放射性与核辐射小常识
说起辐射、放射性,相信现在许多人都不陌生,作为一种对人体健康有严重危害的污染物来说,许多人对它们也是避之不及。虽然国家对于辐射、放射性安全有严格的规定,对于有辐射、放射性泄漏的设备使用有各种严格的限制,但不可否认的是,与辐射、放射性密不可分的核电站、新型核能源等也正越来越多的进入到我们的生活周围来,而在环境污染日益严峻的今天,核能做为一种相对清洁、高效的能源正得到大力发展,特别是在我国,越来越多的核电站已经立项或者开工建设。
然而,说到核,就不可避免的要关注它可能存在的核辐射泄漏,放射性污染泄漏的问题,因此,国家制定了完善的核应急体系。2013年7月3日,伴随着修订版《国家核应急预案》的发布,以“共筑核应急核安全防线、共促核能事业科学发展”为主题的全国核应急宣传周活动正式启动。国家核应急办专家向公众解答关于辐射的种种困惑。
不过,对许多人来讲,对核安全的接触更多是来自电视、网络等各种媒体,许多人对于核安全涉及到的概念并不清楚,因此,今我们来带大家好好认识一下有关核安全的小常。
1. 什么是辐射?
辐射指的是能量以电磁波或粒子(如阿尔法粒子、贝塔粒子等)的形式向外扩散。在我们生活的环境中,辐射无时无处不在。太阳发出的光和热就是核聚变反应产生的,是人类生存所必需的。天然的放射性物质广泛地分布于整个环境中,人类核活动产生的人工放射性物质如果逃逸到环境中去也会在全球或局部范围分布,就连我们的体内也存在着碳-14、钾-40、氚等放射性核素。地球上的所有生命体都是在存在着此类辐射的背景下不断进化而来的。
辐射可以分为电离辐射和非电离辐射,今天我们所讲的与核有关的辐射就是一种电离辐射(或叫核辐射),环境中的电离辐射主要分为两类:一类是天然辐射,它的产生与人类活动无关,主要包括宇宙放射性核素和原生放射性核素(土壤、岩石中的铀、钍、镭、钾等);另一类是人工辐射,即人类出于各种目的而生产、制造的具有放射线的核素,如镅-241、铯-137、钴-60等,被广泛用于农业、医学和科研等领域。
我们无时无刻不生活在辐射环境中,但毫不觉察,如乘飞机、看电视、X光检查、吸烟、家居装修的建材,等等。其实,自然界中的一切物体,乃至人的身体都会产生辐射,空气的辐射为0.25mSv/y(毫希沃特/年),土壤的辐射为0.15 mSv/y(毫希沃特/年)。
注:毫希沃特(mSv)为辐射剂量单位,表示人体所受到的辐射大小,1毫希沃特=0.001希沃特。
2. 人们日常受到的辐射照射剂量有多少?
正常情况下,人们一生中受到的放射性照射大约有82%来自天然环境,大约有17%来自医疗诊断,而来自其他活动大约只有1%。世界平均天然本地剂量为2.42mSv/Y/人(毫希沃特/年/每人),有的高本地地区可以达到10 mSv/Y/人(毫希沃特/年/每人);北京至欧洲飞机往返一次的剂量为0.02 mSv;一次胸部透视的剂量可以达到0.2~0.3mSv;每天吸20支烟的肺部剂量为0.5~1 mSv;一次CT检查的剂量一般在1~10 mSv;而我国秦山核电站运行10年使周边居民受到的最大剂量为0.0046 mSv。
科学研究证明,少剂量的辐射对人体是无害的,国际辐射防护委员会(ICRP)制定的世界统一标准是:放射性工作人员≤20mSv/Y,公众≤1mSv/Y
人民日常生活中接受到的辐射及影响
3. 什么是放射性?
放射性是指放射性元素的原子核在衰变时或核反应时放出的射线。具有放射性的核素被称为放射性核素。放射性核素发射出放射线后将变成新的同位素,新的同位素可能仍是放射线同位素,也可能是稳定的同位素,而这一过程则称为衰变。
铀的衰变过程中会向外α射线
4. 什么是核辐射?
原子核结构发生变化时放出的能量称为核能,释放出射线称为核辐射,主要是阿尔法射线(α)、贝塔射线(β)和伽玛射线(γ)三种射线,这三种射线的穿透力不一样(见下图)。
专用的核辐射检测仪、放射线检测仪
(图为美国Inspector EXP 多功能核辐射检测仪、αβ射线表面污染检测仪)
5. 核电站采用什么燃料?
目前,世界上绝大多数核电站反应堆“燃烧”的核燃料都是铀-235。天然铀中,铀-235的含量只有约0.7%。
核燃料就是将低浓度的铀-235经过各种复杂工艺过程制成高精度、高可靠性的燃料元件,供核电站使用。
6. 铀的放射性
天然铀中有铀-235、铀-234、铀-238,可用于核能发电的是铀-235。天然铀的放射性很低,发出的主要是α射线,用一张薄薄的纸就可以挡住。
7. 核燃料元件生产工艺流程
8. 核燃料厂与核电站、原子弹的危险性比较
讲到核燃料,许多人马上联想起核电站和原子弹。其实,核燃料厂与核电站是两回事,与原子弹爆炸也是天渊之别。
9. 核燃料厂的核辐射防护原则
核燃料厂在生产过程中使用的原料为铀,放出的主要是α射线,用一张薄薄的纸就能将辐射挡住,不影响人们在工厂周边生活和居住。根据实测结果显示,生产100吨核燃料其放射性只相当于10万千瓦煤电厂一年烟气释放放射性的1%;车间内工作人员1年内受到的辐射剂量也仅相当于接受1次X光透视。目前核工业有关工作人员职业性照射剂量见下表:
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