核电站工作人员核辐射防护必备手册

一、      核辐射防护相关知识

1.      辐射的概念

人类一直受着天然电离辐射照射，包括宇宙射线、地球放射性核素产生的辐射等。人类所受到的集体辐射剂量主要来自天然本底辐射和医疗。

目前，国际上普遍采用的辐射防护的三个原则：实践的正当性，防护水平的最优化和个人剂量限值。国家辐射安全标准规定公众受照射的个人剂量限值为每年1mSv(毫希沃特)，而受职业照射的个人剂量限值为每年20 mSv(毫希沃特)。希沃特是辐射剂量的一种单位，记作Sv。它代表了受到电离辐射照射的个人的剂量当量，反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量。希沃特是个非常大的单位，因此通常使用毫希沃特（mSv），1mSv=0.001Sv。此外还有微希沃特（μSv），1μSv=0.001mSv。

2.      各种剂量核辐射对人体健康的危害

(1).   一次小于100 mSv(毫希沃特)的辐射，临床上观测不到任何变化，视为对人体无影响。

(2).   一次1000－2000 mSv(毫希沃特)，可能会引发轻度急性放射病。

(3).   日常生活中，我们坐10小时飞机，相当于接受0.03 mSv(毫希沃特)辐射。

(4).   一天抽一包烟,一年下来受到的剂量在0.5-1 mSv(毫希沃特)。

(5).   规定职业人员的年剂量最高限值为20 mSv(毫希沃特),公众的年剂量最高限值为1mSv(毫希沃特)。

(6).   一次性遭受4000 mSv(毫希沃特)可能会致死。

3.      核应急响应

核应急是针对核设施可能发生的核事故，进行控制、缓解、减轻核事故后果而采取的紧急行动。中国是国际原子能机构成员国，同时也是“核应急国际公约”及“核安全公约”的缔约国，承担着相应的国际义务。

目前，我国为了应付万一发生的核事故，最大限度地控制和减轻事故的危害，保护公众，保护环境，国家在中央、省市区、核电厂建立应急组织，制定核应急计划，并做好应急准备。核电站建成后，在核原料进站之前，至少要进行两次应急演习。一旦核危机来袭，各级核应急中心都会有指令，政府会迅速通过媒体，进行应对部署。

专用的放射性/辐射检测仪、辐射剂量测量仪测量仪

（图中产品为德国Gamma-Scout 放射性线检测仪、辐射剂量测量仪）

专用的核辐射检测仪、表面污染检测仪

（图中产品为美国Inspector EXP高精度数字式辐射检测仪、αβ射线表面污染检测仪）

专用的核辐射检测仪、核素分析仪

（图中产品为美国Ludlum 公司的放射性同位素（核素）分析仪、核辐射检测仪）

4.      核电站事故后防辐射措施

(1).   远离放射源。远离放射源是最好的防护办法。公众应迅速采取必要的自我防护措施，例如可以选用就近的建筑物，关闭门窗，并根据地方政府的安排实施有序撤离。核事故发生时，切忌不能迎着风跑，应尽量往风向的侧面躲。

(2).   放射性的粉尘和水蒸气在大气中随着气流传播，可以到达很远的地方，尤其是进入平流层。当年切尔诺贝利的放射性漂尘传播到了瑞典，最远达到了2000公里。放射性粉尘和水蒸气剂量会诱发癌症，基因变异，生殖畸形等问题。放射性粉尘和水蒸气落到地面，通常是夹在雨水之中。所以，在下雨天，绝对不要淋雨，尽量避免直接沾染雨水。并且要密切注意新闻，包括核污染方面的新闻及天气预报。

(3).   尽量避免裸露的身体表面直接接触放射性粉尘和水蒸气，尤其是口腔。在放射性尘土和水蒸气污染期间，多穿衣服出门，戴口罩、帽子、手套，尽量减少裸露身体表面。若怀疑身体表面有放射性污染，采用洗澡和更换衣服的方法减少放射性污染。

(4).   核辐射突发事件发生后，人有可能摄入放射性碘，碘会集中在甲状腺内，使器官受到较大剂量照射。服用稳定性碘片，能阻断90%放射性碘在甲状腺内沉积。但是，碘片的服用要根据政府的指示，只有政府在评估事故状态以后才能决定是否需要服用碘片。不能仅凭个人主观臆断或恐惧而擅自服用。

(5).   食物与水，要确定无污染才能饮食。

(6).   出现核辐射事故时，要注意心态平稳，千万不要惶恐不安。公众必须尽可能获取可信的突发事件信息，了解政府部门的决定、通知。应通过各种手段保持与地方政府信息沟通，切不可轻信谣言与小道消息。 

(7).   污染期结束后，做一个放射性检查。

二、      核电站事故

1.      核电站事件分级

l  1级━━异常，核电站运行偏离规定的功能范围。

l  2级━━事件，核电站运行中发生具有潜在安全后果的事件。

l  3级━━严重事件，核电站纵深防御措施受到损害。厂内污染严重，工作人员受到过度的辐照。向厂外环境释放极少量放射性物质，公众受到的照射远低于规定限值。

l  4级━━主要在核设施内的事故，核电站反应堆堆芯部分损坏，对工作人员具有严重健康影响。向厂外环境释放少量放射性物质，公众受到规定限值量级的照射。

l  5级━━具有厂外风险的事故，核电站反应堆堆芯严重损坏。向厂外环境有限度地释放放射性物质，需要部分地实施当地应急计划。

l  6级━━严重事故，核电站向厂外明显释放放射性物质，需要全面地实施当地应急计划。

l  7级━━极严重事故，核电站向厂外释放放射性物质，产生广泛的健康和环境影响。

2.      核电站事故问与答

(1).  核电站会像原子弹一样爆炸吗？

核反应堆是不可能像原子弹那样爆炸的。这个结论的原因很简单：核反应堆的燃料铀-235含量不高。虽然核弹和核反应堆都是以铀为原料，但两者对铀-235的要求完全不同，天然铀含99.28%的铀-238，微量的铀-234，0.71%的铀-235，而只有铀-235是能够发生链式反应的铀。生产核弹时，需要付出昂贵的代价去除铀-238，要求铀-235的浓度在90%以上，而反应堆中核燃料一般只有要3%左右铀-235，如烈度白酒可以点燃，啤酒却不能点燃的道理一样，反应堆即使失控，也不会像原子弹那样爆炸。

(2).  反应堆已经停止了，那么为什么还要降温散热？

我们通常意义上说的可控裂变在一开始停堆成功时就停止了，但是还有大量的余热，同位素衰变还将产生热量。地震使电网瘫痪，冷却泵失效，热量使反应堆压力容器里的水都蒸发了，没有水冷却，热量最终熔化堆芯，造成烧穿反应堆压力容器的事故。一旦烧穿压力容器，熔化堆芯在安全壳中，需用喷水的办法包住放射物质，继续降温。按设计这个时候堆芯会冷却固化，预置在安全壳里的去氢剂会把氢和氧结合生成水，减低壳内压力，最终形成稳定的状态。

(3).  戴口罩吃碘盐能防辐射吗？

戴口罩可能阻止部分放射性微粒进入体内形成内照射。碘盐中碘含量很少，对碘-131辐射不起作用，碘防御辐射的原理是甲状腺容易吸收碘，放射性尘埃中有碘-131，被吸收危害大，那么就提前服用碘片，一般是碘化钾，用没有放射性的碘先让甲状腺饱和，然后就不会吸收放射性的碘同位素了。

(4).  受到大剂量辐射会有什么后果？

短期内接受约1000mSv剂量以上的辐射，人体会产生急性辐射病的症状。切尔诺贝利有134人被确认受到了的严重辐射，并诊断为急性辐射病。后来有28人在3个月内去世，有14人在10年内去世。这是非常可怕的后果。

(5).  事故核电站所在国家农作物和海鲜能否安全食用？

即使在自然环境中，也是有天然放射性物质存在的。如果情况进一步恶化下去，达到切尔诺贝利的辐射水平，会对生态造成较大的影响，但相应的进出口检验环节也会建立，受辐射的作物和海产等不太可能出现在选购和食用范围内。

(6).  空气中的放射性物质会存在多久？

自然界中也有天然的辐射，主要来自宇宙射线，氡气。天然的辐射和核设施释放的辐射没有本质区别，只要剂量小就无危险。但是如果反应堆堆芯熔化破裂，裂变产物中，碘-131半衰期约为8天，铯-137半衰期约为30年，这两样都是危害较大的放射性元素。

(7).  为什么有些地方辐射本底偏高？

人生活在地球上，无时无刻不在接受辐射的照射，宇宙射线、宇生放射性核素、原生放射性核素等等天然辐射对人类每一年的平均的年有效剂量是2.4mSv/年，主要以吸入建筑物内常见的放射性气体氡-222为主（1.6 mSv/年），这个数值是UNSCEAR统计出来的平均数值。生活在高原、花岗岩、铀矿化度高地区，天然放射性本地偏高。

三、      核电站相关基本知识

1.      核反应堆

核反应堆是一种综合的技术装置，用来实现重金属的可控自持链式裂变反应。核反应堆由堆芯、冷却剂系统、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。核反应堆堆芯是核燃料存放的区域，是核电站的心脏，核裂变链式反应就在其中进行。链式裂变反应释放出来的能量，大部分首先在燃料元件内转化为热能，然后通过热传导、对流传热和热辐射等方式传递给燃料原件周围的冷却剂，再由冷却剂带载到堆芯外，通过热力系统转化为所需的动力。

核反应堆结构示意

2.      核反应堆类型

(1).   压水堆：使用加压轻水（即普通水）作冷却剂和慢化剂，且水在堆内不沸腾的核反应堆。燃料为加浓铀。20世纪80年代，被公认为是技术最成熟，运行安全、经济实用的堆型。其装机总容量约占所有核电站各类反应堆总和的60％以上。最早用作核潜艇的军用反应堆。压水堆由压力容器、堆芯、堆内构件及控制棒组件等构成。压力容器的寿命期为40年。堆芯装核燃料组件。

压水堆核电站结构示意图

(2).   沸水堆：沸水堆为压水堆的‘孪生姐妹’，沸水堆核电站工作流程是：冷却剂（水）从堆芯下部流进，在沿堆芯上升的过程中，从燃料棒那里得到了热量，使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。

沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽水分离器在堆芯的上部，它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机，造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。

沸水堆核电站结构示意图

(3).   重水堆：重水堆是以重水作慢化剂和冷却剂的反应堆，可以直接利用天然铀作为核燃料。

重水堆核电站结构示意图

(4).   高温气冷堆：用氦气作冷却剂，出口温度高的核反应堆。高温气冷堆采用涂敷颗粒燃料，以石墨作慢化剂。堆芯出口温度为850~1000℃，甚至更高。核燃料一般采用高浓二氧化铀。

高温气冷堆核电站结构示意图

(5).   快中子堆：全称为快中子核反应堆，是由快中子引起原子核裂变链式反应，并可实现核燃料增殖的核反应堆，能够使铀资源得到充分利用，还能处理热堆核电站生产的长寿命放射性废弃物。

快中子堆核电站结构示意图

3.      核电站代级发展历程

第一代（GEN-I）核电站是早期的原型堆电站，即1950年至1960年前期开发的轻水堆核电站，如美国的希平港压水堆、德累斯顿沸水堆以及英国的镁诺克斯石墨气冷堆等。

第二代（GEN-Ⅱ）核电站是1960年后期到1990年前期在第一代核电站基础上开发建设的大型商用核电站，如LWR（PWR，BWR）、加拿大坎度堆（CANDU）、苏联的压水堆VVER/RBMK等。目前世界上的大多数核电站都属于第二代核电站。

第三代（GEN-Ⅲ）是指先进的轻水堆核电站，即1990年后期到2010年开发设计的核电站。第三代核电站采用标准化、最佳化设计和安全性更高的非能动安全系统，如先进的沸水堆、非能动先进压水堆AP1000等。

第四代（GEN-Ⅳ）是待开发的核电站，其目标是到2030年达到实用化的程度，主要特征是经济性高（与天燃气火力发电站相当）、安全性好、废物产生量小，并能防止核扩散。

4.      世界核电发展格局

核能的和平利用已经经历了50多年的发展，截至2009年7月底统计数据，世界上已有运行核电机组441座、在建核电机组52座，核发电占世界总发电的16%。世界核电机组数和分布如图1和图2所示。由图可知世界核电主要分布在北美、欧洲、日本、韩国。

世界各国目前已运行的核电站情况

目前世界上正常运营的核电站分布图

5.      中国核电现状

(1).  已建成的核电站

中国目前已建成核电站有6个，共13个机组，分别为浙江秦山一期、二期、三期核电站、广东大亚湾核电站、广东岭澳一期、二期核电站、江苏连云港田湾一期核电站。

(2).  在建核电站

我国建设中的核电站有24台机组，分别为广东岭澳二期核电站、辽宁红沿河一期核电站、福建宁德一期核电站、福建福清核电站、广东阳江核电站、浙江秦山一期扩建—方家山核电站、浙江三门核电站、广东台山核电站、山东海阳核电站、海南昌江核电站、广西防城港核电站。

(3).  筹建中的核电站

我国目前筹建中的核电站约有几十个，包括湖南桃花江核电站、江西彭泽核电站、湖北咸宁大畈核电站等。

编辑：广州极端科技有限公司（部分内容来源于网络采集）

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