流出物与环境放射性监测培训课件.docx
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流出物与环境放射性监测培训课件
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流出物与环境放射性监测培训课件
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第四章流出物和环境放射性监测
赵亚民
2010
几点说明
1,授课的目的
2,本章在核与辐射安全中的地位
3,本章各节的关系
授课目的
1,备考
2,传授知识
本章在核与辐射安全中的地位
1,核安全
2,辐射安全
核安全
1,广义核安全
包括:
核安全,辐射安全,废物安全,运输安全
2,狭义核安全
定义:
“实现适当的运行条件，防止事故或缓解事故后果，从而保护工作人员、公众和环境免受过量辐射危害。
”核安全主要针对设施安全
辐射安全
1,电离辐射安全
2,非电离辐射安全（能量小于12电子伏）本讲不讲
电离辐射安全
保护对象包括人（职业,公众）和环境
辐射源项主要是流出物和固体废物
强调辐射防护最优化
本章各节的关系
1,6两节为辐射安全评价服务
2,3属于基础性资料
4,5两节是本章重点,用来控制辐射安全源项和检测辐射安全后果
7节专门讨论天然放射性问题
引言1
流出物监测可以判断伴有辐射设施的排放源项，环境监测则确认实际的影响程度。
引言2
某一伴有辐射设施周围的公众所受到的辐射照射并不都是源于该设施的贡献。
公众受到的辐射照射还包括天然本底引起的照射，大气层核试验落下灰残留物引起的照射，其他人工辐射源引起的照射。
引言3
环境放射性监测包括放射性本底调查，核与辐射设施运行期间经气、液流出物向环境排放放射性物质的监督性监测，以及环境介质中放射性核素含量，环境中贯穿辐射水平的测量等。
1,环境放射性本底调查1
一、放射性本底调查
环境放射性本底调查是指为某种目的，对指定范围内的放射性背景值进行测量分析以及为评价目的对其他相关资料进行收集的活动。
环境放射性本底调查2
环境放射性本底调查可按目的分为两类：
大范围环境放射性本底普查
针对特定核及辐射设施周边开展的调查
环境放射性本底调查3
对于像核电站这样的核设施，要求在首次装料前必须完成连续两年以上的本底调查。
环境放射性本底调查4
本底调查的作用
对于大范围普查性的本底调查，其目的是事先确定的,这类调查的目的往往是获得平均水平，比如公众平均接受的陆地γ剂量率，地面附近宇宙射线，环境及室内氡水平等。
环境放射性本底调查5-1
本底调查主要目的有：
在拟评价核与辐射设施的周边范围内，确定天然放射性本底状况；
确定由于大气层核试验、切尔诺贝利核电站事故、其他邻近核与辐射设施所产生的人工放射性影响。
这种影响包括环境介质中的放射性核素含量以及所引起的辐射剂量；
环境放射性本底调查5-2
判断本底贡献处于正常范围还是存在异常；
确定本底基线，以便为今后运行时的环境影响作比较。
为核及辐射设施在运行寿期终了实施退役的环境影响评价提供基础资料。
环境放射性本底调查6
本底调查的地理范围
对于核设施，本底调查范围一般以设施为中心半经几十公里范围内。
对于核技术应用项目，本底调查范围一般以设施为中心几百米到几公里。
对于伴生天然放射性矿物资源开发利用项目，本底调查的范围视实际影响程度从几百米到几公里。
环境放射性本底调查7
本底调查的内容
评价一个设施引起的环境影响时，除要考虑该设施向环境可能排放的放射性物质，即流出物之外，还需考虑气、液流出物在环境中的传输、弥散，要考虑人口分布、食谱和土地利用.因此，放射性本底调查还应对环境影响评价相关的气象、水文、土地利用、人口分布、饮食习惯等一并调查。
环境放射性本底调查8
对本底调查的基本要求
依据调查目的制定相应的本底调查大纲
本底调查的质量保证
2,天然放射性的来源与水平1
了解天然放射性的来源与水平，即是环境放射性监测所需的基础知识，也是评价伴生天然放射性矿物资源开发利用项目的必备知识。
天然放射性的来源与水平2
天然放射性按其来源方为两部分：
地球上生来就有的；
宇宙射线以及宇宙射线与大气层相互作用产生的（表4-1）
天然放射性的来源与水平3
陆生放射性主要有232Th系，238U系，235U系等三个衰变系列。
此外还有一些半衰期长的单个放射性核素，例如40K、87Rb，138La,147Sm，176Lu等。
天然放射性的来源与水平4
宇生放射性包括两部分：
来自外层空间的宇宙射线以及宇宙射与大气层相互作用产生的次级射线；
宇宙射线与大气层相互作用产生的放射性核素。
天然放射性的来源与水平5
天然放射性的水平:
土壤中238U，226Ra，232Th，40K含量（表4-2）
水体中U，Th，226R和40K的含量（表4-3）
贯穿辐射水平（表4-4）
3,人工放射性核素的来源及水平1
核武器生产和试验
大气层核试验
地下核试验
人工放射性核素的来源及水平2
核能源生产
铀的开采和冶炼
铀加工和核燃料生产
反应堆运行
后处理厂
人工放射性核素的来源及水平3
核燃料循环过程，除了在运行时经液体和气体流出物对公众产生辐射照射外，核燃料循环各环节所产生的固体废物最终也要进入环境，对公众产生辐射照射。
此外，放射性物质运输是核燃料循环各环节都会遇到的问题。
并且运输也会产生一定的环境影响。
人工放射性核素的来源及水平4
核技术应用
放射性同位素与放射源已经广泛地用于工业、医学、和科研等领域中，这些应用被统称为核技术应用。
人工放射性核素的来源及水平5
核技术应用领域，具有应用面大、用户数量多的特点，但每个用户使用的放射源活度量通常不大。
用户常常把核技术应用当作它的一种工具或手段来处理，防护知识和措施往往不足，个别的操作人员甚至不知道自己在操作含有放射源的设备。
人工放射性核素的来源及水平6
虽然对每个用户操作的放射性物质数量不大，经液体及气体流出物排入环境的数量较少，但整个核技术应用领域排入环境的放射物质量则是巨大的（I-131）
人工放射性核素的来源及水平7
核技术用领域，有些属于放射性物质开放式操作场所，有些只是使用密封源。
对于放射性物质开放式操作，必须控制放射性物质经气、液体流出物向环境的排放。
人工放射性核素的来源及水平8
在使用密封源时，必须作好对放射源的安全管理，要使放射源时时、处处处于有效的监护之下。
我国有十几万枚放射源在多个领域中使用着，每年均有丢失事故发生。
现在，对放射源的安全和保安问题已成了国内、外关注的热点（反恐）。
4,控制流出排放的原则1
流出物的概念
流出物特指核与辐射设施经气体及液体途经向环境排放的放射性物质。
这种排放必须是经过批准的。
经流出物向环境排放的放射性物质是放射性废物的一种形式，经流出物这种方式排放本身是一种处置。
包括非放污染物和废热（IAEA）
控制流出排放的原则2
控制放射性物质的影响
控制化学物质的影响
控制热量的影响
控制流出排放的原则3
控制原则:
（一）剂量控制，充分保护公众安全
流出物排放对周围公众所产生的辐射照射评价的基本标准是年有效剂量
各种人工辐射源所致公众年有效剂量为1mSv
一个特定的辐射源对公众的影响不能用满1mSv/a
剂量约束
控制流出排放的原则4
一个特定辐射源对公众产生的辐射剂量只能是1mSv/a的若干分之。
这种针对每个辐射源分配的剂量，在辐射防护领域称为剂量约束,剂量约束是一个与源相关的量。
对于一个特定辐射源，用来控制流出物排放的剂量不能大于这种剂量约束值。
控制流出排放的原则5
剂量约束值是针对关键人群组或关键组的。
关键人群组是具备下列几个条件的一组人群：
受到辐射照射最大
饮食及生活习性相近
人数从几个到几十人
控制流出排放的原则6
流出物排放的首要原则是使关键人群组一年所接受的辐射照射剂量不超过审管部门批准的剂量约束值，亦即使公众得到充分保护。
控制流出排放的原则7
（二）年排放量实行总量控制
剂量值是基本限值，但是基本限值难以度量，不便实际执行。
于是，通过对流出物从排放口排出后在环境中传输、弥散，经食物链到人等照射途经的分析，辅以保守的假定推定出一组排放量限值.
控制流出排放的原则8
保证在各种不利因素下，满足这组排放限值就一定可以保证前述讨论的剂量约束值不会超过，这组年排放量数值就可以作为流出物排放控制的次级标准，并称为年排放量限值.
控制流出排放的原则9
年排放量限值既是与源相关的量，又是与环境条件相联系的量。
对于同样的剂量约束值，不同的环境条件可以得出不同的年排放量限值
控制流出排放的原则10
现实的作法对几类核设施依据其实际可能的排放情况，在对其生产和环境保护权衡后确定某一排放数值。
最后由审管部门认可。
对于许多特殊的核与辐射设施，采取具体问题具体分析的办法确定。
控制流出排放的原则11
（三）实行最优化政策
最优化是辐射防护体系的重要组成部分。
它的基本含义是：
首先要满足剂量标准，遵守年排放量限值，执行总量控制要求使公众得到保护。
但是这还不够，如果在花费或代价不大仍可使流出物排放量减少的话，应努力使排放量减少。
控制流出排放的原则12
最优化政策的提出除了科学内函，还有伦理学上的意义，即核与辐射设施的受益者是业主，设施周围公众受到的辐射照射尽管低于国家标准，是安全的，但无论如何不是公众情愿的。
因此，从伦理学上考虑能降低排放量就设法降低才符合情理。
控制流出排放的原则13
（四）可核查性原则
对于核与辐射设施流出物排放除遵守上面三个原则之外，还应遵循可核查性原则。
可核查性包括对经液、气途径流出物排放时有监测数据，有详细记录；审管部门可监控及验证排放情况；对已往的排放资料，可以追朔复查。
控制流出排放的原则14
流出物排放要求
（一）申报和批准
（二）净化与处理
（三）专设排放口
（四）流出物的监测
（五）不满足要求的能返回净化系统
（六）对放射性液体流出物实行槽式排放
控制流出排放的原则15
（一）申报和批准
核与辐射设施的流出物排放都需经过审管部门批准。
对于像核电站这类大型核设施，需要在首次装料前向环境保护部提出申请年排放量值。
原则上讲，申报的数值不能大于历次环境影响报告书中给出的排放源项。
审管部门经技术审评认为满足相关要求后发文正式批准。
控制流出排放的原则16
（二）净化与处理
对于可能有大量的流出物排放的设施，为防止排放引起环境污染，必须建有足够处理能力的净化设施及设备（备用）。
并要求气、液流出物经过处理后再排放。
控制流出排放的原则17
对于气体流出物，要通过烟囱排放。
不同的排放量对烟囱也有不同的要求。
但不能指望将不符合排放要求的放射性气体经高烟囱的稀释作用排出，这种作法等于是人为稀释，是违法的行为。
控制流出排放的原则18
（三）专设排放口
对于液体流出物，排放口的选取应避开集中取水口，经济鱼类产卵场，回游路线和水生生物养殖场。
此外，液体流出物排放口应选在对流出物扩散条件好的水域。
控制流出排放的原则19
（四）流出物的监测
对流出物排放进行监测有以下几个作用:
估算年排放总量
检验“三废”治理设施的运行效能
及时发现偶然误排
在万一发生事故时判断事故排放量
为设施运行时环境影响评价提供辐射源项
改善公共关系
控制流出排放的原则20
（五）不满足要求的能返回净化系统
在流出物排放前必须进行监测，监测合格后才允许排放
若监测发现不符合排放要求的，必须具备返回净化系统的可能性.
控制流出排放的原则21
（六）对放射性液体流出物实行槽式排放
槽式排放应具有以下几个要点：
在排放前贮存在贮存容器中；
贮存容器的容量足够大并应有备用容器；
在排放前对容器中的放射性进行取样分析，分析合格经批准后方可排放；
在排放中，对液体排放量有计量设备；
监测不合格，应返回净化系进行净化处理
5,环境放射性监测1
一、辐射环境监测的概念
辐射环境监测是辐射环境管理的重要手段。
通过监测可验证核与辐射设施对环境的实际影响处在所控制的范围之内；可以发现核与辐射设施的异常排放；在严重事故时可以判定污染的范围和水平；可以改善公共关系（管理的耳目）
环境放射性监测2
辐射环境监测按对象一般分为两大类，一类是针对较大区域内的一般环境质量监测，另一类是针对特定核与辐射设施周围的监测。
环境放射性监测3
针对核设施，特别是大型核设施的监测又分为运行前的本底调查，运行期间的监督性监测，出现严重事故时的应急监测，以及核设施寿期终了退役后的验证性监测（处置场监护期监测）。
环境放射性监测4
运行期间的监督性监测，指环境保护部门为管理目的对各核及辐射设施对环境造成的影响所进行的定期或不定期的测量（三哩岛）
环境放射性监测5
因为人们对核与辐射较为敏感，各国在既要求业主开展环境监测的同时，又指令审管部门进行独立于业主的监督性监测。
这种由业主和审管部门同时开展的监测又俗称“双轨监测”
环境放射性监测6
公众知道有代表他们利益的政府部门，在一天24小时连续对核与辐射设施进行监督性监测，并及时公布监测结果，他们会感到放心。
并从而愿意接受核与辐射设施的存在，这也就是前面讲到环境监测可以达到改善公共关系的理由
环境放射性监测7
二、环境监测的机构与职责
（一）业主
业主负责本单位的环境辐射监测
（二）监督部门
各省环保部门承担对本省区域内一般环境质量监测以及辖区内核及辐射设施的监督性监测。
环境放射性监测8
三、环境辐射监测大纲
无论是核与辐射设施开展的自行监测，还是环境保护部门开展的环境监测，在开展监测工作之前必须制定出切实可行的监测大纲（质保的需要）
环境放射性监测9-1
（一）制定环境辐射监测大纲应遵循的原则:
1、制定环境辐射监测大纲，要考虑实施监测所期望达到的目的：
评价核及辐射设施对放射性物质包容和流出物控制的有效性；
测定环境介质中放射性核素浓度或照射量率的变化；
环境放射性监测9-2
评价公众受到的实际照射及潜在剂量，或估计可能的剂量上限值；
发现未知的照射途径和为确定放射性核素在环境中的传输模型提供依据；
出现事故排放时，保持能快速估计环境污染状态的能力；（包括证明没有污染）
鉴别由其他来源引起的污染；
对环境放射性本底水平实施调查；
证明是否满足限制向环境排放放射性物质的规定和要求。
环境放射性监测10-1
2、制定环境辐射监测大纲，还要考虑下列客观因素：
源项单位流出物中放射性物质的含量，排放量，排放核素的相对毒性和潜在危险；
源项单位的运行规模，可能发生事故的类型、概率以及环境后果；
流出物监测现状，对实施环境核辐射监测的要求程度；
环境放射性监测10-2
受照射群体的人数及其分布；
源项单位周围土地利用和物产情况；
实施环境辐射监测的代价和效果；
实用环境辐射监测仪器的可获得性；
环境辐射监测中可能出现的各种干扰因素
环境放射性监测11
2监测大纲要点
不同的监测目的需制定不同的监测大纲
环境放射性监测12-1
1运行前环境本调查大纲
（1）运行前环境本底调查大纲应体现下述目的：
鉴别出核与辐射设施向环境排放的关键核素，关键途径和关键居民组；确定环境本底水平的变化；以及对运行时准备采用的监测方法和程序进行检查和模拟训练。
环境放射性监测12-2
（2）核设施运行前环境本底调查的内容应包括环境介质中放射性核素的种类、浓度、γ辐射水平及其变化；核设施附近的水文、地质、地震和气象资料；主要生物（水生、陆生）种群与分布和土地利用情况；人口分布、饮食及生活习惯等，
环境放射性监测12-3
（3）核设施运行前放射性水平调查至少要取得运行前连续两年的调查资料，要了解一年内放射性本底的变化情况以及年度间的可能变化范围。
（4）运行前环境本底调查的地理范围决定于源项单位的运行规模，对于大型核设施供评价用的环境参数一般要调查到80km。
环境放射性监测13-1
2运行期间的环境监测大纲
（1）核设施运行期间环境辐射监测大纲的制定要依据监测对象的特点以及运行前本底调查所取得的资料而定。
（2）核设施运行期间的环境辐射监测应考虑运行前本底调查所确定的关键核素、关键途径、关于居民组。
测量或取样点至少必须有一部分与运行前本底调查时的测量或取样位置相同。
环境放射性监测13-2
（3）核设施运行期间环境辐射监测大纲必须包括应急监测内容。
（4）对于准备退役的核设施，必须制定退役期间以及退役后长期监护期间的环境辐射监测大纲。
环境放射性监测14
核技术应用及伴生放射性矿物资源的利用活动，环境辐射监测大纲的内容可相应简化。
一般不需要进行广泛的运行前本底调查工作，但在运行前应取得可以作为比较基础的环境放射性本底数据。
在正常运行条件下，其环境辐射监测主要应针对放射性流出物的排放口或排放途径进行。
环境放射性监测16
随着（源和环境）情况的变化，以及环境辐射监测经验的积累，监测大纲要及时调整。
一般在积累足够监测资料后，环境辐射监测大纲应当从简
环境放射性监测17
四、监测方法
（一）就地测量
环境监测的重要环节是对辐射及放射性进行测量。
有些监测工作可以在现场完成，但许多监测工作包括现场取样和实验室分析两部分，在现场直接完成的监测称为就地测量。
环境放射性监测18-1
1就地测量准备
（1）就地辐射测量之前必须先要制定详细的测量计划。
作计划时，下列因素应予以考虑：
测量对象的性质，包括要测量核素的种类，预期活度范围，物理化学性质等；
环境条件（地形、水文、气象等）的可能影响；
环境放射性监测18-2
测量仪器的适应性，包括量程范围，能量响应特性和最小探测限等；
设备及测量仪器在现场可能出现的故障及补救办法；
测量人员的技术素质；
测量的重要性以及资金的保障情况；
环境放射性监测19
（2）就地测量之前必须准备好仪器和设备。
对于常规性的就地测量，每次出发前均要清点仪器和设备，检查仪器工作状态。
作为应急响应的就地测量，事先必须准备好应急监测箱，应急监测箱内的仪表保持随时可以工作状态。
环境放射性监测20
（3）从事就地辐射监测的人员事先必须经过培训，使之熟悉监测仪器的性能，在现场可以进行简单维修，并应具备判断监测数据是否合理的能力。
环境放射性监测21-1
2就地测量实施
（1）就地辐射监测必须选在有代表性的地方进行，通常测量点应选择在平坦开阔的地方。
（2）在测量现场核对仪器的工作状态，确保仪器工作正常后方可读取数据。
环境放射性监测21-2
（3）当辐射场自身不稳定，应增加现场测量时间，以求测出辐射场的可能变化范围。
（4）在现场进行放射性污染测量时，一定要防止测量仪器受到污染。
就地测量数据应在现场进行初步分析，判断数据是否有异常，以便及时采取补救措施。
环境放射性监测21-3
就地测量的一切原始数据必须仔细记录，对可能影响测量结果的环境参数应一并记录。
所有需要记录的事项，事先均应编印在原始数据记录表中。
环境放射性监测22-1
（二）样品采集
1样品采集的基本原则
（1）环境样品采集必须按照事先制定好的采样程序进行。
（2）采集环境样品时必须注意样品的代表性
环境放射性监测22-2
采集环境样品时应避开下列因素的影响：
天然放射性物质可能浓集的场合；
建筑物的影响；
降水冲刷和搅动的影响；
产生大量尘土的情况；
河流的回水区；
靠近岸边的水；
不定型的植物群落。
环境放射性监测22-3
（3）采集环境样品时参数记载必须齐备，这些参数要包括采样点附近的环境参数，样品性状描述参数以及采样日期和经手人等。
（4）采样频度要合理。
频度的确定决定于污染源的稳定性，待分析核素的半衰期以及特定的监测目的等
环境放射性监测
22-4
（5）采样范围的大小决定于源项单位的运行规模和可能的影响区域。
对于核设施，采样范围应与其环境影响报告的评价范围相一致。
对于核技术使用及伴生放射性矿物资源的应用项目，采样应在流出物的排放点附近进行
环境放射性监测22-5
（6）环境样品的采集量要依据分析目的和采用的分析方法确定，现场采集时要留出余量。
（7）采集的环境样品必须妥善保管，要防止运输及储存过程中损失，防止样品被污染或交叉污染，样品长期存放时要防止由于化学和生物作用使核素损失于器壁上，要防止样品标签的损坏和丢失
环境放射性监测23-1
2空气取样
（1）确定取样对象，并由此确定出合适的取样方法和取样程序。
（2）确定取样时取样器件相对待取样空气的运动方式：
主动流气或被动吸附式。
环境放射性监测
23-2
采用主动流气式取样时，流量误差必须予以控制。
取样前，要校准流量器件，要对整个取样系统的密封性要进行检验。
采用被动吸附式取样时，取样材料要放在空气流动不受限制、湿度不是太大的地方，并对取样现场的平均温度和湿度进行记录（氚）
环境放射性监测
23-3
采用主动流气式取样时，取样气流要稳定，要防止取样材料阻塞或使取样材料达到饱和而出现穿透现象。
采用被动吸附式取样时，要注意湿度对取样效率的影响，必要时需进行湿度修正。
环境放射性监测
23-4
3沉降物收集
（1）沉降物收集的布点
对于特定的核设施，沉降物收集器应布放在主导风向的下风向，沉降物要定期收集并对其活度和核素种类进行分析。
监测大范围放射性沉降，沉降物收集器应该布放成收集网。
环境放射性监测
23-5
（2）采集大气沉降物时，应使用合适的取样设备，要防止已收集到的样品的再悬浮，并尽量减小地面再悬浮物的干扰。
（3）大气沉降物取样频度视沉降物中放射性核素活度变化的情况而定。
（4）进行大气沉降取样时，必须同时记录气象资料。
环境放射性监测
24-1
4水样采集
（1）确定采样对象，并由此确定合适的采样计划和采样程序。
若放射性液体的排放量和浓度变化较大，则应在排放口采用连续正比取样装置采集样品。
在江、河、湖等放射性流出物的受纳水体采集地表水时，要避免取进水面上的悬浮物和水底的沉渣。
环境放射性监测
24-2
（2）采集水样时，采样管路和容器先要用待取水样冲刷数次。
对于大型流动水体应在不同断面和不同深度上采集水样。
取海水样时，河口淡水、交混水和远离河口的海水应分别采集。
（3）采集到的水样必须进行预处理，以便防止因化学或生物作用使水中核素浓度发生变化
环境放射性监测
24-3
在低浓度时，某些核素可能会被器皿构成材料中的特定元素交换；
容器及取样管路中的藻类植物可以吸收溶液中的放射性核素；
酸度较低，放射性核素有可能附在器壁上；
酸度过高时，可使悬浮粒子溶解，使可溶性放射性核素含量增加；
加酸会使碘的化合物变成元素状态的碘，引起挥发；
酸可以引起液体闪烁液产生猝灭现象，使低能β分析变得困难或失效
环境放射性监测
25-1
5水底沉积物取样
（1）为评价不溶性放射性物质的沉积情况，应对放射性流出物受纳水体的沉积物进行定期取样和分析。
（2）采集沉积物样品的时间最好在春汛前（水体未受到扰动）。
环境放射性监测25-2
（3）采集沉积物样品时要采用合适的工具和办法，确保不同深度上的样品彼此不受干扰。
（4）采集沉积物样品时要同时记录水体情况。
（5）采集沉积物样品需及时进行烘干处理，烘干温
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