秦山核電基地氚排放所致周圍公眾內(nèi)照射劑量評價

楊 潔，廉 冰，趙楊軍，王 彥

(中國輻射防護研究院，太原 030006)

核反應堆在運行過程中均有一定量的氚產(chǎn)生并釋放到環(huán)境中，與其他核素相比，它是生命細胞中最普遍存在的元素。當它們進入環(huán)境后將直接參與自然界的循環(huán)從而進入生物圈，形成有機氚并被生物圈的有機體所吸收，以直接或間接的方式對公眾造成內(nèi)照射危害。

本文對秦山核電基地周圍環(huán)境介質(zhì)中氚活度濃度水平進行統(tǒng)計和分析，基于環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)評價了秦山核電基地氚排放所致公眾輻射劑量影響。

1 秦山核電基地周圍環(huán)境氚水平

2014—2016年間，秦山核電基地(秦山核電廠、第二核電廠、第三核電廠)有5臺壓水堆機組和2臺重水堆機組并網(wǎng)發(fā)電。秦山核電機組運行過程中會造成氣載和液態(tài)氚向環(huán)境的釋放。為了掌握環(huán)境中氚的活度濃度水平，秦山核電廠按照監(jiān)測計劃定期對周圍環(huán)境介質(zhì)進行監(jiān)測[1]，監(jiān)測項目主要為空氣、雨水、動植物產(chǎn)品。采用低本底液閃譜儀進行環(huán)境介質(zhì)中無機氚(HTO)和有機氚(OBT)濃度的監(jiān)測，分析測量方法采用液體閃爍計數(shù)法。

統(tǒng)計居民食譜中動植物產(chǎn)品等環(huán)境介質(zhì)中氚實際濃度，評價秦山核電基地運行所致公眾的輻射劑量。本次選取的秦聯(lián)村位于秦山核電基地2.4 km的西北西WNW方位，處于核電基地主導風向的下風向。秦聯(lián)村作為常規(guī)環(huán)境監(jiān)測點，定期開展空氣、動植物產(chǎn)品、海產(chǎn)品(鯔魚)、井水中氚濃度的監(jiān)測，監(jiān)測項目能代表核電基地附近居民食譜，因此，本次評價選取秦聯(lián)村作為評價對象。表1給出秦聯(lián)居民點近三年(2014—2016年)的環(huán)境介質(zhì)中氚活度濃度監(jiān)測結(jié)果。

由表1監(jiān)測結(jié)果可知，秦聯(lián)監(jiān)測點在空氣、井水、動植物產(chǎn)品中均可以檢測到氚。秦聯(lián)監(jiān)測點空氣中HTO的活度濃度范圍為304.2～365.0 mBq/m3，波動不大。井水中HTO活度濃度范圍為3.3～3.8 Bq/L，相差不大。近三年葉菜作物中HTO、OBT比活度范圍分別為10.5～20.3 Bq/kg、0.6～1.9 Bq/kg；大米中HTO、OBT比活度范圍分別為2.7～5.3 Bq/kg、3.7～8.8 Bq/kg；動物產(chǎn)品羊肉中HTO、OBT比活度范圍分別為1.6～3.7 Bq/kg、0.3～1.7 Bq/kg；魚類產(chǎn)品中HTO比活度為2.2～2.7 Bq/kg?？梢娊旮鳝h(huán)境介質(zhì)中氚濃度的監(jiān)測結(jié)果基本處于同一水平，差異不大。

通過對不同介質(zhì)中HTO和OBT活度濃度分析可知，葉類、農(nóng)作物產(chǎn)品和動物產(chǎn)品的氚比活度相比，葉類植物中無機氚HTO的比活度較高，平均比活度為16.6 Bq/kg，然而農(nóng)作物產(chǎn)品大米中有機氚OBT的比活度則較高，平均比活度為6.4 Bq/kg。

表1 秦聯(lián)監(jiān)測點位環(huán)境介質(zhì)中氚活度濃度監(jiān)測結(jié)果Tab.1 Monitoring results of tritium concentration in environmental media at Qinlian monitoring point

2 基于環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的劑量評價

采用秦聯(lián)居民點的環(huán)境監(jiān)測結(jié)果來估算秦山核電基地周圍公眾氚所致輻射劑量。

(1)氚攝入的計算模式[2-3]

人體攝入氚可以通過攝入動植物產(chǎn)品、飲水和呼吸道吸入三種途徑[3]。氚攝入所致公眾有效劑量ET(Sv/a)計算公式：

ET=Einh+Eing+Edrink

(1)

式中，Eing為食入無機氚HTO、有機氚OBT所致劑量，Sv/a；Einh為吸入HTO所致劑量，Sv/a；Edrink為飲水HTO所致劑量，Sv/a。

(2)吸入內(nèi)照射劑量

Einh=Ca×DCFinh×Ra

(2)

式中，Ca為空氣中HTO活度濃度，Bq/m3；DCFinh為核素吸入內(nèi)照射劑量轉(zhuǎn)換因子，Sv/Bq；Ra為公眾年空氣攝入量，m3/a。

(3)食入內(nèi)照射劑量

Eing=DCFing-HTO×(fp×∑CHTO×Ua)+

DCFing-OBT×(fp×∑COBT×Ua)

(3)

式中，CHTO為動植物產(chǎn)品中HTO比活度，Bq/kg；COBT為動植物產(chǎn)品中OBT比活度，Bq/kg；DCFing-HTO為HTO食入內(nèi)照射劑量轉(zhuǎn)換因子，Sv/Bq；DCFing-OBT為OBT食入內(nèi)照射劑量轉(zhuǎn)換因子，Sv/Bq；fp為食物來自本地的份額，無量綱，保守取1；Ua為動植物產(chǎn)品居民年攝入量，kg/a。

(4)飲水內(nèi)照射劑量

Edrink=Cw×DCFing-HTO×Qw

(4)

式中，Cw為飲用中HTO活度濃度，Bq/L；DCFing-HTO為HTO食入內(nèi)照射劑量轉(zhuǎn)換因子，Sv/Bq；Qw為公眾年飲水量，L/a。

(5)采用的評價參數(shù)

在進行公眾輻射劑量評價時將公眾分為嬰兒組(≤1歲)、幼兒組(1～7歲)、少年組(7～17歲)和成人組(>17歲)。氚所致公眾劑量采用的評價參數(shù)列于表2。

表2 評價采用的參數(shù)Tab.2 Evaluation parameters

(6)劑量計算結(jié)果

采用公式(1)～(4)及評價參數(shù)，計算了經(jīng)食入、吸入、飲水三種途徑氚所致秦山核電基地周圍公眾的年有效劑量(見表3)。由表3計算結(jié)果可知，秦聯(lián)居民組嬰兒、幼兒、少年和成人4個年齡組氚所致年有效劑量分別為0.59、1.35、1.18和0.92 μSv/a，關鍵居民組為幼兒組，關鍵途徑為吸入內(nèi)照射。

2014—2016年間，秦山核電基地氣載、液態(tài)流出物排放的氚所致秦聯(lián)居民組嬰兒、幼兒、少年和成人4個年齡組公眾的年平均有效劑量分別為0.59、1.35、1.18和0.92 μSv/a，遠小于《核動力廠環(huán)境輻射防護規(guī)定》(GB 6249—2011)[8]中規(guī)定的核動力堆釋放的放射性物質(zhì)對公眾造成的有效劑量0.25 mSv/a的管理目標值?？梢?，2014—2016年間秦山核電基地氣載、液態(tài)流出物排放的氚所致周圍環(huán)境公眾的輻射劑量很小，是可以接受的。

表3 秦山核電基地周圍公眾經(jīng)不同途徑攝入氚所致有效劑量Tab.3 Tritium intake and effective dose from different pathways of the resident groups around the Qinshan Nuclear Power Base

3 結(jié)論

近幾年，秦山核電基地周圍環(huán)境介質(zhì)中氚活度濃度的監(jiān)測結(jié)果波動不大，處在同一水平?；诃h(huán)境監(jiān)測結(jié)果估算了氚所致秦山核電基地周圍公眾的輻射影響，結(jié)果表明各年齡組中，1～7歲的年齡組受到的年待積有效劑量最大，為1.35 μSv/a，占《核動力廠環(huán)境輻射防護規(guī)定》(GB 6249—2011)所規(guī)定年劑量約束值(0.25 mSv/a)的0.54%。關鍵受照途徑為吸入內(nèi)照射，因此建議在對秦山核電基地周圍環(huán)境介質(zhì)開展輻射監(jiān)測時，可重點關注空氣中氚的活度濃度。