Transcript 核工业类环评技术要求及重点、注意事项

核工业类环评技术注意事项
广东省核工业地质局辐射环境监测中心
张腊根
汇报内容
 核辐射基本概念
 现状调查注意事项
 影响预测技术要求与注意事项
 有针对性的提出辐射防护
 报告结论所含内容
核辐射基本概念
 什么是辐射
 辐射指的是能量以波或是次原子粒子移动的型
态传送。辐射之能量从辐射源向外所有方向直线
放射。一般可依其能量的高低及电离物质的能力
分类为电离辐射或非电离辐射。一般普遍将这个
名词用在电离辐射。电离辐射具有足够的能量可
以将原子或分子电离化，非电离辐射则否。辐射
活性物质是指可放射出电离辐射之物质。
非电离辐射
 太阳辐射波长主要为0.15-4微米，其中最大辐射
波长平均为0.5微米；地面和大气辐射波长主要为
3-120微米，其中最大辐射波长平均为10微米。
习惯上称前者为短波辐射，后者为长波辐射。
 通讯用电磁波波长1mm——10km，对应频率为
3kHz——300GHz。
电离辐射
 拥有足够高能量的辐射可以把原子电离的辐射称
为电离辐射。一般而言，电离是指电子被电离辐
射从电子壳层中击出，使原子带正电。由于细胞
由原子组成，电离作用可以引致癌症。一个细胞
大约由数万亿个原子组成。电离辐射引致癌症的
几率取决于辐射剂量率及接受辐射生物之感应性。
α、β、γ辐射及中子辐射均可以加速至足够高能
量电离原子。另外，X射线也可在足够能量使原
子电离。
电离辐射
 α射线其实质是核原子核，以粒子计α粒子中包含
两个质子和两个中子，是重核(如U-238、Th-232、
Ra-226等)分裂时产生子核之一。由于α粒子带2
个单位正电荷、4个质量单位，所以物质中飞行时
容易受到其他原子电荷的库仑力作用，飞行方向
极易被改变、能量损失较快。所以α射线射程很短，
就算在空气中的射程也仅以cm为单位。但由于其
质量大，比较低的速度也含有很大的能量，所以α
射线电离能力很强。
电离辐射
 β射线，β射线实质是电子流。在某些不稳定的原子核中，
某个中子发射一个电子，自身转化成一个质子，发射出来
的电子就是β射线。也有部分原子核中质子发射一个正电
子后转化成中子，这种衰变称β+衰变。
 电子带一个单位负电、质量大概相当于质子质量的1/1840。
β射线带一个单位负电，穿越物质时受其他原子核库仑引
力作用，易发生方向改变而失去部分能量，具体能量损失
与β射线能量及被穿越物质相关。粒子的比电离值比相同
能量的α粒子小很多，带电粒子通过物质时，在径迹上将
产生很多离子对，射线在单位路程上产生的离子对数目被
称为比电离或电离密度。对于单能快速电子，在空气中的
比电离值与电子的速度有关，速度越大，比电离值越小，
穿透本领也越强。
电离辐射
 物质原子电离（内层电子电离后外层电子补空位）后发射
特征X射线：快速电子将壳层电子击出原子之外，该壳层
就产生了空位，当外层电子向内层跃迁时，将两壳层间的
能量差以X射线的形式发射出来，这种X射线具有确定的
能量(称原子的特征X射线)。
 物质原子激发（内层电子受激跃迁后退激）后发出可见光
和紫外线：快速电子与物质相互作用时，还会将物质中的
原子的价电子激发至更高的能级，而他们返回基态时，会
发出可见光和紫外线，这些次级辐射总称为荧光。
 当电子经过原子核附近时受库伦场的加速会辐射电磁波，
称为轫致辐射。辐射损失率与原子序数的平方成正比，即
电子打到重元素中，容易发生轫致辐射。重带电粒子穿透
介质时也有类似的辐射能量损失，只是因为质量较大而被
忽略。
电离辐射
 β粒子与靶物质原子核库仑场作用时，只改变运动方向，
而不改变辐射能量，这种过程称为弹性散射。由于电子的
质量小，因而散射角度可以很大（与α粒子相比，β粒子的
散射要大得多），而且会发生多次散射，最后偏离原来的
运动方向。同时，入射电子能量越低，及靶物质的原子序
数越大，散射也就越厉害。β粒子在物质中经过多次散射
其最后的散射角可以大于90°，这种散射成为反散射。
 粒子在一些束缚能比较大的靶材上穿过时，由于能量有限，
当能量耗尽时还未穿出，就有可能被靶材原子所束缚，从
而被吸收，成为介质原子核外电子的一员。其穿透距离与
入射粒子能量大小有关。
电离辐射
 β射线还有一个特殊的类别，称β+射线，其实质是正电子，
F-18、O-15等都可能发射β+射线。正电子是普通电子的反
物质，正电子进入物质后会与普通电子发生湮灭反应，就
是电量中和，变成一对能量相同、方向相反的光子，能量
为0.511MeV。
 电子流经加速到一定能量后，经过靶物质时会发生轫致辐
射，产生X射线，称轫致X射线，X射线能量从0到电子最
大能量(Eβmax)都有，平均能量大约为电子能量的1/3左右。
这就在大多数日常所用X射线来源。
 X射线在物理上性质相同，微观都是光了、宏观都是电磁
波。不同点就在于产生地方不同，γ射线产生自原子核能
量跃迁、X射线来自电子能量跃迁。
电离辐射
 中子射线
 中子存在于除氢以外的所有原子核中，是构成原
子核的重要组成成分。自由中子是不稳定的，一
个自由中子会自发转变成一个质子、一个电子(氢
原子)和一个中微子，并释放出0.782MeV的能量。
自由中子的半衰期为10.61min。
 自然界中单独的中子源较少，人工核素一般采取
Cf-252，用得较多的中子源为241Am-Be中子源，
利用241Am所发射的α粒子轰击Be产生一个中子。
 9Be + α → 12C + n + 5.70MeV
 还有239Pu-Be中子源等，产生原理基本一致。
电离辐射
 中子射线不带电，不会由于库仑力损失能量，其
能量损失以非弹性碰撞损失为主，其次为俘获。
 中子与原子核的作用，根据中子能量，可以产生
各种作用过程，包括弹性散射、非弹性散射和辐
射俘获。
 中子由于质量相对较大，(γ光子无静止质量、电
子质量为中子的约1/1840)，同时中子不带电，不
易防护，对人体伤害相对较大。根据GB188712002附录J，中子对人体产生的剂量值根据能量
不同要乘5-20的权重因子。
现状调查注意事项
 根据项目特征进行现状调查
 ①对于非密封源，特征核素调查：接触较多的主要是核技
术应用的核医学科，包括99mTc、32P、18F等，调查内容应
包括核素储存、分装、注射、废物收集等环节是否会产生
泄漏，导致污染等情况。分装是其中最难掌握的环节，很
容易出现污染操作台面。
 表面污染检测很容易混淆，所谓表面污染，是指检测被污
染的部分，台面本身的射线要排除在外，如花岗岩台面，
β射线本身就存在，检测是否被污染，就要在确认没被污
染的台面检测到一个本底值，检测结果要扣除本底值。
 工业非密封源场所现状调查更复杂，生产放射源项目我们
接触的主要是烟雾报警器的源片生产厂家，做此类环评时
现状调查包括员工洗手盆、车间地面、车间外土壤等，车
间外土壤应作241Am核素分析。
现状调查注意事项
 根据项目特征进行现状调查
 ②密封源项目现状调查。
 密封源相对非密封源简单很多，密封源现在应用主要是利
用β射线或γ辐射进行工业或医学应用。密封源正常情况下
是不会泄漏的，现状调查以外照射为主，如果涉及到β射
线的还应调查β射线剂量率。
 如遇到60Co辐照之类项目，由于其使用的放射源都是Ⅰ类
源，装源活度以十万Ci(1015Bq)为单位，而且放射源比较
多，发生泄漏的风险就要考虑在内了，现状调查时要调查
周围环境土壤中60Co含量。
现状调查注意事项
 根据项目特征进行现状调查
 ③X射线相关项目的现状调查
 X射线项目，包括X射线探伤机、荧光分析仪、医用X射线
机、电子直线加速器等。现状调查较密封源还简单，检测
防护装置外的X射线空气吸收剂量率就可以了。
影响预测技术要求与注意事项
 核技术应用类环境影响评价，环境影响预测的最
终落脚点是剂量，就是对工作人员与公众的剂量。
其他内容都是为剂量预测服务的。
 早期的核技术应用类报告书，影响预测中有“三
关键”：关键核素、关键途径、关键人群组。
 关键核素就是指核技术应用所涉及的核素，关键
途径是指该核素对人体影响的关键途径，而非使
用过程的关键途径，关键人群组，在普通环评中
称为环境敏感点。其最终落脚点也是对关键人群
组的剂量预测结果，包括个人剂量与集体剂量。
现在一般不提集体剂量。
影响预测技术要求与注意事项
 剂量预测包括外照剂量与内照剂量两部分。
 密封源、X射线等只产生外照射的核技术应用项目，估算
剂量相对比较容易。但要注意剂量率增加值与受照时间
(工作负荷)。
 根据有些省份要求不一样，上次安徽项目，专家很明确指
出，NCRP(美国联邦辐射防护委员会)的151号文件不符合
中国国情。美国的人烟稀少、而且有规定每多少人一台直
加，所以他们直加工作负荷远低于中国；而且美国医院也
没中国这么多人，中国的医院任何角落都是人(当时评安
徽省立医院，确实每个角落都是人)。
 在剂量管理目标值可行的条件下，建议还是放宽一点时间。
影响预测技术要求与注意事项
 不同省份剂量管理目标值也可以要求不一样，安徽省工作
人员剂量管理目标值可以放宽到15mSv，因为安徽省立医
院工作人员工作负荷确实很大，做125I粒子源的医生，需
要近距离操作放射源，受照剂量肯定大。
 对于非密封源，除计算外照射还要计算内照射。内照射要
以使用核素为主，主要计算吸入途径。
 如果遇到稀土厂之类的与核相关的项目，计算就更复杂了，
不但要计算氡、粉尘导致的吸入剂量，还要计算通过流出
途径(随污水外排)进入食物链导致的内照射，这些要考虑
当地饮食习惯等内容。就是前面所提到的关键途径及受影
响的关键人群组。
有针对性的提出辐射防护
 辐射防护措施的提出，应该有针对性，X射线机、
直加等这些都比较熟悉，不作重点叙述，但切忌
照搬其他项目的，医院提供的资料最好也做一些
修改，医院提供的资料也是互相抄的或辐射防护
设计单位提供的，有些还真与实际情况不相符。
四二一医院施工的辐射防护措施就与设计时的资
料不一致，聘请的专家中有一位曾经参与该项目
的辐射防护设计。
 如果有时间，对辐射防护重新分类整理，时间再
紧也要对建设单位提交的资料进行核实。
有针对性的提出辐射防护
 β射线的防护
 β射线，易产生轫致辐射，轫致辐射的能量与靶材
料有关，靶材料原子量越大产生的X射线能量越
大。如果采用铅之类的重金属进行防护，射线衰
减较快，但产生的β射线能量相对较高，有些书上
也叫射线较硬。铅对β射线进行了有效的防护，却
漏掉了轫致辐射的屏蔽。
 对即产生β射线也产生γ射线的核辐射进行防护时，
先采用原子量相对较小的如铝之类的进行防护，
再用铅进行屏蔽，这样β射线与γ射线都进行了有
效的防护。
有针对性的提出辐射防护
 中子射线的防护
 中子不带电，能量损失方式主要靠非弹性碰撞与
原子吸收。
 根据物理学知识，发碰撞时，能量损失最大情况
是发生在两个质量基本一致的物体之间的碰撞。
中子的质量与质子的质量基本一致，用含H较多
的材料可以有效屏蔽中子。含中子较多的材料，
一般采用聚乙烯之类的材料，这些材料可有效防
护中子射线。设计中注意到了中子，而且采取了
相应的防护措施，中子的防护就比较简单了。
报告结论所含内容
 报告书(表)的结论是对整个报告书(表)的一个总结，
应该可以作为一个独立部分拿出来阅读。审批部
门的领导时间比较紧，可能只看结论部分，如果
结论过于复杂或过于简单，都不利于报告的审批。
 核技术应用项目结论部分内容至少应包括以下内
容：项目概况、现状调查、辐射防护措施简介、
辐射防护三原则符合情况(辐射实践正当化、辐射
防护最优化、个人剂量当量限值（剂量控制）)。
后面部分写报告时都有注意，但项目概况反而容
易遗漏，希望大家以后注意。
 这是本人针对我中心环境影响评价过程一
些未注意的细节问题进行一些补充，难免
挂一漏万，希望大家多指导。