核能安全Word格式文档下载.docx
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与α射
无处不在的辐射
线相比它有较大的穿透力，能穿透皮肤的角质层而使活组织受到损伤，但它很容易被有机玻璃、塑料或铝板等材料所屏蔽。
其内照射的危害也比α射线小。
γ射线与X射线类似，也是由看不见的光子组成的。
它的穿透力最强，能穿透一米多厚的水泥墙，一个能量为1MeV的γ射线就足以穿透人体。
因此在外照射的防护中对γ射线的防护最重要。
但由于γ射线是不带电的光子，它不能直接引起电离，所以它对人体内照射的危害要比α、β射线都小。
放射性是指原子能自发地发射粒子或电磁波的固有特性。
具有能自发地发射粒子或电磁波的核素被称为放射性核素。
迄今为止，人类已发现了109种元素，约1800种核素。
109种元素中，92种是自然界存在的，17种是人工制造的。
1800种核素中，只有270种是稳定的，其余1500余种是不稳定的，是放射性核素。
由此不难理解为什么我们的环境中充满了各种各样的辐射。
天然本底辐照
大家已经知道了自然界中放射性是到处存在的，我们一直在接受天然本底的辐照。
那么这种天然辐射主要来自哪里？
它们的程度又如何哪？
天然辐射的“本底”有两个来源：
一个是高能粒子形式的辐射，它来自外层空间，统称宇宙射线；
另一个来源是天然放射性，即天然存在于普通物质（如空气、水、泥土和岩石，甚至食物）中的放射性辐射。
另外现代社会中人们还会接触到各种人为的辐射，如X光检查，看电视，使用微波炉等。
下表按辐射的大小列出了各种本底辐射。
从中可以看到人类的吃、用、住、行都会接受微量的放射性辐照，其中受核电厂的辐照是微乎其微的，完全可以忽略不计。
来源
所受
住在核电厂周围
每年约0.0002毫希伏
乘坐飞机
每小时约0.005毫希伏
每天看1小时电视
每年约0.001毫希伏
吃食物
每年约0.02毫希伏
宇宙射线
每年约0.03毫希伏
大地和住房
每年约0.05毫希伏
每天吸20支烟
每年约0.038-0.075毫希伏
一次X光检查
约0.50-2.0毫希伏
我国高本底地区的天然辐照
每年3.70毫希伏
放射性工作者的职业剂量限值
每年50毫希伏
世界最高本底地区的天然辐照
每年120毫希伏
多强的辐照会对人体造成危害
希伏（或希）有关接受放射性辐照剂量的国际单位，英文表示为Sv，以前用雷姆，Rm。
1Sv=100Rm。
辐射对人体的效应是从细胞开始的。
它会使细胞的衰亡加速，使新细胞的生成受到抑制，或造成细胞畸形，或造成人体内生化反应的改变。
在辐射剂量较低时，人体本身对辐射损伤有一定的修复能力，可对上述反应进行修复，从而不表现出危害效应或症状。
但如果剂量过高，超出了人体内各器官或组织具有的修复能力，就会引起局部或全身的病变。
下表为目前国际上公认的辐射的生物效应。
从中可以看到：
人体能够耐受一次25雷姆的集中照射而不致遭受损伤。
当然各个人的抵抗能力和体质是有所不同的。
全身受照射剂量
可能发生的效应
0-0.25希伏
没有显著的伤害
0.25-0.50希伏
可以引起血液的变化，但无严重伤害
0.50-1.0希伏
血球发生变化且有一些损害，但无疲劳感
1.0-2.0希伏
有损伤，而且可能感到全身无力
2.0-4.0希伏
有损伤，全身无力，体弱者可能死亡
4.0希伏
50%的致命伤
6.0希伏以上
可能因此而死亡
怎样控制辐照的风险
为了保护有关工作人员和人民大众的健康，各国政府都制定了有关的法律或法规来控制人们在有关活动中所受到的辐射剂量。
下表为我国政府制定的辐射剂量标准。
我国政府制定的辐射剂量标准是远低于可能引起生物效应的辐射剂量的。
受照射部位
职业放射性工作人员年剂量当量限值
放射性工作场所相邻及附近地区工作人员和居民的限制年剂量当量
器官分类
名称
第一类
全身、性腺、红骨髓、眼晶体
每年0.05希伏
每年0.005希伏
皮肤、骨、甲状腺
每年0.30希伏
每年0.03希伏
手、前臂、足、踝
每年0.75希伏
每年0.075希伏
其他器官
每年0.15希伏
每年0.015希伏
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在具体实施中，我们必须依照合理、可行、尽量低的原则，可以采取这些措施来控制和降低辐射对人体的伤害。
例如：
对于外照射，我们可以尽可能地缩短在辐射场内的停留时间、或与辐射源保持尽可能大的距离来减小对我们人体的辐照，还可以使用屏蔽措施来保护我们人体。
对于内照射，我们可以通过戴口罩或防毒面具、穿工作服或防护服来防止放射性物质进入体内，还应禁止在工作场所吃东西和饮水，在离开该区域时应进行放射性监测和洗消。
以上这些措施通常是综合起来使用的。
另外佩带个人剂量监测仪也是照射防护所必须的。
在了解了辐射的特性和采取了防护措施后，人们完全可以放心地接触和使用放射性物质。
6.2核电厂是如何保证安全的？
核能是一种清洁、安全的能源，但并不意味着没有安全风险。
只要严格遵守其客观规律和技术条件，核能就是一种清洁、安全的能源。
目前人类核能利用的主要形式是核动力，它利用原子核裂变反应产生的能量作为动力源来推动舰船或发电。
其中用核能来发电是核能利用的最主要形式。
而核能发电的最重要的安全问题就是放射性物质的约束和防止辐射危害的问题。
从前面的介绍已经可以看到核电厂在正常运行时是非常安全的，对环境几乎没有影响。
但为了保证公众在任何时候都承受最小的风险，我们必须考虑任何可能的潜在的威胁。
由于核能发电是在核电厂中进行的。
核电厂的核心是反应堆，原子核的链式裂变反应就是在反应堆的堆芯中进行的，放射性物质的最大产出地也在堆芯。
因此为了保证核电厂能安全地生产电能，首先必须确保反应堆堆芯的安全，从源头上防止放射性物质的释放。
另外如何将放射性物质按人们的设想约束在核电厂中也是核电厂安全的关键，因为如果这些放射性物质逃逸出来，将对核电厂工作人员及周围公众的健康造成极大的威胁。
其次，核材料是一种受控材料，核电厂有责任妥善地保管和储存好它们，防止它们因扩散而产生不安全因素，特别要防止被恐怖主义组织利用。
这就是核电厂的最主要的有别于普通电厂的三大安全问题。
下面就针对这三个方面谈谈核电厂的安全性。
反应堆会象原子弹那样爆炸吗
答案是绝对没有这种可能性！
虽然原子弹爆炸的能量和核反应堆的能量都来自原子核的裂变反应，但这是两种不完全相同的过程。
如作一个对比，原子弹就好像我们把一根火柴丢进一桶汽油中，引起猛烈的不受控的燃烧和爆炸，而核反应堆犹如将汽油注入汽车发动机慢慢消耗一样，是一个完全受控的过程。
原子弹爆炸
原子弹同样是一项高技术产品，发生核爆炸并不简单，它有非常严格的条件。
原子弹必须用高浓度（＞97%）的铀—235或钚—239做核燃料，一套精密复杂的系统来引爆高能烈性炸药，利用爆炸力在瞬间精确地将弹内裂变材料压紧到一起，达到临界体积，于是形成剧烈的不可控制的链式裂变反应，巨大的核能在极短的一瞬间内释放出来，发生核爆炸。
反应堆堆芯
这种苛刻的条件，在反应堆中是不可能有的。
首先核电厂的反应堆中装载的核燃料都不是高浓度的裂变物质，通常只有百分之几的浓度。
这样一次裂变反应后不可能马上引起另外的两次或三次的核反应，降低了反应的速度。
其次反应堆中的燃料以燃料棒和燃料组件的形式放在反应堆中的，它们之间是有一定距离的。
即使由于极其严重的事故使得这些燃料压在一起，但由于燃料浓度太低也不会形成剧烈的不可控制的链式裂变反应。
另外原子弹中的裂变反应是直接使用裂变反应产生的快速中子，而核电厂反应堆中的裂变反应使用的是慢化后的中子，即裂变反应产生的快速中子先要降低其速度，然后才让其参与裂变反应，这样也降低了裂变反应的速度。
还有在反应堆设计时总是使反应堆具有自稳定特性，即当核反应进行得太快，堆芯温度上升太高时，链式裂变反应会自行减弱乃至停止。
因此反应堆决不会象原子弹那样爆炸。
那么前苏联切尔诺贝利核电站第四号机组事故过程中发生的爆炸是怎么回事呢？
它是高温超压燃烧导致的普通爆炸，而决不是核爆炸，因为反应堆决不会象原子弹那样发生核爆炸。
现代商用核电站反应堆的安全性
为了保证现代商用核电厂能安全地生产电能，不对核电厂工作人员及周围公众的健康造成威胁，各国政府都制定了各种法规和导则来控制和指导核电厂的设计。
另外为了保证这种安全性的获得，还建立了一个相当严密的特殊安全监督与管理体制。
这个体制包括国家为保障核安全而专门设立的国家专职监督机构－国家核安全局，这在其他任何工业部门都是没有的。
我国的国家核安全局目前是设置在国家环保局内的。
由它代表我国政府专门发布有关核安全方面的法规、条例等法律法令，行使评审各种核设施的安全性、颁发核设施的各种许可证的职责。
由于反应堆是核电厂的核心，也是核电厂放射性物质的最大源产地，因此也是核电厂安全的关键之一。
为此世界各国都制定了详细的法规和导则来规定和指导现代商用核电厂的反应堆设计和运行，其重点是加强反应堆的自然防护能力和抵抗事故的能力，从而保证反应堆的安全。
多样性采用两种结构上或功能上的不同的方法来执行相同的功能。
自然防护能力就是指反应堆的自稳性。
即当链式裂变反应加速时，核燃料能自动并且瞬时地产生一种阻力（负反应性），来使裂变反应减速，防止发生核功率激增。
这个自稳性的大小取决于各种因素，如燃料的浓度、燃料的布置方式、运行的条件等。
但不管怎样，目前我们在设计上都要做到反应堆在任何功率水平下，都有这种自稳性，即在任何功率水平下都有负的功率反应性反馈系数，因此目前的商用核电站反应堆不仅不可能发生核爆炸，就是不可控的核功率激增也不会发生。
独立性采用屏障或距离来隔离执行相同功能的部件和系统，防止发生共因失效和交叉影响。
多重性采用两个或两个以上的部件或系统，其每一个都具有完成其所要求的功能的能力。
抵抗事故的能力是指在各种事故情况下反应堆中的燃料棒和堆芯保持不被破坏的能力。
对于反应堆来说，在事故发生时最重要是立刻停止核反应，同时保持反应堆堆芯的冷却，为此在核电厂中专门设计了反应堆紧急停堆系统、应急堆芯冷却系统、应急给水系统等保证堆芯安全的系统来实现上述要求。
为了保证这些系统在事故时能按设计的预期来起作用，在具体的系统和设备设计中采用了多重性、多样性、独立性、失效安全、
可在线试验是指一个系统或设备可在正常运行时被进行功能试验。
失效安全是指一个系统中的设备或部件在它最可能的失效模式下，系统仍处于安全状态或不减少这个系统的可用度。
可在线试验等手段。
因此目前的商用核电站反应堆在发生概率为每年一次的事故下可以做到没有燃料棒破损，即燃料棒中的放射性物质不会释放出来；
在发生概率为几十年一次的假想的事故下可以做到仅有部分燃料棒破损，堆芯仍保持可冷却的几何状态。
这时虽然会有部分放射性物质从燃料中释放出来，但由于还有其它防止放射性物质释放到大气的措施，因此最终排放到大气的放射性是很小的，对公众的健康不会造成威胁。
核电厂的纵深防御和多重屏障
核能利用的先决条件是安全，同样核电厂能安全可靠地运行是核能发电的先决条件。
为此在核电站的设计、建造、运行和维修中，采用了纵深防御的原则，从设备上和措施上提供多层次的重叠保护，确保放射性物质能有效地包容起来，不发生泄漏。
从宏观上看，纵深防御包括以下五道防线：
第一道防线：
精心设计和施工，确保核电站的设备精良。
严格的质量保证系统，周密的程序，严格的制度和必要的监督，对核电站工作人员加强教育和培训，使人人关心安全，注意安全，防止发生故障。
第二道防线：
加强平时正常运行时的管理和监督，及时正确处理不正常情况，排除故障苗子。
第三道防线：
设计提供了多层次的安全系统和保护系统，防止设备故障和人为差错酿成事故。
第四道防线：
万一发生事故，自动启用核电厂的安全系统，和电站的事故管理系统，防止事故进一步扩大。
第五道防线：
如果发生放射性物质泄漏，立刻启用厂内或厂外应急响应计划，努力减轻事故对工作人员和公众的影响。
从具体来看，核电厂花了很大的努力专门设置了许多对付各种事故的安全系统，其设计的原则是：
经常发生的事故其后果必须较轻或没有后果，有一定的后果或后果较严重的事故其发生的概率必须很低或极其低。
这样使得核电厂工作人员及周围公众承担的可能接受放射性辐照的风险最小。
这些安全系统的设计采用了比普通电厂高了许多的标准，以保证这些专设安全系统在事故发生时能按预定的功能发挥作用。
为了防止
放射性物质泄漏，核电厂设置了四道包容放射性的屏障，见附图。
第一道屏障为燃料芯块，它能保留住98%以上的放射性裂变产物，余下不到2%的放射性物质被第二屏障燃料元件包壳管所密封。
如果包壳管破损，第三道屏障高强度的压力容器及封闭的主回路系统完全可以密封住从包壳管泄漏出来的放射性物质。
万一第三道屏障再发生泄漏，可由第四道屏障密封的安全壳厂房有效地封住放射性物质，防止向外界释放，从而有力地保护了环境和公众的安全。
有了以上互相依赖相互支持的各道防线，核电站是非常安全的。
核事件的分级
为了区别核事故的严重程度，我国采用了国际原子能机构（IAEA）和经济合作与发展组织（OECD）制订的核事件分级表。
它把核设施（如核电厂）内发生的与安全有关的事件和事故分为7个等级，见下表。
级别
说明
标 准
7级
特大事故
放射性物质大量外泄，可能有严重的健康影响和环境后果
6级
严重事故
放射性物质大量外泄，可能需要全面实施当地的应急计划
5级
具有场外风险的事故
堆芯严重损坏，放射性物质有限外泄，部分实施当地的应急计划
4级
主要在设施内的事故
堆芯严重损坏，放射性物质少量外泄，对工作人员有严重健康影响，公众受到相当于规定的剂量限值量级的照射，一般不需要采取防护行动。
3级
重大事件
安全系统可能失去作用，放射性物质极少量外泄，现场产生高辐射场或污染，工作人员受过量照射，公众受到相当一小部分规定的剂量限值量级的照射，无需采取防护行动。
2级
事件
无厂内外放射性影响，但可能出现需要重新评价安全效能的后果。
1级
异常
安全措施系统偏离规定的功能范围。
由表可见，只有5、6、7级事故，才能影响到核电厂以外的公众，才需要对公众采取防护措施。
而核电厂这样严重的事故世界上只发生过两次，即美国三里岛核事故（5级）和原苏联切尔诺贝利核事故（7级）。
1979年美国三哩岛核电厂发生的核事故，是目前为止第二大的核电厂核事故，虽然在事故过程中反应堆的堆芯发生了部分熔化，但对环境的影响很小，周围居民中个人最大的所受放射性计量约为0.7毫希伏，只相当于一次X光检查而已。
1986年原苏联切尔诺贝利核电厂事故是目前为止最大的核电厂核事故。
共造成近30人由于烧伤和急性放射性并发症而死亡，并且造成了巨大的环境污染，直接经济损失在2350亿美元以上。
这两起事故的发生都与核电厂操纵人员的操作失误有关，人类已经从这两起核事故中吸取了不少的经验教训。
从设计、建造、运行、维护等各方面都提出了更高的要求，以防止这类事故的再次发生。
核电厂从产生到目前为止大约有近50年的历史，期间共有400多个核电厂反应堆运行，累计运行了10697个堆年（至2002年底），只发生了两起影响到核电厂以外的公众安全的事故，其中只有一起对公众的健康产生了极大的威胁。
由此反过来可见核电厂的安全性。
切尔诺贝利事故不可能重演
正反馈特性
负反馈特性
切尔诺贝利核电厂远眺
前苏联领土幅员辽阔，地下资源非常丰富，蕴藏的煤炭、石油、天然气、以及水力足够发电之需求。
然而其分布却非常不均匀。
据估计百分之九十的燃料和百分之八十的水力资源，集中于环境恶劣且不适宜人类居住的亚洲部份，而苏联百分之七十的人口却聚集在欧洲部份。
因此，苏联决定在其欧洲部份发展核能发电，以改善能源分布不均的先天限制。
苏联自行设计发展的核电厂反应堆有两种类型，一是称为WWER的压水式反应堆；
二是称为RBMK的石墨沸水管反应堆。
1986年4月26日发生令世人震惊的切尔诺贝利核电厂事故的反应堆是属于RBMK型。
它以轻水当作冷却剂，石墨为中子慢化剂；
并利用氦气和氮气来冷却石墨减速中子时所吸收的能量。
反应堆热功率输出为320万千瓦，发电量为100万千瓦。
这种反应堆的最大弱点是具有正的反应性反馈特性，也就是说，当反应堆功率上升，导致反应堆内温度也上升时，会刺激反应堆功率进一步上升。
就象附图示意的，在正反馈的情况下，如果没有其它措施，系统是很不稳定的。
切尔诺贝利核电厂象其它核电厂一样，配置了一系列保护系统以防止和阻止反应堆功率的不受控增长，因此在正常运行时是可以保证电厂安全的。
切尔诺贝利地区公众受辐照的水平逐年下降
事故后切尔诺贝利核电厂远眺
1986年4月26日切尔诺贝利核电厂在进行一项实验时，为了实验的方便，将所有的反应堆保护系统都闭锁了起来，这样导致了反应堆功率的失控。
在5秒种内，反应堆功率上升了500倍，这些热量无法被冷却剂系统带走，造成系统过热超压爆炸。
需要注意的是这不是核爆炸。
爆炸将反应堆的顶盖也掀翻了，反应堆厂房屋顶倒塌，这样大量放射性物质释放到了环境。
核事故所泄漏的放射性粉尘有70％飘落在白俄罗斯境内，全世界都测到了大气中放射性水平的增高。
在事故发生初期，白俄罗斯大部分公民都受到不同程度的核辐射，近30人由于烧伤和急性放射性并发症而死亡，并且造成了巨大的环境污染。
但是有些媒体报道的事故现场鼠大如猪的恐怖景象则完全是无稽之谈，设想一下，在这么恐怖的景象下切尔诺贝利核电厂的其它三座反应堆怎么可能在事故后还继续运行了十几年哪？
2000年的联合国大会报告显示，切尔诺贝利核事故发生14年来，除了白俄罗斯、俄罗斯和乌克兰儿童的年甲状腺癌的发生率有十万分之几例的增加外，没有发现可以归因于辐射的总癌症发生率和死亡率增加的任何科学证据，没有发现白血病增加的任何科学证据，也尚未发现直接与辐射照射有关的非恶性疾病增加的任何科学证据。
从这起事故的发生可以看到切尔诺贝利核电厂事故完全是由于电厂操纵人员违反基本的安全原则所造成的。
人类已经从这起核事故中吸取了不少的经验教训。
从设计、建造、运行、维护等各方面都提出了各种更高的要求，以防止这类事故的再次发生。
切尔诺贝利核电厂的其它三座反应堆也于2000年底全部关闭。
切尔诺贝利事故已不可能再次重演。
核电厂是如何监控核材料的
防止核材料的转移和被盗也是核电厂安全的一部分，也是核电厂的重要安全责职之一。
因为核裂变材料如铀－235和钚－239既可用于核动力又可用于核武器，所以在任何民用核动力计划中都必须考虑采取某些防范措施，以避免这些战略物资的非法转移。
尤其在目前打击恐怖活动和防止核扩散的形势下，更应该做好核材料的监控工作。
因为10公斤高品质的核材料遗失，相当于遗失一枚核武器。
对于核电厂来说，由于核材料在进入电厂时已经被加工成燃料组件，今后使用过后也以燃料组件的形式出厂。
因此核材料的监控主要是对燃料组件的监控，为此核电厂专门建有核安全保卫系统，以防止新燃料组件和乏燃料组件被转移或被盗和被劫。
每个燃料组件在被加工生产时都已经编上了号。
在运输前和进入核电厂后都要核对编号，这些编号将被记录在案或计算机中。
当它们进入反应堆后，它们在反应堆堆芯中的具体位置也要记录下来。
在它们出反应堆后，还要进行核对。
储存在乏燃料池中的乏燃料组件的数量和编号也将记录在案。
这样实现了对燃料组件的全程监控。
另外为了证明本电厂使用的核材料没有用于军事目的，通常还需接受核监督。
所谓的核监督，是指确认铀－235和钚等核物质用于非军事目的的程序。
它由国际原子能机构（IAEA）负责执行。
核监督的主要对象，除美国、俄罗斯和法国等几个核大国以外，核电站占相当比重的国家也受到重点监督。
如日本和德国所接受的核监督，便占到全世界核监督量的30％。
我国的核电厂也接受国际原子能机构的核监督。
核监督的具体内容包括，在核电厂换料期间，对核设施运行必须每天24小时派员在场，详细核对核燃料的进料、卸料和库存等，最后将计量记录综合成报告，上报国际原子能机构。
其重点是核对帐面上的库存和实际库存及其编号，以确认是否有“下落不明”的核材料。
对于一些生产低浓缩铀（含铀－235较少）的核电站，除了检查库存以外，还要严格调查是否多生产了1％以上的浓缩铀。
平时正常运行时，则可采用自动摄像纪录仪来监控。
以上这些措施保证了核材料的安全，也保证了核材料没有用于军事目的。
6.3核能——绿色能源
人类和平利用核能的前提是安全，目前在核能利用方面，其使公众的健康受到威胁的
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