福清核電氣載放射性流出物的劑量評(píng)價(jià)及對(duì)環(huán)境γ劑量率的影響

摘要：本論文對(duì)福清核電基地氣載流出物所致公眾劑量進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，2020年福清核電廠放射性氣載流出物釋放所致年平均公眾個(gè)人最大有效劑量在10-7 Sv/a量級(jí)，遠(yuǎn)低于法規(guī)約束值，對(duì)廠址周圍公眾造成的放射性影響非常小。此外，文章分析了大修氣載流出物集中釋放所致的核電廠周圍環(huán)境γ劑量率變化，通過計(jì)算，驗(yàn)證了釋放期間，氣載流出物的排放對(duì)環(huán)境γ劑量率的影響極小，基本在本底波動(dòng)范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：氣載放射性流出物;劑量評(píng)價(jià);環(huán)境γ劑量率

核電廠放射性流出物包括氣載流出物和液態(tài)流出物，二者向環(huán)境釋放對(duì)公眾產(chǎn)生的照射是人工輻射源對(duì)公眾照射的一個(gè)組成部分。聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)（UNSCEAR）2008年報(bào)告中顯示每座百萬千瓦級(jí)的核電機(jī)組正常運(yùn)行期間排放的放射性流出物所致距反應(yīng)堆1km處的關(guān)鍵居民組年有效劑量在20μSv的量級(jí)水平，其中80%來自氣載放射性流出物，由此可見，氣載放射性流出物對(duì)環(huán)境影響的占比重大。

1.氣載放射性流出物劑量評(píng)價(jià)

氣載放射性流出物排入大氣后，將沿下風(fēng)向輸運(yùn)，并隨大氣混合過程而彌散。在放射性物質(zhì)彌散過程中，公眾可能因吸入空氣中夾帶的放射性物質(zhì)而受到內(nèi)照射，同時(shí)受到放射性煙羽的γ或β射線的外照射。此外，因?yàn)橄掠瓯粵_洗降落到地面、或因與所經(jīng)過的下墊面的碰撞或重力影響沉降落到地面的放射性核素，也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生外照射，還可能因?yàn)楹粑M(jìn)入人體產(chǎn)生內(nèi)照射。從較長的時(shí)間考慮，放射性物質(zhì)沉入地面或水體，還可能進(jìn)入陸生及水生生物，若被食用也將進(jìn)入人體，產(chǎn)生內(nèi)照射。因此氣載流出物在大氣遷移和擴(kuò)散過程中對(duì)人的照射途徑考慮有吸入引起的內(nèi)照射、空氣浸沒引起的外照射、地表沉積引起的外照射及農(nóng)產(chǎn)品食入引起的內(nèi)照射。

2.氣載放射性流出物排放所致的公眾劑量

根據(jù)2020年福清核電基地氣載流出物的年排放總量，結(jié)合上述影響途徑，計(jì)算出氣載放射性流出物釋放對(duì)公眾所致年最大個(gè)人有效劑量在10-7 Sv量級(jí)，較2.3mSv/a的天然輻射本底水平，量級(jí)維持在很低的水平，且大大低于《核動(dòng)力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》（GB 6249-2011）所規(guī)定年劑量約束值0.25mSv，說明福清核電廠氣載放射性流出排放對(duì)廠址周圍公眾造成的放射性影響非常小。

3.大修期間氣載放射性流出物集中釋放的影響

福清基地某次大修期間，機(jī)組停堆過程中，氣載放射性核素受剩余反應(yīng)性的影響濃度升高，出現(xiàn)一段時(shí)間的集中釋放，主要成分為惰性氣體，其中裂變產(chǎn)物133Xe的活度占總活度的98%以上。這種釋放形式對(duì)總排放量的影響極小，其影響主要為可能引起廠址及周圍地區(qū)短時(shí)間的外照射風(fēng)險(xiǎn)。

監(jiān)測(cè)顯示釋放的主要成分為惰性氣體，廠區(qū)內(nèi)的環(huán)境γ輻射固定監(jiān)測(cè)站顯示劑量率出現(xiàn)小幅度的波動(dòng)。下面通過將集中釋放期間對(duì)環(huán)境γ劑量率影響的計(jì)算值與監(jiān)測(cè)站的實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，分析氣載放射性核素集中釋放對(duì)環(huán)境劑量率水平的影響。

4.氣載放射性核素對(duì)環(huán)境γ劑量率貢獻(xiàn)的計(jì)算值

采用美國核安全導(dǎo)則中的半無限煙云模式計(jì)算下風(fēng)向站點(diǎn)的環(huán)境γ劑量率，結(jié)合廠址的擴(kuò)散系數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中為EC4-1站點(diǎn)處的環(huán)境γ劑量率Gy/h;為衰變釋放的γ射線能量平均值，MeV; C/為彌散因子，s/ m;u為風(fēng)速，m/s;為釋放速率，Bq/s。

氣載放射性流出物以煙囪排放口為頂點(diǎn)，在主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向彌散類似為一個(gè)小圓錐體，對(duì)上風(fēng)向及側(cè)風(fēng)向監(jiān)測(cè)站的外照射可近似處理為一段放射性線狀源對(duì)各點(diǎn)的外照射。計(jì)算時(shí)不考慮建筑物對(duì)擴(kuò)散的影響和屏蔽的影響。其劑量率計(jì)算公式為：

式中為EC4-4站點(diǎn)處的環(huán)境γ劑量率，Gy/h;A為氣載放射性流出物中Xe的活度，Bq;Γ為空氣比釋動(dòng)能率常數(shù)，Gy?m?Bq?h;L為線源的長度，m;a為站點(diǎn)與站點(diǎn)在線源所在直線上投影間的距離，m。

取典型下風(fēng)向、上風(fēng)向站點(diǎn)代入公式計(jì)算，得到理論值為147.1 nGy/h和118.2 nGy/h，接近停堆前的實(shí)測(cè)值117±9 nGy/h和109±10 nGy/h，且均在本底正常波動(dòng)范圍內(nèi)，計(jì)算值和實(shí)測(cè)值均顯示釋放所致環(huán)境γ劑量率的最大值與本底值相比沒有異常升高，對(duì)環(huán)境無明顯影響。

5.結(jié)論

福清核電廠氣載流出物造成的公眾最大劑量遠(yuǎn)小于國家規(guī)定的劑量約束值，證明氣載流出物的排放得到有效控制。大修期間氣載流出物集中釋放所致環(huán)境γ劑量率的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值總體上基本吻合，主要影響區(qū)域?yàn)橄嘛L(fēng)向區(qū)域，在各風(fēng)向上所致環(huán)境γ劑量率基本在本底波動(dòng)范圍內(nèi)。

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作者簡介：許莉萍（1989—），女，漢族，籍貫：福建三明，學(xué)歷學(xué)位：工學(xué)學(xué)士，職稱：工程師，單位：福建福清核電有限公司，研究方向：核電廠環(huán)境保護(hù)。