各省、自治區、直轄市衛生廳(局):
為貫徹國家核事故應急工作的方針和原則,現發布《核事故或輻射應急時用于公眾防護的干預水平和導出干預水平》,請遵照執行。在執行中請注意總結經驗,隨時將問題告我部,以便修訂時參考。
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核事故或輻射應急時用于公眾防護的干預水平和導出干預水平
1 引言
1.1 編制本規范的目的是為在核事故或輻射應急情況下采取干預行動提供決策依據,并為有關單位制訂核事故應急計劃提供參考。
1.2 本規范的基本內容主要針對陸地上的核反應堆(主要是核動力廠)一旦發生放射性物質事故性釋放,并可能對廠外公眾健康造成危害而編寫的,但其基本原則也適用于其他核設施。
2 總則
2.1 核事故
本規范涉及的核事故,主要是指那些有可能對廣大公眾造成異常照射的超臨界事故或(和)放射性物質嚴重泄漏事故。
2.2 干預
本規范所說的“干預”是指在核事故或輻射應急情況下,為了避免或減少公眾可能受到的劑量而采取的防護行動和措施。
2.3 預防為主的方針
預防措施包括合理的選址、完善的設計、有效的工程質量保證、可靠的工程安全系統、嚴格的管理以及勝任的工作人員等。在反應堆裝料前,還應制定好應急計劃,并做好應急響應準備,以此作為重要的補充防護措施。
2.4 應急工作的原則
核事故應急工作應當堅持常備不懈、積極兼容、統一指揮、大力協同、保護環境、保護公眾的原則。
3 事故分期和照射途徑
一般把核事故人為地劃分為三個連續的階段,即早期、中期和晚期。這種劃分不可能很準確,且各期會彼此重迭,但它有利于在事故前制定應急計劃,事故時針對不同特點的發展階段采取相應的防護措施,因此有一定的實際意義。
3.1 早期
早期指從有明顯的放射性物質事故釋放先兆并估計其釋放可能使廠區外公眾受到照射起,至釋放開始后的最初幾小時這一段時間。對于核動力堆,從事故發生起到放射性物質開始釋放入大氣的時間約為0.5小時至1天,釋放過程可能持續0.5小時至幾天。
3.2 中期
中期指放射性物質大量釋放且釋放物(放射性惰性氣體除外)的主要部分已沉降到地面的階段。中期開始于釋放起的頭幾個小時,可能持續幾天或幾周。在中期,已能獲得環境輻射水平和空氣、水及食物等污染水平的結果,并能確定沉降物的放射學特性。因此,可與事先確定的干預劑量水平或導出干預水平相比較,確定是否采取干預措施。
3.3 晚期
晚期也稱恢復期。根據放射性釋放的數量和特點,晚期可自事故后數周起延續到幾年或更長。在晚期,可根據環境監測的結果確定是否恢復正常生活,即同時或相繼撤銷早、中期實施的各種防護措施。但有些限制可能還要持續一定時間,如對農業耕地、某些建筑物和來自污染區的食物(如蔬菜、家畜和奶制品)等的使用限制。
在晚期,決定撤銷防護措施應以代價-利益分析作為基礎,并考慮到經去污、衰變和風吹、雨淋后任何殘余污染的危險和社會影響等因素。
3.4 照射途徑
事故時,公眾可能受到不同途徑的外照射和內照射。事故不同階段的主要照射來源和途徑見表1.在應急計劃中,應對各種照射途徑產生的劑量貢獻的相對重要性進行分析和評價。
4 防護措施
表故不同階段,針對不同照射途徑可采取不同的防護措施,參見表2.
表1 核反應堆事故時對人員的主要照射來源和途徑
----------------------------------
途 徑 來 源 事故階段
----------------------------------
外照射 核設施本身 早期
煙羽中的放射性物質 早期,中期
沉積于地面的放射性物質 早期,中期,晚期
沉積于衣服和體表的放射性物質 早期,中期
----------------------------------
內照射 吸入煙羽中的放射性物質 早期,中期
吸入再懸浮的放射性物質 中期,晚期
食入放射性物質污染的食物和水 中期,晚期
----------------------------------
注:a事故釋放時間較長時。
表2 適用于事故不同階段不同照射途徑的防護措施
----------------------------------
照 射 源 照射途徑 事故階段 防護措施
----------------------------------
核設施 直接外照射 早期 隱蔽,撤離,控制通道
放射性煙羽 直接外照射 早期 隱蔽,撤離,控制通道
放射性煙羽 吸入內照射 早、中期 隱蔽,服用穩定性碘
撤離,控制通道,個人防護
體表和衣服 皮膚外照射 早、中期 隱蔽,撤離,個人防護,
上的沾染物 人員去污
地面上的放 外照射 早、中、晚期 撤離,避遷,地面和建筑物
射性沉積物 去污
再懸浮的放 吸入內照射 中、晚期 避遷,地面和建筑物去污
射性物質
污染的水和 攝入內照射 中、晚期 食物和飲水控制
食物
----------------------------------
注:a 不同時間服用穩定性碘的防護效果見附錄A.
5 確定干預水平的生物學依據
5.1 電離輻射的基本生物學效應
電離輻射劑量與生物效應的關系,是確定干預水平的重要依據。
電離輻射導致的生物效應有多種分類法。基于輻射防護目的,將輻射生物效應分為確定性效應和隨機性效應。
5.2 確定性效應
一個器官或組織,若因有足夠多的細胞被殺死或失去繁殖和正常功能而喪失其功能,這種效應就是確定性效應。防止發生有害的確定性效應是確定干預劑量水平最重要的原則。正常人群若受到劑量(γ射線)低于附錄B所給數值的照射時,預期不會出現相應的確定性效應。
人員在短時間內受到大劑量或高劑量率的照射時,會引起不同類型、不同程度的急性放射病。全身接受γ輻射照射后,若不經任何醫學防護和治療,急性放射病的發生率及放射病死亡率與γ射線劑量的關系參考附錄C.
附錄B和附錄C,既可供確定干預水平和應急照射水平參考,也可供評估事故后果參考。
5.3 隨機性效應人體受照射時,可能出現的隨機性效應主要是晚期軀體效應和遺傳效應,前者主要表現為輻射誘發的致死性和非致死性癌癥發病率增高。輻射致癌危險概率值參見附錄D.
在核事故時,為了盡量限制公眾中隨機效應的危害,應當采取適當的干預措施使集體劑量得到適當的控制。
5.4 胎兒受照胎兒對輻射的敏感性比成年人高。胚胎或胎兒受到足夠大的劑量照射后,可能引起畸形、生長遲緩、死亡和智力障礙等確定性效應,還可能在兒單期誘發白血病和其他癌癥。不同妊娠期胎兒受急性照射(宮內受照)后發生嚴重智力障礙的危險概率值參見附錄E.因此,核事故時,對孕婦和育齡婦女做好防護工作十分重要。
6 干預原則
6.1 基本原則
6.1.1 干預必須是正當的。判定干預的每一組成部分(每一防護行動),使公眾可能避免的受照劑量抵償其損失。
6.1.2 干預必須是最優化的。在預期能帶來最大利益的干預劑量水平下實施干預行動。應在代價-利益分析的基礎上,決定防護行動的類型、規模和時間長短,以得到最大的凈利益。
6.1.3 合理限制公眾的受照劑量。通過干預行動把公眾的個人受照劑量限制在引起確定性效應的劑量閾值以下,以避免發生嚴重的確定性效應;并通過降低人群的集體當量劑量,盡可能限制隨機性效應的發生。
6.2 注意事項
6.2.1 為正確進行干預決策,在事故前必須對核設施及其有關情況進行全面的調查,它包括輻射源項、氣象、地形地質、人口、交通、工農業生產、醫療衛生設施、可用于隱蔽疏散的場所以及救援力量等,并應對這些資料認真分析研究,得出有用的計算參數,定出可行的干預方案。在選擇和實施如撤離或避遷這類重要措施時,更應十分慎重,要充分考慮到大規模人員行動可能導致的混亂和不良后果。
6.2.2 事故時,干預行動的正當化與輻射源處于正常控制時的輻射實踐正當化不同,后者強調的是引入輻射實踐必須帶來凈利益,而前者強調的是采取干預行動必須帶來凈利益。即不正當的干預措施不僅不能降低或控制核事故造成的危害,還可能導致更大的危害和損失。
6.2.3 干預決策最優化與正常情況下的輻射防護最優化也不同。核事故時,最優化是針對每種防護措施分別進行的,因而其結果與其他防護措施無關;同時,核事故時的最優化還會涉及實施防護措施所付出的代價和伴隨的風險。
6.2.4 在應用
6.2.3原則時,首先應防止個人因事故受照而引起的確定性效應,而預期采取一般防護措施仍不能避免確定性效應時,應采取更嚴格的防護措施。當預期受照劑量低于引起確定性效應的閾值時,則應注意限制群體隨機性效應的發生。
6.2.5 根據上述原則制定防護措施時,應考慮選擇合適的關鍵人群組,他們應是事故照射和干預行動所影響的最關鍵、最敏感的公眾群體。但是,當涉及更廣大的公眾時,選用的計算參數仍應考慮群體一般的平均行為。如飲食和其他習慣等。
6.2.6 對事故后出現的一些特殊受照組別,如兒童和胎兒,老、弱、病、殘人員,應特別關注,并對他們提前采取干預行動。
6.2.7 對于核事故后放射性污染較輕的地區,或因自然等因素使污染水平降得很低以致預期公眾受照劑量低于年當量劑量限值的地區,可按輻射源正常控制下的防護原則考慮和評價。
7 干預水平
7.1 評價方法
事故時造成的劑量范圍一般很廣,既可能誘發隨機性效應,也可能導致確定性效應。評價這兩種效應危險程度最適宜的量分別是有效劑量和器官(或組織)吸收劑量。評價內照射危險和群體健康危害總效應,可分別用待積有效劑量和食欲極效劑量。評價群體隨機性效應總危害可用所降低的集體當量劑量或劑量負擔。
7.2 干預劑量水平
7.2.1 適用于事故早期防護措施的干預劑量水平見表3.
(1)若事故后一周內的預期受照劑量有可能超過引進確定性效應的劑量閾值時,應采取一切有效的防護措施(包括撤離),以減少公眾的受照劑量。若預期劑量低于此水平時,則主管部門可視具體情況根據干預的基本原則(見6.1條)經代價-利益分析后選取適當的防護措施。
(2)主管部門應對
6.2.6條提到的特殊受照組成員在防護上給予特別的關注。
7.2.2 適用于事故中期防護措施的干預劑量水平見表4.
(1)在事故中期,大量釋放的放射性物質已沉降到地面,同時放射性物質還可能繼續向大氣釋放,因而除早期已實施的防護措施外,還應考慮控制當地生產的食品的銷售和消費,以及控制飲水的使用。為了避免長時間受到過高的劑量照射,可采取有計劃、有控制的避遷措施,將一些人群組從高污染區轉移到安全區。
(2)中期采取防護措施的主要目的是保護公眾在事故后的頭一年內不致受到過高劑量的照射。
7.2.3 在事故晚期,干預水平的建立主要著眼于干預的正當化考慮,同時充分注意對公眾成員的健康影響和公眾的可接受性。
(1)晚期決策所面臨的主要問題是,早、中期已采取的防護措施的地區是否可以及何時可以恢復正常生活,或為了公眾安全還需要進一步采取何種其他防護措施,如地區去污、封鎖該地區并實施避遷等。
(2)上述決策可運用最優化的方法,即對人員返回污染區后預期將受輻射危害的代價,與繼續采取原防護措施的代價,或采取其他旨在進一步減少輻射危害的新措施所花的代價相比,進行代價-利益分析(參見圖1),根據圖1中健康危害代價與防護措施代價之和的合成曲線的最低處,即可找到最優化的個人當量劑量水平(H-opt)
(3)若H-opt相當的劑量水平仍比較高,其危險仍高于社會可能接受的水平,則不管代價大小也應采取補救措施,以進一步
表3 事故早期采取某些防護措施的干預劑量水平
----------------------------------
干預劑量(mSv或mGy)
措 施 -----------------------
全 身b 肺c、甲狀腺或其他
主要的單個器官
----------------------------------
隱 蔽 5-50d 50-500
服穩定性碘 - 50-500e
撤 離 50-500 500-5000
----------------------------------
注:a 短時間(常指1周)中的預期劑量。
b 在幾個器官或組織受低劑量水平照射時,也應計算有效劑量,并與全身劑量比較。
c 在高劑量α粒子照射肺的情況下,數值也適用于相對生物效應(RBE)與吸收劑量(mGy)的乘積,制定計劃時,建議RBE取10.
d 或有效劑量。
e 僅用于甲狀腺。
表4 事故中期采取某些防護措施的干預劑量水平a
----------------------------------
頭一年內累積的當量劑量(mSv)
措 施 -----------------------
全 身 主要受照的單個器官
----------------------------------
控制食物和水 5-50b 50-500
避 遷 50-500 未預定
----------------------------------
注:a 對孕婦和特殊人群的防護應特別關注。
b 或有效當量劑量。
圖1. 撤銷防護措施的最佳劑量水平之確定
降低劑量,使之盡量降到Hopt點相當的劑量水平以下。
(4)若一個人群的個人當量劑量率最佳水平雖已低于早、中期采取防護措施時所依據的干預當量劑量率水平,但在允許公眾返回污染區前,仍應降低殘余污染。
8 導出干預水平
8.1 作用
8.1.1 發生事故后,監測得到的結果往往是環境輻射水平和污染水平。為了使監測結果能與干預水平直接進行比較,有必要根據干預劑量水平建立相應的導出干預水平。導出干預水平是干預劑量水平的等價表示量。
8.1.2 由干預水平推算出導出干預水平與許多參數有關,而多數參數隨環境及釋放特點等有很大的變化,因而不可能建立普遍適用的導出干預水平。因此,本規范僅給出估算導出干預水平的一般原則和方法,并在附錄F中具體舉例說明如何應用這些方法在特定條件下估算有關核素和照射途徑的導出干預水平。
8.1.3 在事故最初階段,導出干預水平的應用有較大局限性,因為此時有關釋放物數量、組成及事故可能進展等方面的資料只能從運營單位獲得,而有關外環境的監測結果還很難得到或即使得到亦為數很少,因此,防護決策將主要基于核電站的事故狀態,以及對該狀態的預測和當時當地的氣象資料等。
8.1.4 本規范給出的導出干預水平估算方法及其應用,只限于核動力堆事故時大量放射性物質向大氣釋放的情況。
8.2 估算原則
8.2.1 當確認或懷疑有放射性物質異常釋放時,應進行監測以證實有無環境污染,并取得釋放嚴重程度的信息。將環境污染的監測結果與導出干預水平直接進行比較,作出是否需要采取防護措施及在多大范圍內實施干預行動的決策。如果某地區的環境輻射或污染水平達到了某一導出干預水平,則預示著該地區的照射將達到與之相應的干預劑量水平。
8.2.2 對每一種環境物質和每一種照射途徑都可根據干預劑量水平估算出相應的導出干預劑量水平,表5概括了一些較重要的導出干預水平量,表中同時列出了相應的照射途徑和防護措施。
8.2.3 導出干預水平也可用事故中釋放的或預期要釋放的放射性核素數量業計算,這在事故早期對判斷廠外可能造成的輻射影響及進行防護決策具有一定的實際意義。但在事故時很難準確測
表5 有用的導出干預水平量
----------------------------------
導 出 量 單 位 相應的照射途徑 相應的防護措施
----------------------------------
外照射γ Sv/s 煙羽和地面沉積 隱蔽,撤離,避遷
劑量率 物的γ外照射
3
空氣中放射 Bq·s/m 煙羽吸入內照射 隱蔽,撤離,服穩定性碘
性核素的時 煙羽β外照射
間積分濃度 皮膚沉積物β外照射
2
放射性核素 Bq/m 沉積物β、γ外照射 撤離,避遷
地面沉積量 再懸浮物吸入內照射 撤離,避遷
食物、牧草 Bq/kg 食物和飲水 限制生產和銷售
或飲水中放 或Bq/L 攝入內照射
射性深度
----------------------------------
定放射性核素的釋放量(通常是基于工廠的實際及事先的假設條件來預測這個釋放量),因而以它表示的導出干預水平只能作為是否采取防護措施的較粗略的判定指標。只有在特定的核設施和事故條件下,用釋放量表示的導出干預水平才較為可靠。
8.2.4 為估算與環境監測結果有關的導出干預水平,需將環境污染物向人體轉移中涉及的各種過程進行模式化處理。對表5中列出的各種干預水平,其模式化處理如圖2所示。
8.2.5 由圖2可見,許多因素可能影響環境物質中放射性核素水平與干預劑量水平之間的換算關系,即影響到劑量轉換因子的估算。比較重要的影響因素有:
(1)受員的生活習慣和特征;
(2)攝入體內核素的代謝機制;
(3)環境污染物的化學和物理性狀;
(4)農業實踐和制備及加工方法等。
以上因素中尤以前面兩項最為關鍵。個人生活習慣和特征包括年齡、呼吸率、食譜、飲食量、制備食品的方法和在室內的停留時間等。但要謹慎地選擇這些參數,不管是用居民中的平均個人還是比較極端的個人(如關鍵居民組)作為考慮對象。
8.2.6 代謝和劑量學模式是計算導出干預水平的核心。在許多情況下,當假定全體居民接受同樣水平的外照射時,其外照射劑量隨年齡的變化可不予考慮。但放射性核素所致的內照射劑量與圖2 對單個核素建立的導出干預水平需要進行的模式化過程受照者的年齡關系較大,因而在計算與內照射途徑有關的導出干預水平時,應當考慮它們與個體年齡之間的關系。原則上可以把導出干預水平作為年齡的連續函數計算。但是,考慮到計算導出干預水平的其他不確定度也較大和應用方便,本規范只對以下三個年齡組作了導出干預水平的計算:
(1)幼兒組(0-6歲);
(2)少兒組(7-17歲);
(3)成人組(≥18歲);
8.2.7 本規范主要考慮的是一些核設施事故性釋放物中具有重要意義的放射性核素(見表6),其放射性半衰期和衰變常數見表7,針對這些核素分別估算早期和中期的各種導出干預水平。
表6 對核設施事故可能具有重要意義的放射性核素
注: a表皮下70μm.
(2)吸入煙羽中放射性核素的內照射
吸入放射性核素所致內照射,相應于隱蔽、撤離或服穩定性碘的導出干預水平(Bq·s/m3)),可用下式計算:
ILs/e/i
DIL=——————————————-··········(3)
B·Dinh
式中ILs/e/i 為相應于隱蔽、撤離或服穩定碘性的干預水平
(腳標i表示服穩定性碘,下同),Sv;
B 為呼吸率,m3/s;
Dinh 為吸入單位活度放射性核素的待積有效劑量,
Sv/Bq.
相應于隱蔽和撤離的干預水平ILs/e用全身劑量(或有效劑量)和器官劑量表示;相應于服穩定性碘的ILi用甲狀腺待積劑量表示。對于不同年齡組的B和Dinh值,分別參見表9和表10.單位攝入量的待積有效劑量是指任何年齡下核素吸入體內50年的總劑量,這個積分時間可能略微低估了所接受的劑量,尤其是對年輕人。
(3)沉積在皮膚或衣服上的核素對皮膚的β外照射
沉積在皮膚或衣服上的放射性核素對皮膚的β外照射,相應于隱蔽或撤離的導出干預水平(Bq·s/m3)可用下式計算:
注: a 除了碘同位素外,假設其它核素以氧化物形式由大氣向地面和植物表面沉積,絕大部分核素和碘的Gg值,對于排放核素的化學形態的反應是較不靈敏的。但當DIL采用牧草中峰值比活度表示時,錒系元素同位素(尤其是钚)的化學形式對Gg值有較大的影響。當排放物質在家畜中的生物轉移比氧化物容易時,應采用修正后的Gg值。
b 適用于谷物、蔬菜、水果、水和飲料。這些數值是基于下述假設計算的:產品一旦經過加工供儲藏和保存,放射性衰減就成為其活度減少的唯一原因。
c 適用于牛,對其它放牧動物(如綿羊、山羊等),數值將約高10倍。
d 適用于其它钚同位素,如Pu-238,Pu-239和Pu-241.
ILw
DIL=---------------------
Iw·Ding·∫τ0e-λr·t·dt
ILw
=---------------------.....(19)
Iw·Ding·(1-e-λr·τ)
式中 ILw 為相應于限制飲水的干預水平,Sv;
Iw 為飲水的年攝入量,kg/a;
τ 為持續飲水的時間,a;
Ding 為攝入單位活度放射性核素所致的待積有效劑量,Sv/B
q;其它符號意義同前。
有關核素的Ding值可參見表17,“新鮮”和“儲藏”食品的Gg值參見表15和16,食品g的年攝入量I值參見表18. 9.3 多種核素多種照射途徑
實際發生核事故時,往往同時釋放出多種放射性核素,且可能同時出現多種照射途徑。因此,若某環境物質中每種核素均達到或部分核素達到DIL值,則總的照射劑量肯定超過干預水平;若上述環境物質中每種核素的劑量值雖未達到DIL值,但各種核素累加的結果也可能達到或超干預水平。為此,需要考慮將單一核素單一照射途徑的DIL值應用于多種核素和多種照射途徑的情況,其目的是當受照劑量預期要超過干預水平時應實施防護措施。
對于多種核素多種照射途徑的照射,可借助于相對照射量F(i,p)來進行評價。(F(i,p)定義為測量水平與導出干預水平之比,即:
L(i,p)
F(i,p)=------------..........(20)
DIL(i,p)
式中 L(i,p)為某一環境中某一核素i相應于照射途徑p的測量水平;
DIL(i,p) 為同一環境物質中核素i經照射途徑p,相應某一給定防護措施的導出干預水平。將所有的F(i,p)求和,當和值(總相對照射量)F超過1時,
表17 食入單位活度放射性核素的待積有效劑量(Ding)
注:a 引自IAEA安全從書第81號(1986)的數據。
b 指表面可能直接受到大氣沉降物污染的水果和蔬菜,例如青菜。
c 指未受到直接污染的水果和蔬菜,例如根類作物。預期受照劑量將超過干預水平,這表明應考慮實施相應的防護措施。用數學公式表示,若滿足下式時即表明需要采取防護措施。
F=∑∑|F(i,p)|
pi
= ∑ ∑|F(i,p)|+∑Fg(i)
p-1i i
∑Lg(i)/Dg(i)
i
= ∑ ∑|F(i,p)|+-----------------≥1..(22)
p-1i ∑DILg·f(i)/Dg(i)
i
式中Fg(i) 為由距地面1米處γ外照射當量劑量率貢獻的相對照射量;
Lg(i) 為距地面1米處γ外照射當量劑量率的測量值,Sv/s;
f(i) 為沉積于地面的放射性核素i按活度表示的分數,近似地作
為劑量率分數;
Dg(i) 為開闊地面上核素i單位沉積量相應的γ當量劑量率,(S
v/s)/(Bq/m2);
DILg 為以地面1米處γ外照射當量劑量率表示的相應于某一防護
措施的導出干預水平,Sv/s.
式中第一項則為其它各種相對照射量之和。
9.4 總β和總γ活度
發生核事故時,要在很短時間內迅速監測出釋放到環境中的每一個核素的污染水平或輻射水平,一般情況下是很困難的。由于核事故后最早的環境監測結果常常是環境物質中的總β或總γ放射性活度水平或輻射水平,因此在實際工作中可以考慮通過測定總β或總γ放射性活度水平或輻射水平,并與其相應的導出干預水平作比較,為是否需要采取以及采取何種防護措施提供早期指示。
9.4.1 若污染源中各種放射性核素(假設共有n種)的相對組成已知時,可用下式計算總β或總γ的導出干預水平:
1
DIL=-----------.............(23)
n
∑ Pi/DILi
j=1
式中 Pi 為核素i對總β或總γ活度貢獻的份額;
DILi 為參與計算的核素i的導出干預水平。
9.4.2 污染源中放射性核素的相對組成Pi,在核事故中是難以及時獲得的。此時,若假設為核反應堆事故性釋放,且不考慮釋放物在向環境物質中轉移時相對組成發生改變,則Pi可近似地用各裂變產物的相對組分P(t1,t2,i)來代替:
Q(t1,t2,i)
P(t1,t2,i)=--------------.....(24)
n
∑ Q(t1,t2,i)
i=1
式中 P(t1,t2,i) 為經t1天堆照、t2天冷卻后裂變核素i的相對組分;
Q(t1,t2,i) 為經t1天堆照、t2天冷卻后裂變核素i的放射性,Bq/kw.Q(t1,t2,i)可近似地采用經t1天堆照、t2天冷卻后U-235裂變產物中各核素的比放射性:
Q(t1,t2,i)=(Ai+Bi·t1)·e-λi·t2.……(25)
式中 t1 為堆照時間,d(120<t1<1095);
t2 冷卻時間,d;
Ai,Bi 為核素i的放射性比活度與堆照時間曲線擬合的系數;
λi 為核素i的衰變常數,1/d.有了P(t1,t2,i),即可計算總β或總γ的導出干預水平。例如,對于沉積于地面的放射性核素的γ外照射,相應于撤離或避遷的總γ導出干預水平可用下式估算:
ILe/r
DIL=--------------------------------.(26)
n
SFγ· ∑ (P(t1,t2,i)·∫τ0Dγ(t,i)dt)
j=1
式中DIL為以地面總γ只量表示的導出干預水平,Bq/m2;
ILe/r為相應于撤離或避遷的干預水平,Sv;∫τ0Dγ(t,i)dt 為假設在0-τ時間內一直停留在室外的條件下,0時刻核素i單位沉積量所致的全身當量劑量率之積分值,Sv/(Bq·/m2);其它符號意義同前。
這種計算方法給出的結果與實際情況可能有較大的差異,因為假設的核素相對組分與實測值會有一定差別。但考慮到與其它不確定度相比,它的不確定度不一定是最大的,因而此法在突發核事故情況下作為一種應急需要,仍可作為決策時的參考。
9.5 環境物質中關鍵核素
發生核事故時,尤其在核反應堆事故情況下,雖然釋放到環境中的放射性核素種類較多,但從其危害程度分析,在事故的不同階段只有少數幾種核素是最主要的,這些最主要的核素可稱為關鍵核素。如在事故早期,關鍵核素有I-131和Kr-85;在事故中期和晚期,關鍵核素有Cs-137和Sr-90.在事故后不同階段,可以直接監測環境物質中這些關鍵核素的污染水平,并與這些核素的導出干預水平作比較,若監測值大于導出干預水平,則需考慮采取相應的防護措施。這種方法作為突發事故時一種應急方法仍有一定實用價值。9.6 微機應用
為應用方便,可在事先根據干預劑量水平制定出各種環境物質的導出干預水平,一旦發生核事故,具體應用導出干預水平即可。但是,考慮到環境物質中放射性核素的污染水平或輻射水平,與干預劑量水平之間的換算關系受許多因素的影響,例如呼吸率B,食物和飲水的年攝入量Ig和Iw,以及平均屏蔽系數SFγ等,因此,為了計算簡捷和應用方便,可采用微機來計算導出干預水平。事故應急時只需根據實際情況改變微機處理系統中的有關參數,即可迅速計算出適合給定條件的導出干預水平。9.7 計算實例
9.2 節介紹了單一核素單一照射途徑導出干預水平的計算程序,利用上述程序具體計算一些在假設條件下的導出干預水平的實例,參見附錄F.
在各種條件與附錄F中假設條件相近似的地方,可以直接參照應用這些導出干預水平。若各種條件有較大差別,則應根據具體情況作修正后方能應用。
不同時間服用穩定性碘的防護效果見表A.
表A 不同時間服用穩定性碘的防護效果
----------------------------------
服穩定性碘的時間a 對放射性碘的防護效果
(小時) %
----------------------------------
-6-0 ~100
0-6 ~ 90
6-12 ~ 50
12-24 已很小
>24 ~ 0
----------------------------------
注:a 0時指放射性碘攝入時刻。
附錄B 一些確定性效應可能的劑量閾值
正常人群受到γ射線照射時,若劑量低于表B中所列的數值,預期不會出現相應的確定性效應。
表B 主要器官、組織發生確定性效應可能的劑量閾值
----------------------------------
器官或組織 效 應 劑量閾值(Gy)a
----------------------------------
胎兒 致畸 0.1
全身 嘔吐 0.5
骨髓 造血抑制 0.5
致命性再障 1
生殖腺 不育(永久性) 3
皮膚 紅斑及脫毛 3
眼晶體 白內障 5
肺 肺炎(非致死性損傷) 5
肺 死亡 10
甲狀腺 非致死性功能低下 10
及粘液水腫
----------------------------------
注:a 低LET輻射的吸收劑量。
附錄C 急性放射病發生率、死亡率與γ劑量的關系
在不經任何醫學防護和治療的條件下,急性放射病(輕度)發生率、放射病死亡率與γ劑量的關系參見表C.
表C 放射病的發生率和死亡率
----------------------------------
劑量(Gy) 發生率(%) 劑量(Gy) 死亡率(%)
----------------------------------
0.70 1 2.00 1
0.90 10 2.50 10
1.05 30 3.00 30
1.20 50 3.50 50
1.35 70 3.75 70
1.60 90 4.50 90
2.00 99 5.50 99
----------------------------------
附錄D 輻射致癌危險概率
輻射致癌的危險概率見表D。
-------------------------
組織或 致死性癌癥危險概率
器 官 (10-4/Sv)a
-------------------------
胃 110
肺 85
結 腸 85
骨 髓 50
膀 胱 30
食 道 30
乳 腺 20
肝 15
子 宮 10
甲狀腺 8
骨表面 5
皮 膚 2
其它組織 50
-------------------------
合 計 500
-------------------------
注:a 為低LET輻射低劑量率照射時,全
人口中特定致死性癌癥的終生死亡
率,數值引自ICRP 60號報告。
附錄E 輻射對胚胎及胎兒的效應
不同妊娠期的胚胎或胎兒受急性照射后發生嚴重智力障礙的危險概率見表E。
表 E 宮內受照胎兒發生嚴重智力障礙的危險概率
--------------------------------
受照時間a 危險概率
效 應 (妊娠后周) (10-2/Sv)
--------------------------------
嚴重智力遲鈍 8-15 40
嚴重智力遲鈍 16-25 10
智 商 下 降 30b
--------------------------------
注:a 低LET輻射、大劑量、高劑量率照射。
b 單位為IQP/Sv。IQP(Intelligence Quo
tient Point),智商點。
附錄F 適用于某核電站地區的導出干預水平
F.1 計算參數的確定 F.1.1 干預水平
干預劑量水平均采用正文7.2節表3和表4中所列的下限值(見F.1)。
表 F.1 估算導出干預水平所用的干預水平
-----------------------------------
干預水平a(mSv)
事故階段 防護措施 ---------------
全身(或有效)單一器官
-----------------------------------
隱 蔽 5 50
早 期b 服穩定性碘 - 50c
撤 離 50 500
-----------------------------------
控制食物和 5 50
中 期b 飲水e
避 遷 50d
-----------------------------------
注:a 附那些主要導致皮膚或甲狀腺受照的核素和限制途徑外,本附錄后面給出的所有DIL均依用全身(或有效)劑量表示的IL估算的。
b 對于早期和中期,與IL相比較的劑量分別指事故后1周和1年內預期將受到的劑量(或因攝入所致的待積劑量)。
c 僅適用于甲狀腺。
d 嚴格地說,相應于撤離和避遷的IL是全身劑量而不是有效劑量,但對本文所述及的用途,假設上述的IL對兩者都適用,取何者取決于哪個數值的限制更為嚴格,關于這一點,只有在采用IL的下限,且低于此劑量水平的輻射危害僅限于隨機性效應的情況下,上述方法暑是合理的。
e 食品DIL的計算假設是:劑量干預水平僅適用于攝入某一給定食品(而不是全部飲食)引起的照射,若企圖把此干預水平應用于攝入全部飲食的照射,則需適當地留有余地。
F1.2 食品年攝入量(1值)
假設經調查某核電站工作人員及附近地區居民的飲食年攝入量如表F.2.
表 F.2 某核電站地區公眾飲食的平均年攝入量(I)
-----------------------------------
年攝入量I(kg/a)
食品種類 -----------------------
幼 兒 組 少 兒 組 成 人 組
-----------------------------------
牛奶 260 100 70
牛奶制品 30 15 10
暴露水果和蔬菜a 50 100 130
其它水果和蔬菜b 50 100 130
各種肉類 10 20 30
谷物 70 175 220
水和飲料 350 500 700
-----------------------------------
注:a 暴露水果和蔬菜是指表面可能直接接大氣中沉積物污染的水果和蔬菜,例如青菜。
b 其它水果和蔬菜是指未直接污染的水果和蔬菜,例如根類作物。
F.1.3 平均屏蔽系數(SFγ)
假設經調查該核電站地區建筑物結構特點為:工作區以大型多層建筑為主,工作人員生活區以小型多層建筑為主,居民區以磚瓦建筑為主。居留物點:工作人員在室內停留時間為19小時(包括工作時間),居民為16小時。據此算得對γ射線的平均屏蔽系數SFγ如青F.3.為了計算方便,SFγ值均取0.3.
表 F.3 某核電站地區建筑物對γ輻射的平均屏蔽系數
-----------------------------------
建 筑 物 屏蔽因子s 平均屏蔽系數SFγa
-----------------------------------
磚瓦建筑 0.05-0.3 0.37-0.53
大型多層建筑物:
地下室 0.01 0.22
第一和第二層 0.05 0.25
小型多層建筑物:
地下室 0.005 0.21
地面上各層 0.01 0.22
-----------------------------------
注:a 取SFγ均值為0.3.
F.1.4 其他
計算導出干預水平的其他有關參數,如呼吸率B、吸入或食入單位活度放射性核素所致待積有效劑量Dinh或Ding、放射性核素在地面上單位沈積量所致當量劑量Dγ(0)等,均采用IAEA安全叢書81號的推薦值,具體數值亦可參見本規范正文9.2節中有關表格。 F.2 導出干預水平
據F.1節確定的計算參數,建立了適用于該核電站事故后不同階段對公眾采取相應防護措施的十二種導出干預水平,其項目見表F.4,具體數值詳見。F.5-F. 16.
表F.5-F.16中,除F.11和F.14外,其他各表在末行還列出了總β或總γ的導出干預水平,其計算依據均假設堆照1095天(3年),煙羽于事故后12小時到達。
表 F.4 適用于某核電站地區的導出干預水平便覽表
附錄G 名詞解釋
G.1 核動力廠(Nuclear Power Plant)
用于生產動力(電或熱)的核反應堆,及其為了安全所需的所有部件、系統和構筑物的總稱。
G.2 核事故(Nuclear Accident)
核設施內部一種偶然發生的、可能具有廠外影響的、非預期的事件或工況,其廠外影響主要來自放射性物質向環境的失控釋放,并可能危及公眾的健康。
G.3 干預(Intervention)
僅在發生核事故時,用于限制公眾在照射源失控情況下所受的照射而采取的某些可能會干擾正常生活的行動。
G.4 干預水平(Intervention Level)
用于確定核事故時是否需要對公眾采取應急防護措施(即進行干預)的劑量水平。
G.5 導出干預水平(Derived Intervention Level)
與干預水平等價的、并可直接與實際監測結果上比較的環境輻射水平或環境放射性水平,如放射性核素在空氣中的時間積分濃度、在地面的沉積量、在食品和飲水中的初始或峰值濃度,及環境中的外照射γ劑量水平等。
G.6 隱蔽(Sheltering)
為了避免或減少煙羽中氣載放射性物質的內、外照射,而使人員停留在關閉門窗和通風系統的室內。
G.7 撤離(Evacuation)
為了避免或減少通常來自放射性煙云或高水平放射性沉降物的照射,而使人員暫時撤出某一區域。
G.8 避遷(Relocation)
為了避免受到較長時間的慢性照射,而把一部分人員較長時間地撤出放射性嚴重污染地區。
G.9 確定性效應(Deterministie Effect)
嚴重程度隨劑量大小而變化的生物效應(如眼晶體白內障、良性皮膚損傷等),這種效應可能存在劑量閾值。
G.10 隨機性效應(Stochastic Effect)
發生幾率(而不是嚴重程度)與劑量大小有關的生物效應,一般認為這種效應不存在劑量閾值,主要的隨機性效應是遺傳效應和致癌效應。
G.11 危險概率(Risk Probability)
單位當量劑量照射引起的某種隨機性效應的發生幾率。
G.12 關鍵人群組(Critical Group)
某一給定實踐(如核事故)所涉及的各受照人群組中,預期其受照水平最高的人群組,他們受到的照射可以用以度量該實踐所產生的個人劑量的上限。
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