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核放射突发事件应急处置.pdf

核放射突发事件应急处置

三夜文
2011-11-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《核放射突发事件应急处置pdf》,可适用于高中教育领域

书书书公共卫生安全与应急处置系列核(放射)突发事件应急处置主编 顾乃谷 吴锦海目  录1 国外主要核(放射)突发事件与教训1!!!!!!!!!!!!!!!!第一节 前苏联切尔诺贝利核突发事件与教训1!!!!!!!!!!!一、概况1!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、核突发事件发生经过3!!!!!!!!!!!!!!!!三、核突发事件后的应急抢救5!!!!!!!!!!!!!!四、放射性扩散与对公众健康的影响7!!!!!!!!!!!五、核突发事件原因与教训8!!!!!!!!!!!!!!!第二节 美国三里岛核突发事件与教训11!!!!!!!!!!!!!!一、概况11!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、核突发事件发生经过12!!!!!!!!!!!!!!!!三、核突发事件后的应急抢救13!!!!!!!!!!!!!!四、对环境和公众健康的影响14!!!!!!!!!!!!!!五、核突发事件原因与教训15!!!!!!!!!!!!!!!第三节 日本东海村核燃料加工厂突发事件15!!!!!!!!!!!!一、概况15!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、核突发事件后的应急救援16!!!!!!!!!!!!!!三、核突发事件原因与教训18!!!!!!!!!!!!!!!2 核(放射)突发事件的类型和基本特点20!!!!!!!!!!!!!!第一节 核(放射)突发事件的类型20!!!!!!!!!!!!!!!一、核突发事件21!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、放射突发事件22!!!!!!!!!!!!!!!!!!!三、核恐怖事件26!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第二节 核(放射)突发事件的基本特点28!!!!!!!!!!!!!一、时间、地点的不确定性28!!!!!!!!!!!!!!!二、危害程度的差异性29!!!!!!!!!!!!!!!!!三、发展的快速性和阶段性30!!!!!!!!!!!!!!!四、放射源类型和照射途径的多样性以及对人体辐射损伤的2     核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列复杂性31!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!五、放射性污染对环境的影响35!!!!!!!!!!!!!!六、辐射的社会心理效应35!!!!!!!!!!!!!!!!七、应急处理的专业技术性强、投入力量大和持续时间长37!!3 突发公共卫生事件应急处理法律制度39!!!!!!!!!!!!!!!    一、《条例》的调整范围39!!!!!!!!!!!!!!!!!    二、应急处理的基本原则40!!!!!!!!!!!!!!!!    三、应急处理组织指挥体系40!!!!!!!!!!!!!!!    四、突发事件应急准备42!!!!!!!!!!!!!!!!!    五、应急事件报告与信息发布44!!!!!!!!!!!!!!    六、突发事件应急处理46!!!!!!!!!!!!!!!!!    七、法律责任48!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4 核(放射)突发事件的分级、分期和照射途径50!!!!!!!!!!!!第一节 核(放射)突发事件分级50!!!!!!!!!!!!!!!!一、核突发事件分级50!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、放射突发事件分级55!!!!!!!!!!!!!!!!!第二节 核突发事件的分期与照射途径56!!!!!!!!!!!!!!一、早期56!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、中期56!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!三、晚期57!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!四、照射途径57!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!5 核(放射)突发事件的医学应急准备和响应60!!!!!!!!!!!!第一节 应急准备61!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!一、医学应急组织体系的建设61!!!!!!!!!!!!!!二、医学应急通讯网络保障和信息系统建设64!!!!!!!!三、医学应急响应预案制定65!!!!!!!!!!!!!!!四、医学应急支援力量相关技术和物质的储备71!!!!!!五、人员培训和公众宣传教育72!!!!!!!!!!!!!!第二节 应急响应73!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!一、核突发事件医学应急状态分级74!!!!!!!!!!!!二、医学应急组织的应急响应74!!!!!!!!!!!!!!三、医疗救治应急响应75!!!!!!!!!!!!!!!!!四、辐射防护应急响应76!!!!!!!!!!!!!!!!!五、医学应急通讯响应行动76!!!!!!!!!!!!!!! 目录3    公共卫生安全与应急处置系列六、现场调查与处置77!!!!!!!!!!!!!!!!!!6 核(放射)突发事件的医学应急管理和分级救治81!!!!!!!!!!第一节 医学应急管理81!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!一、医学应急管理的方针和政策81!!!!!!!!!!!!!二、医学应急管理组织机构和职责81!!!!!!!!!!!!三、核(放射)突发事件的报告与监督管理83!!!!!!!!!第二节 核与放射突发事件的分级医疗救治87!!!!!!!!!!!!一、一级医疗救治(现场救护)87!!!!!!!!!!!!!!二、二级医疗救治(当地救治)87!!!!!!!!!!!!!!三、三级医疗救治(专科救治)91!!!!!!!!!!!!!!第三节 公众的医学应急保障91!!!!!!!!!!!!!!!!!!7 核突发事件的人员防护与应对措施93!!!!!!!!!!!!!!!!第一节 公众防护的应急干预原则和干预水平93!!!!!!!!!!!一、概述93!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、在干预计划中应制定的干预水平94!!!!!!!!!!!三、影响干预水平选择的因素95!!!!!!!!!!!!!!四、与干预水平比较用的剂量96!!!!!!!!!!!!!!五、制定干预水平中的一些实际问题98!!!!!!!!!!!六、制定通用干预水平的方法99!!!!!!!!!!!!!!第二节 公众应急防护的应对措施100!!!!!!!!!!!!!!!一、紧急防护措施100!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、长期防护行动104!!!!!!!!!!!!!!!!!!第三节 救援及工作人员的防护107!!!!!!!!!!!!!!!!一、拯救生命与防止严重后果107!!!!!!!!!!!!!二、短期恢复活动与可影响到公众的紧急对策108!!!!!!三、较长期的恢复活动109!!!!!!!!!!!!!!!!四、与核突发事件无直接相关的工作109!!!!!!!!!!8 贫铀武器的危害影响111!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第一节 贫铀及其特性112!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!一、贫铀112!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、贫铀特性113!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第二节 贫铀武器的制造和使用115!!!!!!!!!!!!!!!!一、贫铀武器的制造115!!!!!!!!!!!!!!!!!二、贫铀武器的使用117!!!!!!!!!!!!!!!!!4     核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列第三节 贫铀对环境的影响118!!!!!!!!!!!!!!!!!!第四节 贫铀对人体健康的影响121!!!!!!!!!!!!!!!!第五节 贫铀弹不等于原子弹125!!!!!!!!!!!!!!!!!一、原子弹126!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、核爆炸的后果128!!!!!!!!!!!!!!!!!!三、贫铀弹与原子弹的区别129!!!!!!!!!!!!!!9 核恐怖突发事件医学应急处理131!!!!!!!!!!!!!!!!!第一节 核恐怖突发事件的危害131!!!!!!!!!!!!!!!!一、急性放射病131!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、皮肤放射损伤133!!!!!!!!!!!!!!!!!!三、放射复合伤134!!!!!!!!!!!!!!!!!!!四、内照射放射损伤135!!!!!!!!!!!!!!!!!五、心理效应135!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第二节 核恐怖突发事件医学应急处理136!!!!!!!!!!!!!一、急性放射损伤的医学应急处理136!!!!!!!!!!!二、放射性污染伤口的医学处理138!!!!!!!!!!!!三、放射性体表皮肤污染的医学处理138!!!!!!!!!!第三节 常见放射性核素体内污染的医学处理139!!!!!!!!!!一、碘131140!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、锶90140!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!三、铀238/235141!!!!!!!!!!!!!!!!!!!四、钚238/239141!!!!!!!!!!!!!!!!!!!五、铯137141!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!10 核(放射)突发事件辐射监测143!!!!!!!!!!!!!!!!!第一节 辐射监测工作基本设想143!!!!!!!!!!!!!!!!一、监测对象143!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、监测项目144!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第二节 场外环境辐射监测145!!!!!!!!!!!!!!!!!!一、早期应急监测145!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、中后期应急监测147!!!!!!!!!!!!!!!!!第三节 应急工作人员的监测149!!!!!!!!!!!!!!!!!一、γ线外照射剂量监测149!!!!!!!!!!!!!!!二、甲状腺监测149!!!!!!!!!!!!!!!!!!!三、皮肤和衣服污染监测150!!!!!!!!!!!!!!! 目录5    公共卫生安全与应急处置系列四、事故后监测150!!!!!!!!!!!!!!!!!!!五、生物剂量测量151!!!!!!!!!!!!!!!!!!六、体内污染监测151!!!!!!!!!!!!!!!!!!第四节 核(放射)突发事件辐射监测153!!!!!!!!!!!!!一、工作场所监测153!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、个人剂量监测153!!!!!!!!!!!!!!!!!!三、个人体内照射监测154!!!!!!!!!!!!!!!!11 核突发事件应急状态终止和环境恢复156!!!!!!!!!!!!!!第一节 应急状态的终止156!!!!!!!!!!!!!!!!!!!一、应急状态终止的条件156!!!!!!!!!!!!!!!二、应急终止的程序156!!!!!!!!!!!!!!!!!三、突发事件后果的评价157!!!!!!!!!!!!!!!四、影响事故后果的因素与干预157!!!!!!!!!!!!第二节 核突发事件后期的环境恢复158!!!!!!!!!!!!!!一、区域环境去污159!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、放射性废物运输160!!!!!!!!!!!!!!!!!三、环境恢复后管理160!!!!!!!!!!!!!!!!!四、丢失放射性物质的处理161!!!!!!!!!!!!!!附录1 常用术语162!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!附录2 国内外主要核(放射)事故选编169!!!!!!!!!!!!!!!附录3 活度和剂量单位换算174!!!!!!!!!!!!!!!!!!!附录4 用于构成十进制倍数和分数单位的词头175!!!!!!!!!!!书书书主 编 顾乃谷 吴锦海编 者 (以姓氏笔画为序)王伟华 复旦大学放射医学研究所王洪复 复旦大学放射医学研究所朱国英 复旦大学放射医学研究所刘伟琪 复旦大学放射医学研究所孙达人 复旦大学放射医学研究所吴锦海 复旦大学放射医学研究所何昌龄 卫生部卫生法制与监督司陈红红 复旦大学放射医学研究所胡建达 中国科学院上海原子核研究所顾乃谷 复旦大学放射医学研究所黄卫琴 复旦大学放射医学研究所丛书总主编姜庆五 俞顺章 金锡鹏丛书编委(按姓氏笔画排列)陈秉衡 欧阳凤秀 季建林 金泰廙 金培刚周志俊 屈卫东 赵 琦(兼学术秘书)赵根明夏昭林 顾乃谷 徐 飚前  言随着我国核能的迅速发展和核技术在工农业生产和医学领域的广泛应用它对促进国民经济的发展已发挥着极其重要的作用。实践证明核能是一种安全、可靠、清洁、经济的替代能源然而核能毕竟不同于其他能源尚存在有一定潜在的危险性。核技术给人类带来巨大利益的同时也会因某些人为和技术上的因素而发生危及生命与财产的各类放射突发事件。因而从核技术和平利用的一开始世界各国就一直把核安全与放射防护问题置于首位。近年来国外已相继发生了数起重大核突发事件尤其是1986年4月在前苏联发生的切尔诺贝利核突发事件引起了国际上的极大关注。国际原子能机构(IAEA)等组织与各相关国家就如何防止核突发事件的发生以及一旦发生核突发事件时应如何快速、积极、正确地启动医学应急救援预案有效地抢救伤员提高应急处理水平保护广大公众的健康与安全尽可能减轻核突发事件后果影响等问题开展了广泛研究与探讨。近10年来我国平均每年发生各类放射突发事件约30起与发达国家相比我国放射突发事件的发生率相对较高。因此必须迅速提高我国放射防护与医学应急救援的处置水平才能适应核技术飞速发展的需要也应坚持以预防为主常备不懈的工作原则。核(放射)突发事件的医学应急救援是突发事件应急处置工作的重要组成部分也是一项技术性强、涉及面广、社会影响大的系统工程并需要多部门、多专业的人员共同参与。为使有关人员能对核(放射)或核恐怖突发事件的特点、类型、危害及防护措施对辐射损伤的医学应急救治处理有一个正确、科学的认识本书将全面系统地介绍有关国内外核(放射)突发事件的基本类型与特点严重程度的分级与事故过程分期医学应急的准备与响应医学应急的分级救治与管理人员与公众的防护措施伤员的应急处理辐射监测事故后期应急状态的终止和环境恢复以及应急处置的法律制度等知识内容。本书由11位长期从事放射医学、放射卫生、剂量防护和卫生监督管理等工作的专家参加编写鉴于核(放射)突发事件医学应急救援工作尚在不断发展与完善之中本书编者虽做了很大努力但因时间短促缺点与不足在所难免敬请2     核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列读者斧正。本书在编写过程中得到了卫生部卫生法制与监督司、卫生部核事故医学应急中心、军事医学科学院放射医学研究所等单位的大力支持与帮助在此一并感谢!编者2004年6月书书书1111111111国外主要核(放射)突发事件与教训第一节 前苏联切尔诺贝利核突发事件与教训1986年4月28日上午瑞典斯德哥尔摩以北150km处的福尔斯马尔克核电站的值班人员在退出管理区域时大门监测器测出有异常放射性同时核电站周围地面也测出了放射污染。瑞典当局一开始以为是所在核电站发生泄漏事件十分紧张准备将600余名职工撤离电站。接着在瑞典东海岸一带也发现有广泛的放射性污染瑞典国立防卫研究所对空气中尘埃进行了核素分析测出是碘131、铯137和钌103等放射性核素并根据当日的风向和上气流从而判明污染可能来自俄罗斯、乌克兰一带。瑞典政府当即询问前苏联政府但没有得到答复。4月28日21时前苏联在国立电视台新闻节目中首次承认发生了核突发事件。直到4月29日前苏联政府才通过塔斯社正式宣布切尔诺贝利核电站的4号堆发生了堆芯爆炸事件。这是国际核电史上最严重的一次核突发事件不仅使前苏联蒙受大批人员伤亡和超过200余亿卢布的巨大经济损失而且在世界上也引起了强烈反响。  一、概况切尔诺贝利核电站位于白俄罗斯乌克兰的波列西耶多林低地的广阔地域的东部(图11)距白俄罗斯边境约10km。核电站以西3km为普里皮亚季镇2     核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列居民约5万人是电站的生活区电站东南18km是切尔诺贝利镇人口约1.25万人。电站所处区域具有人口密度较低的特征大约每平方千米70人在电站周围30km以内区域中共有居民约10万人。全长748km的普里皮亚奇河流经电站后汇入第聂伯河再经基辅最后进入黑海是基辅市的饮用水源。图11 切尔诺贝利核电站的地理位置切尔诺贝利核电站开始建造于1970年1月共有4套机组第1、2号机组并网发电于1977年第3、4号机组投产于1983年。4套机组都为1000MW的石墨慢化压力管式沸水堆(PБMK1000)(图12)该反应堆用1700吨(1吨=1000kg)石墨砌块作为慢化压力体约有1670根平行的压力管垂直穿过石墨慢化体燃料组件即插在这些垂直压力管内。另有211根控制棒管道也分布在石墨砌体中。堆芯尺寸为高7m直径为12m总计装有约180吨含2%235U的低浓缩的二氧化铀燃料。在ΡБMK1000反应堆中载热剂是水由于堆内链式反应放出的热量使1 国外主要核(放射)突发事件与教训3    公共卫生安全与应急处置系列图12 RBMK1000的工作示意图水被加热到沸腾蒸汽将经过堆内工艺孔道循环在孔道顶部通过蒸汽输送管而进入卧式汽水分离器除水后把蒸汽引入汽轮机进行发电。该堆共采用8台主循环泵来实现堆内水循环其中6台工作2台备用。反应堆另备应急堆芯冷却系统、应急供电系统和一系列安全连锁装置。整个反应堆被安置在水泥的竖井之中石墨砌块包含在厚度为30mm的圆柱形壳体内。  二、核突发事件发生经过1986年4月25日核电站的第4号机组原计划进行停堆检修但是在关闭核装置之前根据核电站有关方面的指令还必须进行一次旨在提高供电系统安全性的涡轮发电机组惰性转动供电试验即利用涡轮发电机组无动力情况下的惯性在蒸汽供应中断后发电机依靠转子的惰性转动继续保持短时间供电以确保反应堆的安全。第4号机组的惰性转动供电试验如下:1986年4月25日13时整(莫斯科时间)值班操作员根据反应堆停堆的原检修日程开始降低反应堆额定的运行功率。13时05分当热功率降至1600MW(约为额定功率的50%)时从电网切除了第4号机组的7号汽轮发电机机组本身切换到8号汽轮发电机。14时根据试验计划要求切断反应堆事故冷却系统。由于反应堆不能在没有事故冷却系统下运行理应停堆。但是当时“基辅动力公司”的调度员不同意停堆因此反应堆实际是在没有事故冷却系统的情况下仍继续运行。4     核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列23时10分因得到可以停堆的许可又开始按试验计划的规定把反应堆的功率进一步降至1000MW~700MW。然而操作员未能控制好结果使反应堆的功率几乎降到零。在这种情况下反应堆停堆操作员没有考虑到这种利害关系并又试图想重新提高功率但经努力未能成功。此时反应堆中因135I衰变为135Xe的过程中使135Xe大量堆积降低了堆芯的反应性。为了弥补这种反应性的降低把功率再提上去操作人员不顾反应堆安全所需的插入堆芯的控制棒不能少于30根的规定要求却在插入堆芯仅剩6~8根控制棒的情况下继续运行把大量控制棒都提到堆芯的顶部。4月26日13时操作人员终于把反应堆的功率提高但不是稳定在原试验计划要求的1000MW~700MW值而是稳定在200MW(约为额定功率的6%)水平上。为提高试验开始后反应堆活性区冷却的可靠性操作人员在原6台主循环泵运行的情况下又启动投入了2台备用主循环泵使冷却剂流量大大超过标准造成蒸汽量减少。13时23分操作人员关闭了8号汽轮发电机的截止调节阀切断了对汽轮机的供汽开始了惰转运行。为了不致发生自动停堆以便在一次不成功后有可能再重复做试验预先已切断了自动保护系统。此时蒸汽流量的减少使压力逐渐上升8台主循环泵中的4台已从主电网单独由惰转的涡轮发电机组供电随着涡轮发电机惰转的减速使循环水总流量逐渐下降引起蒸汽量的增加且比额定功率运行时增加了许多倍。蒸汽量的增长从而引起了正反应性的进一步增大。13时23分40秒第4号机组值班主任知道了事态的严重性命令反应堆管理处主任工程师按下最有效的事故保护按钮(A35)实行紧急停堆但由于控制棒此时均处于堆芯顶部在迫使控制棒下落时发生碰撞最终停在中途没有完全插入堆芯。接着操作人员断开控制棒驱动装置的电源试图想靠控制棒自身重力作用而下落但无济于事。13时24分接连两次强烈爆炸掀翻了反应堆厂房的房顶爆炸后燃烧的石墨也飞到其他厂房顶上厂房内大火共有30余处火焰(烟尘)升腾引起大约1.8km高的大烟柱并把大量的放射性物质扩散到前苏联的西部北欧甚至随风飘落到整个北半球。1 国外主要核(放射)突发事件与教训5    公共卫生安全与应急处置系列  三、核突发事件后的应急抢救(一)消防灭火1986年4月26日13时28分爆炸后仅过了4分钟切尔诺贝利核电站消防队的值班人员首批来到事故地点13时35分普里皮亚季镇消防队也来到救火现场14时54分切尔诺贝利镇的消防队赶到参与灭火。可是消防队员无一受过放射性条件下的灭火专门训练他们奋不顾身的全力救火才基本扑灭了反应堆厂房屋顶与汽轮机大厅屋顶上的大火。在灭火过程中许多人已受到很高的辐射剂量与受到有毒烟气的毒害有的被送往医院16时左右附近15个消防分队从基辅各地区集中到达事故现场16时50分基本制止了火势的蔓延18时35分才完全扑灭了大火。核突发事件发生后消防队员、抢救人员与核电站工作人员并未意识到辐射危害的严重性有些地区的辐射水平高达每小时100Gy。由于当时能用的监测仪器量程很窄故无法测量现场各处的实际辐射水平很多人受到严重照射。因此在爆炸后1小时就出现了首批急性放射病症状的伤员。(二)抢救行动核突发事件发生时许多人仅看到钢筋混凝土墙及天花板的摇动、塌落与倒塌管道断裂到处喷出来的热水和蒸汽流或着火他们并没意识到反应堆已遭受严重破坏大量放射性物质已释放到大气中所有的人对如何消除这样大的核突发事件后果在技术上与心理上都没有准备。在核突发事件发生后的最初第4号机组的工作人员谁也没有离开自己的岗位想尽最大努力使核突发事件不发展到更危险的程度继续“工作着”在进行抢救的最初关键阶段核电站的剂量监测部门却无能为力任何人手头上都没有所需要的剂量测量仪器人们不知道第4号机组及其周围的真实辐射水平也就不能有效保护自己。由于前苏联当局认为他们的核电站不可能发生重大核突发事件故这次核突发事件的应急行动是在毫无技术准备的情况下进行的。据说总共有60万人参加了抢救和现场清理如参加反应堆周围的清理、去污、修路拆除与埋藏被污染的建筑物等。(三)控制放射性扩散核突发事件早期为控制火势与反应堆放射性的扩散前苏联当局派出了约1000余名空军及空勤人员在反应堆上空进行了数百次飞行并用直升机向暴露的反应堆堆芯投下了5000余吨的硼、铅、砂、白云石与黏土用于控制、封闭反应堆屏蔽辐射和灭火这些直升机空勤人员接受的外照射有效剂量为6     核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列140~260mSv。并派出约1万名施工人员在反应堆厂房底下设置冷氮注入系统注入大量冷氮以降低堆芯温度。由于担心熔化的燃料可能会泄漏下来与堆芯下卸压水池中的水接触而引起爆炸造成放射性物质的向外释放扩散。科技人员对已被烧穿的反应堆底部的补救问题进行了研究部队与志愿人员在强辐射环境下打开了一条临时通道把充满在反应堆底部的水抽干并在堆下建造一个混凝土隔板以防止熔化的燃料漏入地下水池中。在反应堆封闭壳内执行任务的约700余名人员中其中5%人员的外照射剂量大于250mSv其他人员一般为30~130mSv。(四)伤员救治鉴于1986~1987年有数十万人参加了核突发事件现场的清理工作受到的平均剂量约为100mSv。他们中约有10%的人员受到辐射的剂量约为250mSv有百分之几的人员接受的剂量大于500mSv。而公众所受辐射的剂量(其中包括从禁区内撤出的约11万人)约有10%超50mSv5%超过100mSv。切尔诺贝利核突发事件致使499人住院观察其中237人疑有急性放射病在这次事故中有28人死于辐射照射(另有2人因非电离辐射原因死于核突发事件现场总共死亡30人)。在住院治疗的237人中有134人被确诊为急性放射病在死亡的28人中有26例伴有全身表面积50%以上的皮肤损伤。上述所有的急性放射病病人及伴有严重皮肤损伤的病人均在最有经验的医疗中心接受最好的抢救治疗在所有死亡病例中无一例是居民。在伤员抢救中每一个重病病人都有专门的医生和护士照顾医务工作者竭尽全力救死扶伤。(五)公众防护措施据报道核突发事件的第二天早上就对普里皮亚季镇进行挨家挨户的通知要求当地居民关闭窗户在室内隐蔽并分发碘片。据统计该镇的4.5万居民和30km范围内的71个村庄的约9万居民都同时服用了碘片(碘化钾)。但也有资料报道在核突发事件发生的当天官方没有通知让居民留在室内公共场所照常开放许多大人和小孩仍在游乐场所内休闲玩乐也未及时分发碘片一些儿童与公众都受到了不必要的照射。其次由于当时无足够的防护面具以使许多民防官员与抢救人员在执行任务时都没有佩戴防护面具。在4月26日晚官方决定对普里皮亚季镇的4.5万居民进行撤离共动员了1200余辆公共汽车。从4月27日14时开始在不到3小时内全部居民非常井然有序地撤到安全地区。4月28日确定核电站周围10km为撤离区5月2日又确定30km范围的禁区5月6日撤离工作完成共撤离了13.5万人并禁止公众进入禁区。该禁区延伸到了白俄罗斯、俄罗斯与乌克兰3个相邻的区域总覆盖面积约为4300km2。5月10日画出了事故点周围地区的剂量率等值线地图确定剂量率为1 国外主要核(放射)突发事件与教训7    公共卫生安全与应急处置系列200μSv/h构成禁区边界线共约有1100km230μSv/h为严格控制区约8000km2。6~7月又画出了长寿命放射性核素的污染水平地图。  四、放射性扩散与对公众健康的影响1986年4月26日从爆炸后毁坏的反应堆芯向外逸出的一股放射性气流高达约1800m。在离事故地点5~10km其放射性辐射水平约为1mSv/h。这次事故从堆芯向外排出的放射性总活度(不包括放射性惰性气体)估计约为12×1018Bq共释放出放射性物质6~8吨这几乎是反应堆原存量的3.5%。整个放射性释放过程持续了约10天至1986年5月6日放射性释放才基本结束。释放的放射性核素的成分是相当复杂的其中放射性碘和铯具有特别重要的放射生物学意义。放射性碘的半衰期短在短期内有较大影响。而放射性铯的半衰期为数十年有着长期而明显的放射生物学影响。据估算这次事故碘131向外释放的活度约为2×1018Bq铯137为9×1016Bq。这些值分别约占事故时堆芯放射性碘的50%~60%放射性铯的20%~40%。放射性污染的空气流随大气逐渐向四周扩散起初污染物主要沉积在西北部的白俄罗斯、俄罗斯与乌克兰境内。铯137活度超过185kBq/m2的面积分别为16500km2、8100km2和4600km2这些区域被指定为“污染区”或严格控制区。放射性污染沉积活度大于37kBq/m2的约有146100km2在北欧和东欧还有许多区域的放射性污染沉积活度也大于37kBq/m2。锶90的沉降仅限于事故地点附近地区其沉积活度高于100kBq/m2的区域几乎完全在30km区域内大于37kBq/m2的区域均在100km2范围内。之后污染物随着高空气流又向芬兰、瑞典、波兰以及北半球其他区域扩散。鉴于放射性碘是反应堆事故释放的主要放射性成分之一在切尔诺贝利事故后的10年中受照儿童的甲状腺癌有了非常明显的增加截至1995年底已报道的儿童病例数为800人年龄为0~15岁其中白俄罗斯即有400余人。从事故到该病诊断的潜伏期一般为4~10年平均为6年。甲状腺癌的大多数病例均集中在反应堆事故释放造成的放射性污染严重地区。除甲状腺癌外由事故辐射照射引起的其他癌症发病率目前还没有统计学意义的显著性差异特别是白血病的发病率尚未见一致的可归因增长。8     核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列  五、核突发事件原因与教训切尔诺贝利核突发事件从其性质、严重程度和影响规模都是空前的也是人类历史上对全世界震动最大的一次核事故。就核突发事件发生前后前苏联主管部门在总体应急响应方面基本上是合理的医学应急救援也是及时的但也存在着一些值得认真从中汲取的经验教训。下面仅从反应堆设计、人员操作与安全管理3个方面作一些必要的分析。(一)反应堆的设计缺陷根据核安全的纵深防护要求核反应堆的设计在任何时候应需考虑能有效地控制反应堆不产生失控应设计有一种以上手段能可靠地安全停堆能有足够的冷却系统防止堆芯熔化以及应具有多层有效的屏蔽防护结构(即安全壳)阻滞放射性物质逸出保护公众安全。但在切尔诺贝利的石墨慢化压力管式沸水堆(РБМК1000)中慢化中子的作用主要是靠石墨砌块来实现压力管内的轻水对中子作用以吸收为主一旦出现蒸汽空泡将可能对中子的吸收减少而增大核反应性随之又会促使蒸汽空泡的增加而产生所谓的空泡正反应性效应。该反应堆设计的“空泡效应”为正值我们从图13中可以清楚地看到曲线2在低功率阶段要比在高功率阶段陡得多。也就是说当在低功率运行时每增加单位功率时冷却剂中的蒸汽份额的微增率要高出高功率时的好几倍从而引起的正反应性要比高功率时大好几倍结果使其功率系数成为正值。因此当反应堆处于低功率运行时是相当危险的。但是在设计文件中从没向运行人员提供任何数据设计说明书上也没有明文禁止在低功率运行的规定。该效应还可通过调节控制棒的位置来予以控制。反应堆的设计者一般都知道在任何情况下快速反应性的增长都绝不能大于1%。然而在该反应堆的设计上却恰恰违反了这一基本规则该反应堆当全部的1670根压力管内的水都沸腾时反应性的变化可超出上述限值的2~3倍。其次该反应堆的控制棒下端有一段5m长的石墨棒当控制棒提升到堆顶部时石墨棒恰恰处在堆芯中间上、下端各有一段1m长的水区而当控制棒下落时由于石墨棒需先挤去水于是堆下方的反应性增强反应堆内的聚变反应主要集中在堆芯的上、下两端。这就是为什么堆的爆炸恰恰发生在操作人员按停堆按钮之后。设计上的严重缺陷是导致这次核突发事件的根本原因之一无有效的安全壳也是造成核突发事件后果影响扩大的原因所在。1 国外主要核(放射)突发事件与教训9    公共卫生安全与应急处置系列图13 切尔诺贝利4号反应堆冷却剂中蒸汽质量(1)和体积(2)的空泡系数与功率的关系曲线(二)人员操作失误为了进行第4号机组的惰转供电试验原计划应将反应堆功率降到额定功率的20%~30%时进行但由于堆的复杂动力学过程不易控制结果使堆功率一下降到额定功率的1%以下。之后操作人员为了重新提升功率但均未能成功而最终不顾反应堆安全所需的反应性余量(按规定插入堆芯的控制棒不能少于30根)的限值要求当时操作人员已将大多数控制棒提升到堆芯顶部实际插入或留在堆芯的控制棒仅只有6~8根故造成对反应堆的失控与导致反应堆应急保护系统的失效。另外操作人员为了满足惰转试验的所谓要求把所有8台主循环泵均与反应堆连接单泵流量超过允许水平使循环回路中的冷却剂温度达到了饱和温度。之后操作人员又切断了两台汽轮发电机蒸汽信号的反应堆保护装置使反应堆已丧失自动停堆的可能性之后又切断了汽鼓汽水分离器中的水位和蒸汽压力的反应堆保护装置又关闭了产生最大设计事故时规定要求用的反应堆事故冷却保护系统从而丧失了减小事故后果程度的可能性。由此可见操作人员只顾为了提高功率完成惰转试验而错误地切断了多种安全保护装置也是导致本次核突发事件的主要原因。(三)管理上的问题在本次核突发事件发生前后前苏联当局在核安全管理上确实存在有不少问题:(1)就这次核突发事件前的惰转供电试验大纲而言据苏联国家原子能利用委员会的报告中也承认“这是一份以纯粹走过场的方式所草拟的有关安全措施”是一份既没有对试验的每一步骤操作存在的潜在危险进行认真分析也10    核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列没有相应安全措施与应急准备的大纲。就是这样一份试验大纲竟获得批准实施确实令人难以置信。(2)正如在核突发事件发生后进行现场抢救清理的负责人所说:“我们是在毫无准备的情况下开始应急的”由于没有预先的应急准备与处置预案确实造成本次事故后果扩大的重要原因。事件发生时没有适当与足够的辐射测量仪器无法及时提供现场确切的辐射剂量水平从而导致众多抢险灭火人员是在超高剂量水平下工作同时又缺乏有效必需的防护衣具也给事件后的应急救援工作带来了困难与不利。(3)核电站的操作人员虽曾有过培训但仅停留在静态模拟运行情况下的培训故操作人员没有受到开堆、停堆和应付突发事件的足够训练。可能前苏联主管部门过于自信自己的核安全能力而放松了对有关人员的安全教育。这种过分自信也麻痹了众多人的安全防护意识正如核突发事件发生时抢救人员与消防人员都是在缺乏核安全防护知识的情况下工作又无参加过核突发事件的抢险经验故付出代价较大。(4)把“完成生产任务”放在“核安全”的前面也是切尔诺贝利事故人员失误方面的原因之一。长期以来前苏联在职工中形成了不折不扣完成上级所布置的任务为光荣的传统教育他们在执行本次试验任务时虽遇到问题但仍坚持要完成任务结果出了事故。这也是缺乏“核安全第一”思想的具体体现。(5)人员撤离与搬迁这一行动实施必须慎重主管当局在决策时应充分衡量利弊。前苏联在估算有关污染区居民剂量时由于采取高估的方针这是与干预的基本目的背道而驰的从而造成两个消极后果:一是给公众居民带来不必要的恐惧和忧虑的心理影响二是部分人采取不必要的搬迁花费的人力、物力、财力过多。间接加剧了切尔诺贝利核突发事件的后果导致人们生活和健康水平的恶化给社会活动带来极其不利的影响。(四)对经济和社会影响本次核突发事件给前苏联的经济造成巨大损失因核突发事件发生的直接损失和用于核突发事件处理的费用开支到1991年前苏联解体时已达约240亿卢布。之后仅自俄罗斯从1992年起为处理事故每年动用的财政开支约占国家总预算额约10%并有14万公顷的农田停止耕种50万公顷的森林被禁用。本次事件的发生使广大公众长期处于恐惧、抑郁或绝望的心理紧张状况下产生了比经济损失更为严重的负面社会心理影响并对当时的政府与专家们的意见失去信心甚至离心离德实际上核突发事件的影响已涉及社会、生活各个方面。1 国外主要核(放射)突发事件与教训11   公共卫生安全与应急处置系列第二节 美国三里岛核突发事件与教训  一、概况1979年3月28日凌晨美国宾州的三里岛核电站由于设备故障和人为疏失等原因造成核突发事件。由于核电站安全壳的有效保护只有少量的放射性气体排出。经剂量评估整个事件造成部分公众的最大个人剂量为0.8μSv核电站周围80km范围内平均公众个人接受剂量水平为0.015μSv在国际核事故分级上列为第五级事故。三里岛核电站(图14)位于美国东北部的宾夕法尼亚州在宾州首府哈里图14 三里岛电站示意图斯堡东南约15km处三里岛是萨斯奎哈纳河上的一个小岛。1971年兴建岛上第一座压水堆电功率约为790MW1974年投入运转。1973年动工兴建第二座12    核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列压水堆电功率为880MW于1978年12月建成。发生核突发事件的是第二座压水堆(也称2号堆)从建成到发生事故仅只运转了约3个月的时间。  二、核突发事件发生经过1979年3月28日凌晨4时30分左右三里岛核电站的2号反应堆在例行检修以后重新开始运行。当功率逐渐提升到额定范围时二次回路上的一台冷凝水泵突然停止运转造成蒸汽发生器的给水中断一次回路由于得不到充分的冷却而温度上升。这样的故障其实也没有什么大不了的反应堆的安全连锁系统都可以自行处理很快会得到解决即主给水泵停运涡轮机停转2个辅助给水泵会自动运转。类似的故障在该反应堆曾先后发生过多次但都没有导致意外事故发生因计算机控制系统会很快采取措施及时将故障排除。但恰恰在本次故障发生以后由于一回路的冷却水得不到充分的冷却而引起温度升高安全控制系统就按事先给定的程序为了不使一回路的蒸汽压力过高就自动打开卸压阀以排出部分蒸汽降低一回路的压力。当排出部分蒸汽压力降到正常范围时该卸压阀理应自动关闭。但在本次故障时卸压阀失灵没有自动关闭造成蒸汽源源不断地排入卸压箱内这确实是一个意外。由于一回路压力和温度的不断升高堆芯区的燃料元件得不到充分冷却此时计算机控制系统即按原先的程序启动辅助给水系统。但在管路上又出现了一个意外该系统中几台泵的出口阀在2周前的检修时关闭了没有及时打开(这是严重违反操作规程的)。此时虽然辅助给水系统的泵已启动但却没有水注入蒸汽发生器。而操作人员又未察觉到该阀门已关闭的指示信号。由于卸压阀的失灵造成一回路通过此阀不断向外排出蒸汽使堆芯局部失水本来2分钟后因为堆芯冷却不足堆芯紧急冷却系统会自动启动使高压注水泵开启向一回路注水流入堆芯。可是又发生了第三次意外操作人员又犯了一个判断性的错误自作主张地通过手动控制系统把其中的一台高压注入水泵关闭了这样又人为地造成了堆芯区的第二次失水。由于操作人员的屡次失误在一回路水继续通过卸压阀外泄又得不到补给的情况下因压力降低而产生了堆芯沸腾堆内水因汽化而逐渐减少使堆芯形成了空腔并造成堆芯外露达数小时。此时反应堆虽然已自动关闭但是燃料元件的余热不能很快散发出去燃料元件包壳的温度已升到约1000℃。这时虽然自动控制系统又再一次通过另一路管道把大量冷却水注入堆芯但由于燃料元件包壳与水蒸汽发生剧烈氧化反应生成氢气导致堆内约有1/3的燃料元件包壳破损使部分贮存在燃料元件空腔中的气态和发挥性的1 国外主要核(放射)突发事件与教训13   公共卫生安全与应急处置系列放射性裂变产物就被释放出来而进入一回路水。在这同时一回路的卸压阀仍开着含有放射性核素的蒸汽不断地排入卸压箱造成卸压箱水位过高安全隔膜被破裂大量高温的含有放射性核素的一回路水即溢出到安全壳内的地面上部分通过污水泵而流入辅助厂房。据统计流入辅助厂房内的污染水约有1600m3这些高温的一回路水溢出容器流到地面后就很快蒸发导致放射性气体和气溶胶向外释放而污染环境。据统计放射性惰性气体的释放量约为9×1016~5×1017Bq放射性碘的释放量约为6×1011Bq放射性氪的释放量约为1×1016Bq以及放射性氙的释放量约为8×1010Bq。  三、核突发事件后的应急抢救核突发事件发生后在美国引起强烈反响美国总统卡特偕夫人亲自到现场视察。为控制事态发展有关当局与相关部门做出了很大的努力。由于核电站对核突发事件的发生事先估计不足缺乏必要的应急准备从核突发事件次日起就力求大规模的人员与技术支援当时直接为控制反应堆工作的参与人员由最初的10余人增加到约2000人。抢救人员昼夜24小时轮班工作主要解决以下几个问题。(1)堆芯温度控制:由于操作人员缺乏必要的训练和判断能力在操作上屡次失误造成堆芯逐渐失水主冷却泵因反应堆压力容器内出现气泡空腔而剧烈振动操作人员因担心主冷却泵损坏而将其关闭这反而导致堆芯冷却条件的更趋恶化。抢险人员经努力使一台主冷却泵恢复工作尽力使堆芯降温同时也制定了一套万一再发生意外情况的应急救援计划即一旦所有冷却泵都失灵停转就启动自然循环如果自然循环也失效则就采用人工启动高压注入泵注入冷却水来冷却堆芯温度等应急措施。(2)防止氢气爆炸:反应堆压力容器内大量氢气的产生是预先所没有预料到的其产生的原因之一是由于冷却剂水在强辐射作用下产生解离而生成部分氢气。原设计时估计在严重事故情况下氢气浓度不会超过2%故在反应堆系统内没有消氢装置。可是在这次事故发生后不到10小时就发现堆内氢气浓度过高。据估计若安全壳内空气中的氢气浓度一旦超过4%以上就有可能发生“氢气爆炸”。为此反应堆压力容器内大量氢气的存在曾一度使美国核管理委员会的官员们极度紧张。为了防止发生爆炸抢险人员首先采用催化复合器以降低安全壳内的氢气浓度其次尽力降低一回路水中的氢含量以迫使更多的氢从堆内空腔气泡中转入冷却剂经过1周的日夜努力奋战堆内氢气气14    核(放射)突发事件应急处置公共卫生安全与应急处置系列泡终于渐渐消失。类似抢险项目不少于20余项经努力都逐个予以应急处理解决到4月27日反应堆才完全稳定下来实现了安全停堆。(3)公众撤离疏散:由于对核突发事件的发生事先估计不足弄清问题和研究措施又需要时间考虑到反应堆氢气爆炸的潜在危险太大其后果又难于估计美国核管理委员会在征求许多专家的意见后决定对公众采取预防性的安全撤离措施。3月30日宾夕法尼亚州的州长在美国核管理委员会主席建议下发出公告要求8km内的学龄前儿童和孕妇撤离并劝告16km范围内的居民呆在家里紧闭门窗。据估计从3月31日至4月11日撤离的人数高达8万人在核电站周围32km半径内大约撤走了20万居民从而引起公众的普遍惊慌再加上当时有些新闻媒介的有意夸大制造耸人听闻的新闻报道导致周围居民都争先恐后地纷纷离开三里岛地区而引起世界性的轰动给三里岛核突发事件蒙上了恐怖的色彩。  四、对环境和公众健康的影响本次核突发事件对反应堆本身的损坏是严重的堆芯体积约35%已成了碎片仅核突发事件后的总清理费就达10亿美元故经济损失也是严重的。然而对周围环境和公众健康的辐射危害却是出乎意料地小据估计三里岛核事故排放到周围环境中去的氙133约8×1010Bq。碘131也只有6×1011Bq。事故逸出的长寿命放射性核素的沉积在测量仪器的可测限以下。据调查核电站下游的2个不同地点经多次采集河水样品中都没有检出到任何放射性物质在周围3km范围内采集的170个植物样品均没查出有放射性碘在周围8km范围内采集近150个土壤样品中也没发现有任何放射性物质在152个空气样品中只有8个样品发现有微量的放射性碘其中浓度最大的也仅只有9×10-4Bq为当时居民区容许浓度的1/4在大量的牛奶样品中也基本没有查出有放射性碘个别最大浓度也只有0.5~1.6Bq/L仅为美国国家允许浓度限值的31000。由于有厚厚的安全壳防护在安全壳外的射线剂量当量率只有每小时零点几毫希(沃特)离核电站8km(5英里)范围内的剂量当量率也只有0.1~0.3mSv/h大约只相当于从北京到广州乘坐一次喷气式飞机在空中所接受的宇宙射线的剂量水平或约为年天然本底照射水平的1%。由此可见三里岛核突发事件对环境和周围居民产生的危害是很小的。1 国外主要核(放射)突发事件与教训15   公共卫生安全与应急处置系列  五、核突发事件原因与教训(1)三里岛核突发事件的教训主要在组织管理操作人员素质培训与人机联系等方面特别是操作人员的屡次操作失误其教训尤为深刻。据报道当时几个在处理事故过程中的操作人员甚至连堆芯内因失水、温度高引起堆芯沸腾的问题都没有想到过在安全壳内观察到有强放射性水平以后的三四天里仍没意识到燃料元件包壳可能严重损坏等等可见操作人员的实际素质与技能水平是何等之差。三里岛核电站为实现反应堆的安全而设计有多层设防的纵深防护结构如果不是操作人员强行干预了安全系统与设备的工作堆芯损坏和放射性的向外逸出是不会发生的故操作人员和工程技术人员必须接受获得判断能力方面的实践训练这对确保安全至关重要。(2)三里岛核突发事件也暴露出在安全控制系统上的一些不足之处诸如怎样防止一些人为故障与及时预测、预报等问题操作人员一旦误操作如何在安全系统中能及时反映显示出来以提醒相关人员能及时纠正等。(3)三里岛核突发事件以前总认为核电站设计、建造和运转十分可靠发生严重事故机会极少即使发生对厂外几乎无放射性影响。一般来说这样的认识是符合事实的问题是对核电站本身的可靠性过于自信“绝对化”了因此对严重事故可能发生缺少充分思想准备。三里岛

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核放射突发事件应急处置

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