公島鄉(xiāng)管轄的田灣地區(qū),廠址按4臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組規(guī)劃,并留有再建2到4臺(tái)的余地,其東臨黃海,西與宿城山谷相鄰,南面是黃海灘地,北靠后云臺(tái)山,且主導(dǎo)風(fēng)向東北偏北(NNE)[ 1 ]。一期設(shè)計(jì)建設(shè)的2臺(tái)俄羅斯AES-91型單機(jī)容量為106萬(wàn)千瓦壓水堆核電機(jī)組,目前商運(yùn)正常,二期工程正在建設(shè)之中[ 2 ]。核電站的放射性物質(zhì)主要來(lái)源于堆芯裂變產(chǎn)物,正常工況下液態(tài)和氣態(tài)放射性流出物符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值[3]。而懸浮在空氣中的微粒物客觀存在于人們的生活生產(chǎn)中,對(duì)人類健康也許更是有害的[4-5],核電站排放的氣液廢物進(jìn)入大氣,與氣溶膠顆粒結(jié)合,對(duì)公眾健康可能會(huì)帶了更加嚴(yán)重的危害,本文就田灣地區(qū)氣溶膠核素放射性水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析,總結(jié)田灣地氣溶膠放射性水平,以期為監(jiān)管部門提供客觀真實(shí)有效的決策依據(jù)。

      調(diào)查方案

      點(diǎn)位布設(shè)

      外圍氣溶膠放射性核素監(jiān)測(cè)以核電站為中心,30km范圍內(nèi),以放射性監(jiān)測(cè)“三關(guān)鍵”為重點(diǎn),圍繞監(jiān)督性監(jiān)測(cè)展開,依據(jù)國(guó)家法規(guī)和田灣核電站外圍環(huán)境監(jiān)督性監(jiān)測(cè)方案等,原則上優(yōu)先考慮盡量與本底調(diào)查點(diǎn)位重合,并綜合周邊人口分布、地理環(huán)境、氣象條件,力爭(zhēng)做到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位具有代表性強(qiáng)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

      氣溶膠監(jiān)測(cè)共設(shè)廠前區(qū)、高公島、楊圩3個(gè)采樣點(diǎn),同時(shí)設(shè)新浦作為對(duì)照點(diǎn)。

      測(cè)量方法

      氣溶膠采樣選用易灰化的250×200mm醋酸纖維濾膜,干燥稱重后置于瞬時(shí)流量設(shè)為1.05m3/min的KC-1000型TSP大流量采樣器,每個(gè)采樣點(diǎn)采樣單次采樣8天,每?jī)商旄鼡Q一次濾膜,濾膜密封帶回實(shí)驗(yàn)室干燥稱重,采樣體積不小于10 000m3。

      氣溶膠樣品中總α使用LB770流氣式低本底α/β測(cè)量?jī)x根據(jù)厚源法測(cè)水中總α進(jìn)行、總β使用LB770流氣式低本底α/β測(cè)量?jī)x根據(jù)蒸發(fā)法測(cè)定水中總β進(jìn)行、90Sr使用LB770流氣式低本底α/β測(cè)量?jī)x根據(jù)生物樣品灰中鍶-90放射化學(xué)分析方法二—(2-乙基已基)磷酸萃取色層法進(jìn)行、γ核素使用Φ75mm×50mm半導(dǎo)體探頭(相對(duì)效率60%)的DspecPLus +BEM50 γ譜儀(測(cè)量時(shí)間86 400s)進(jìn)行測(cè)量。

      探測(cè)下限LD計(jì)算如式(1)所示,式中nb為tb時(shí)間內(nèi)的平均本底計(jì)數(shù)率,ε為探測(cè)效率,η為探測(cè)核素發(fā)射該能量的幾率,Y為化學(xué)回收率,W為測(cè)量樣品的重量或體積。

      所有調(diào)查結(jié)果的平均值為等權(quán)的算術(shù)平均值,總體均值置信區(qū)間的置信水平為0.95,實(shí)際測(cè)量中是根據(jù)樣品數(shù)值是否大于判斷限Lc來(lái)決定報(bào)告方式Lc=LD/2。

      質(zhì)量保證

      質(zhì)量保證措施嚴(yán)格按照省輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)管理站質(zhì)量手冊(cè)和程序文件執(zhí)行,所有參與監(jiān)測(cè)分析人員均經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)和考核后持證上崗,用于刻度放射性測(cè)量?jī)x器的標(biāo)準(zhǔn)源、標(biāo)準(zhǔn)溶液和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均由計(jì)量科學(xué)研究院等權(quán)威計(jì)量部門提供。定期對(duì)測(cè)量裝置的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)量和記錄,定期進(jìn)行空白樣測(cè)定;隨機(jī)抽取10%~20%樣品作平行雙樣測(cè)定;隨機(jī)抽取10%~20%樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率測(cè)定,并繪制質(zhì)量控制圖;不定期添加“盲樣”作對(duì)照分析,控制分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,積極參加各級(jí)各類監(jiān)測(cè)比對(duì)和實(shí)驗(yàn)室間比對(duì),比對(duì)結(jié)果均為滿意。

      監(jiān)測(cè)結(jié)果

      2005—2014年間氣溶膠采樣頻次1次/月,總α活度濃度為0.15(0.015~1.3)mBq/m3(如圖1所示)、總β活度濃度為1.07(0.07~3.4)mBq/m3(如圖2所示),新浦作為氣溶膠監(jiān)測(cè)對(duì)照點(diǎn)總α活度濃度為0.18(0.03~1.3)mBq/m3、總β活度濃度為1.04(0.26~2.5)mBq/m3,監(jiān)測(cè)點(diǎn)位與對(duì)照點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果無(wú)顯著性差異。

      檢出宇生核素7Be活度濃度如圖3所示,變化比較明顯,其均值為484.8(2.4~1100)mBq/m3,40K活度濃度14.5(0.093~73)mBq/m3(如圖4所示),且與對(duì)照點(diǎn)相比無(wú)顯著性差異,未檢出其他人工γ核素。

      結(jié)果分析

      根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,對(duì)檢出的放射性核素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn):氣溶膠中總α的檢出率為95.9%,總β完全檢出;單種核素7Be檢出率為99.6%,40K檢出率為71.6%,極少檢出 U/Th系核素,未檢出人工γ核素。

      由監(jiān)測(cè)結(jié)果分布圖可知檢出的單核素7Be、總β在2006年、2009年個(gè)別點(diǎn)位超出參考本底上限,40K在2006年、2012年個(gè)別點(diǎn)位超出參考上限,這是正常工況下電站氣態(tài)排放物在氣象條件作用下所引起的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化,但都在本底統(tǒng)計(jì)漲落范圍之內(nèi)。endprint

      現(xiàn)使用SPSS分析不同年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化情況,由表看出不同年度監(jiān)測(cè)同類數(shù)據(jù)之間存在一定差異,如表1所示氣溶膠中7Be活度濃度年度間差異顯著性,從表中可以看出,按年度方差均值從大到小排序后,2005/2012/2008/2007/2013這5年作為第一組(組內(nèi)顯著性P=0.127>0.05),2012/2008/2007/2013/2006這5年作為第二組(組內(nèi)顯著性P=0.099>0.05),2006/2011/2010/2009這4年作為第三組(組內(nèi)顯著性P=0.106>0.05),組內(nèi)7Be監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有顯著性變化,組間7Be監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在顯著性差異,但是,所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在參考本底漲落范圍之內(nèi)。

      使用SPSS分析不同點(diǎn)位監(jiān)測(cè)結(jié)果變化情況如表2所示,從表中可以看出,不同點(diǎn)位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)齊性,同時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位與對(duì)照點(diǎn)之間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不具有顯著性差異(所有核素顯著性P均大于0.05)。

      結(jié)論

      2005—2013年的9年間田灣核電站外圍3個(gè)氣溶膠監(jiān)測(cè)點(diǎn)、1個(gè)對(duì)照點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)不同點(diǎn)位間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不存在顯著性差異、不同年度間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在部分差異,但所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在參考本底漲落范圍之內(nèi),且未檢出人工γ放射性核素,田灣核電站運(yùn)行期間氣溶膠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常,且對(duì)當(dāng)?shù)剌椛洵h(huán)境未造成顯著性影響。

      參考文獻(xiàn)

      [1]寇晉蓉,等.田灣核電站環(huán)境氣溶膠總α、總β放射性水平監(jiān)測(cè)分析與探討[C]//.21世紀(jì)初輻射防護(hù)論壇第九次會(huì)議論文集,2011:171-181.

      [2]華明川.田灣核電站工程概況和安全設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].核動(dòng)力工程,2000,21(1):30-33.

      [3]GB 6249-2011.核動(dòng)力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定[S].北京:環(huán)境保護(hù)部,2011-02-18.

      [4]US EPA.EPA announces proposed new air quality standards for smog(ozone) and particulate matter.US EPA, Press Release,1997.

      [5]WHO. Air quality guidelines for European. WHO Technical teport teries,1987(23).

      (作者簡(jiǎn)介:耿成,工程師,連云港輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)管理站,研究方向?yàn)楹伺c輻射監(jiān)測(cè)與管理;李強(qiáng),工程師,連云港輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)管理站,研究方向?yàn)檩椛浔O(jiān)測(cè)。)endprint

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