1、核安全相關知識手冊湖南省核工業地質局2011年3月目 錄l 核輻射防護相關知識l 日本福島核電站事故 l 福島核電站事故知識問與答 l 核電站相關基本知識 l 世界核電發展格局l 中國核電現狀 l 湖南核電 核輻射防護相關知識一、輻射的概念 人類有史以來一直受著天然電離輻射源的照射，包括宇宙射線、地球放射性核素產生的輻射等。人類所受到的集體輻射劑量主要來自天然本底輻射和醫療。目前，國際上普遍采用的輻射防護的三個原則：實踐的正當性，防護水平的最優化和個人劑量限值。國際基本安全標準規定公眾受照射的個人劑量限值為每年1毫希沃特，而受職業照射的個人劑量限值為每年20毫希沃特。希沃特是輻射劑量的一種單位

2、，記作Sv。它代表了受到電離輻射照射的個人的劑量當量，反映各種射線或粒子被吸收后引起的生物效應強弱的輻射量。希沃特是個非常大的單位，因此通常使用毫希沃特（mSv），1mSv=0.001Sv。此外還有微希沃特（Sv），1Sv=0.001mSv。二、各種劑量核輻射對人體健康的危害1、一次小于100毫希沃特的輻射，臨床上觀測不到任何變化，視為對人體無影響。2、一次10002000毫希沃特，可能會引發輕度急性放射病，能夠治愈。3、日常生活中，我們坐10小時飛機，相當于接受0.03毫希沃特輻射。4、一天抽一包煙,一年下來受到的劑量在0.51 毫希沃特。5、規定職業人員的年劑量最高限值為20毫希沃特,公眾

3、的年劑量最高限值為1毫希沃特。6、一次性遭受4000毫希沃特可能會致死。三、核應急響應核應急是針對核電站可能發生的核事故，進行控制、緩解、減輕核事故后果而采取的緊急行動，所有核電國家都設有核應急機構。中國是國際原子能機構成員國，同時也是“核應急兩國際公約”及“核安全公約”的締約國，承擔著相應的國際義務。目前，我國為了應付萬一發生的核事故，最大限度地控制和減輕事故的危害，保護公眾，保護環境，國家在中央、省市區、核電廠建立應急組織，制定核應急計劃，并做好應急準備。核電站建成后，在核原料進站之前，至少要進行兩次應急演習。一旦核危機來襲，各級核應急中心都會有指令，政府會迅速通過媒體，進行應對部署。四、

4、核電站事故后防輻射措施1、遠離放射源。遠離放射源是最好的防護辦法。公眾應迅速采取必要的自我防護措施，例如可以選用就近的建筑物，關閉門窗，并根據地方政府的安排實施有序撤離。核事故發生時，切忌不能迎著風跑，應盡量往風向的側面躲。 2、放射性的粉塵和水蒸氣在大氣中隨著氣流傳播，可以到達很遠的地方，尤其是進入平流層。當年切爾諾貝利的放射性云層傳播到了瑞典，最遠達到了2000公里。粉塵和水蒸氣劑量不會致命，但是會誘發癌癥，基因變異，生殖畸形等問題。3、放射性粉塵和水蒸氣落到地面，通常是夾在雨水之中。所以，在下雨天，絕對不要淋雨，盡量避免直接沾染雨水。并且要密切注意新聞，包括核污染方面的新聞及天氣預報。

5、4、盡量避免裸露的身體表面直接接觸放射性粉塵和水蒸氣，尤其是口腔和嘴巴。在放射性塵土和水蒸氣污染期間，多穿衣服出門，戴口罩、帽子、手套，盡量減少裸露身體表面。若懷疑身體表面有放射性污染，采用洗澡和更換衣服的方法減少放射性污染。 5、核輻射突發事件發生后，人有可能攝入放射性碘，并集中在甲狀腺內，使器官受到較大劑量照射。服用穩定性碘片，能阻斷90%放射性碘在甲狀腺內沉積。但是，碘片的服用要根據政府的指示，只有政府在評估事故狀態以后才能決定是否需要服用碘片。不能僅憑個人主觀臆斷或恐懼而擅自服用。此外，食物與水，要確定無污染才能攝入。 6、出現核輻射事故時，要注意心態平穩，千萬不要惶恐不安。公眾必須盡

6、可能獲取可信的突發事件信息，了解政府部門的決定、通知。應通過各種手段保持與地方政府信息溝通，切不可輕信謠言與小道消息。 7、污染期結束后，做一個放射性檢查。日本福島核電站事故一、福島核電站簡介福島核電站（Fukushinia Nuclear Power Plant）位于北緯37度25分14秒，東經141度2分，地處日本福島工業區。它是目前世界最大的核電站之一，由福島一站、福島二站組成，共10臺機組（一站6臺，二站4臺），均為沸水堆，屬于第二代核電站。二、核電站事件分類1級異常，核電站運行偏離規定的功能范圍。2級事件，核電站運行中發生具有潛在安全后果的事件。3級嚴重事件，核電站縱深防御措施受到損

7、害。廠內污染嚴重，工作人員受到過度的輻照。向廠外環境釋放極少量放射性物質，公眾受到的照射遠低于規定限值。4級主要在核設施內的事故，核電站反應堆堆芯部分損壞，對工作人員具有嚴重健康影響。向廠外環境釋放少量放射性物質，公眾受到規定限值量級的照射。5級具有廠外風險的事故，核電站反應堆堆芯嚴重損壞。向廠外環境有限度地釋放放射性物質，需要部分地實施當地應急計劃。6級嚴重事故，核電站向廠外明顯釋放放射性物質，需要全面地實施當地應急計劃。7級極嚴重事故，核電站向廠外釋放放射性物質，產生廣泛的健康和環境影響。三、福島核電站事故分級福島核電站事故發生后，日本原子能與工業安全局把事故定級為4級，隨著事態的發展，放

8、射性物質釋放量進一步加大，幾臺機組同時出現問題，3月15日晚法國核安全局依據國際核能事件分級表（上圖），已將福島核電站事故列為6級，但日本原子能與工業安全局仍定級事故為4級。最終究竟定多少級，還需隨事態最終發展，經國際專家的評估才會有確定的說法。四、福島核電站事故原因與圖解 核反應堆的中心部位包括水和核燃料棒，以啟動受到控制的核反應，燃料棒由鈾、鋯等核燃料塊組成，核反應會將水加熱，產生高溫蒸汽，再由蒸汽驅動渦輪發電，地震發生后，反應堆自動停止運行，控制棒插入堆芯內，鏈式反應即刻終止。 地震摧毀了核反應堆的外部電力供應，冷卻水不能傳送到反應堆將其冷卻，堆芯水位下降，核燃料棒露出水面，核燃料棒無法

9、冷卻，熱量在反應器中集聚，高溫下堆中水分解為氫氣和氧氣，氫氣無法排出，導致濃度過高，高溫下與氧氣作用發生爆炸，掀翻混泥土頂蓋，核反應堆失去水后，而燃料中的放射性物質產生的熱量無法去除，高溫使燃料棒融化，落到反應堆的底部，熾熱的輻射物質刺穿防護屏障釋放出外界,造成核泄漏事故。五、福島核電站事故發展情況中新網3月16日電 日本共同社公布了截止到當地時間16日下午，福島第一核電站六個反應堆和福島第二核電站四個反應堆的情況，如下：1、福島第一核電站一號機組：冷卻系統停止運轉，反應堆部分發生“堆芯熔化”，已排出蒸汽，在當地時間12日的爆炸中建筑部分損壞，已向該反應堆注入海水。二號機組：冷卻系統停止運轉，

10、反應堆部分發生“堆芯熔化”，反應堆燃料棒一度完全暴露在水面以上，已排出蒸汽，當地時間14日三號反應堆發生爆炸，導致二號反應堆建筑部分損壞，15日反應堆外安全殼部分受損，可能發生“堆芯熔化”現象。三號機組：13日，反應堆喪失冷卻功能，可能已出現“堆芯熔化”。之后采取釋放蒸汽及注入海水措施。14日發生氫氣爆炸，導致該反應堆廠房部分受損。15日檢測到該反應堆附近輻射量增高，16日該反應堆區域冒出白色煙霧，反應堆安全殼存在毀壞的可能性。四號機組：地震發生時反應堆正在進行維護檢修工作，15日起火，可能是反應堆乏燃料儲存池發生氫氣爆炸，無法觀測到乏燃料儲存池水位。16日放置反應堆的廠房起火，無法注水冷卻該

11、反應堆。五號、六號機組：地震發生時正反應堆在進行維護檢修工作，16日觀測，這2個機組裝有反應堆乏燃料的水池溫度輕微上升。2、福島第二核電站一號、二號、三號機組：地震后冷卻系統自動停止運轉，喪失冷卻功能，后經采取措施，已進入穩定的“冷溫停止”狀態。四號機組：已進入“冷溫停止”狀態。福島核電站事故知識問與答1、核電站會像原子彈一樣爆炸嗎？核反應堆是不可能像原子彈那樣爆炸的。這個結論的原因很簡單：核反應堆的燃料鈾-235含量不高。 雖然核彈和核反應堆都是以鈾為原料，但兩者對鈾-235的要求完全不同，天然鈾含99.28%的鈾-238，微量的鈾-234，0.71%的鈾-235，而只有鈾-235是能夠發生

12、鏈式反應的鈾。生產核彈時，需要付出昂貴的代價去除鈾-238，要求鈾-235的濃度在90%以上，而反應堆中核燃料一般只有要3%左右鈾-235，如烈度白酒可以點燃，啤酒卻不能點燃的道理一樣，反應堆即使失控，也不會像原子彈那樣爆炸。2、不是說反應堆已經停止了，那么為什么還要降溫散熱？ 我們通常意義上說的可控裂變在一開始關堆成功時就停止了，只是有大量的余熱和同位素衰變的少量繼續發熱需要冷卻。 如果冷卻泵沒壞，這點熱本來根本不是問題。現在冷卻泵壞了，還一直持續不斷產生低水平的熱量，把反應堆壓力容器里的水都蒸發了，沒有水冷卻，這點熱足夠最終融化堆芯，造成燒穿反應堆壓力容器的事故。 一旦燒穿壓力容器，融化堆

13、芯到安全殼里，可以用噴水的辦法包住放射物質，繼續降溫。按設計這個時候堆芯會冷卻固化，預置在安全殼里的去氫劑會把氫和氧結合生成水，減低殼內壓力，最終形成穩定的狀態。3、放射性塵埃會吹到中國來嗎？地球自轉是由西向東轉的。熱帶氣溫高、寒帶氣溫低，所以除了一般的風以外，有一個空氣在低緯度上升、到高緯度下降的大對流過程。高空氣流向北流動的過程中，由于低緯度線速度高，流向會偏東，形成固定西風帶。出事的福島核電站大約處于北緯38度左右，正是西風帶影響范圍，高空氣流永遠是自西向東運動，如果真的發生強力爆炸將放射性塵埃吹向高空，那么只有可能影響到人跡罕至的阿留申群島，阿拉斯加等等，并且在氣流吹動的過程中，放射性

14、塵埃也會不斷的被稀釋擴散在大氣層中，到達北美大陸時影響已經相當微弱。4、穿白衣戴口罩喝板藍根用茶油吃碘片能防輻射嗎？穿白衣完全沒有意義，戴口罩可能能夠阻止部分放射性微粒進入體內形成內照射，不過光戴口罩也沒用處，還要戴防毒面具。至于中華神油板藍根或者茶油之類的，完全沒有用處，不是以訛傳訛，就是別有用心。碘防御輻射的原理是甲狀腺容易吸收碘，放射性塵埃中有碘131，如果被吸收危害大，那么就提前服用碘片，一般是碘化鉀，用沒有放射性的碘先讓甲狀腺飽和，然后就不會吸收放射性的碘同位素了。5、受到大劑量輻射會有什么后果？短期內接受約1000mSv劑量以上的輻射，人體會產生急性輻射病的癥狀。在此劑量以下，一般

15、不會有明顯的可見的癥狀。切爾諾貝利有134人被確認受到了的嚴重輻射，并診斷為急性輻射病。后來有28人在3個月內去世，有14人在10年內去世。這是非常可怕的后果。6、事故核電站所在國家作物和海鮮能否安全食用？按目前公布的輻射劑量，就沒有必要擔心這方面的問題。即使在自然環境中，也是有天然放射性物質存在的。如果情況進一步惡化下去，即使達到切爾諾貝利的水平，則會對生態造成較大的影響，相應的進出口檢驗環節也會建立，受輻射的作物和海產等不太可能出現在選購和食用范圍內。7、空氣中的放射性物質會存在多久？有多危險？如果水蒸氣中含有的放射物質是N和Cs的同位素的話，會迅速降低輻射強度，隨風擴散后，對較遠地方影響

16、不大。事實上，即使沒有核電站，自然界中也有天然的輻射，主要來自宇宙射線，氡氣，人體輻射和去醫院看病需要的檢查。天然的輻射和人類排放的輻射沒有本質區別，只要劑量小就無危險。但是如果反應堆堆芯熔化破裂，裂變產物中，碘141半衰期約為8天，銫137半衰期約為30年，這兩樣尤其是后者是比較致命的放射性元素。8、到目前為止的輻射水平，會對人類造成傷害嗎？NHK的放射物質監測報告說茨城的輻射測量值為正常的100倍以上, 宇宮都、奇玉縣40倍以上,多數地區濃度為正常值個位倍數，東京大約20倍左右，這些正常值的100倍、40倍的數字應該是相對本底輻射強度而言，看起來很可怕，但放射性元素會衰變，這個效應不一定是

17、長期的。影響主要看總劑量。自然本底一年的總劑量是110mSv，而一年之中吸收的輻射超過這個劑量的幾倍幾十倍，不會造成顯著的損害。只能從理論上估計增加了某些疾病的概率，并沒有得到數據支持。9、為什么有些地方輻射本底偏高？ 人生活在地球上，無時無刻不在接受輻射的照射，宇宙射線、宇生放射性核素、原生放射性核素等等天然輻射對人類每一年的平均的年有效劑量是2.4mSv/年，主要以吸入建筑物內常見的放射性氣體氡-222為主（1.6 mSv/年），這個數值是UNSCEAR統計出來的平均數值。生活在高原、花崗巖、鈾礦化度高地區，天然放射性本地偏高。核電站相關基本知識一、核反應堆核反應堆是一種綜合的技術裝置，用

18、來實現重金屬的可控自持鏈式裂變反應。核反應堆由堆芯、冷卻劑系統、控制與保護系統、屏蔽系統、輻射監測系統等組成。核反應堆堆芯是核燃料存放的區域，是核電站的心臟，核裂變鏈式反應就在其中進行。鏈式裂變反應釋放出來的能量，大部分首先在燃料元件內轉化為熱能，然后通過熱傳導、對流傳熱和熱輻射等方式傳遞給燃料原件周圍的冷卻劑，再由冷卻劑帶載到堆芯外，通過熱力系統轉化為所需的動力。二、核反應堆類型壓水堆：使用加壓輕水（即普通水）作冷卻劑和慢化劑，且水在堆內不沸騰的核反應堆。燃料為加濃鈾。20世紀80年代，被公認為是技術最成熟，運行安全、經濟實用的堆型。其裝機總容量約占所有核電站各類反應堆總和的60以上。最早用

19、作核潛艇的軍用反應堆。壓水堆由壓力容器、堆芯、堆內構件及控制棒組件等構成。壓力容器的壽命期為40年。堆芯裝核燃料組件。沸水堆：沸水堆為壓水堆的孿生姐妹，沸水堆核電站工作流程是：冷卻劑（水）從堆芯下部流進，在沿堆芯上升的過程中，從燃料棒那里得到了熱量，使冷卻劑變成了蒸汽和水的混合物，經過汽水分離器和蒸汽干燥器，將分離出的蒸汽來推動汽輪發電機組發電。沸水堆是由壓力容器及其中間的燃料元件、十字形控制棒和汽水分離器等組成。汽水分離器在堆芯的上部，它的作用是把蒸汽和水滴分開、防止水進入汽輪機，造成汽輪機葉片損壞。沸水堆所用的燃料和燃料組件與壓水堆相同。沸騰水既作慢化劑又作冷卻劑。 重水堆：重水堆是以重水

20、作慢化劑和冷卻劑的反應堆，可以直接利用天然鈾作為核燃料。高溫氣冷堆：用氦氣作冷卻劑，出口溫度高的核反應堆。高溫氣冷堆采用涂敷顆粒燃料，以石墨作慢化劑。堆芯出口溫度為8501000，甚至更高。核燃料一般采用高濃二氧化鈾。快中子堆：快中子堆全稱為快中子核反應堆，是由快中子引起原子核裂變鏈式反應，并可實現核燃料增殖的核反應堆，能夠使鈾資源得到充分利用，還能處理熱堆核電站生產的長壽命放射性廢棄物。三、核電站代級發展歷程第一代（GEN-I）核電站是早期的原型堆電站，即1950年至1960年前期開發的輕水堆核電站，如美國的希平港壓水堆、德累斯頓沸水堆以及英國的鎂諾克斯石墨氣冷堆等。   

21、; 第二代（GEN-）核電站是1960年后期到1990年前期在第一代核電站基礎上開發建設的大型商用核電站，如LWR（PWR，BWR）、加拿大坎度堆（CANDU）、蘇聯的壓水堆VVER/RBMK等。目前世界上的大多數核電站都屬于第二代核電站。    第三代（GEN-）是指先進的輕水堆核電站，即1990年后期到2010年開發設計的核電站。第三代核電站采用標準化、最佳化設計和安全性更高的非能動安全系統，如先進的沸水堆、非能動先進壓水堆AP1000等。    第四代（GEN-）是待開發的核電站，其目標是到2030年達到實用化的程度，主要特征是經濟性高（與天燃氣火

22、力發電站相當）、安全性好、廢物產生量小，并能防止核擴散。世界核電發展格局核能的利用已經經歷了50多年的發展，截至2009年7月底統計數據，世界上已有運行核電機組441座、在建核電機組52座，核發電占世界總發電的16%。世界核電機組數和分布如圖1和圖2所示。由圖可知世界核電主要分布在北美、歐洲、日本、韓國。中國核電現狀 一、已建成的核電站中國目前已建成核電站有6個，共13個機組，分別為浙江秦山一期、二期、三期核電站、廣東大亞灣核電站、廣東嶺澳一期、二期核電站、江蘇連云港田灣一期核電站。二、在建核電站 我國建設中的核電站有24臺機組，分別為廣東嶺澳二期核電站、遼寧紅沿河一期核電站、福建寧德一期核電

23、站、福建福清核電站、廣東陽江核電站、浙江秦山一期擴建方家山核電站、浙江三門核電站、廣東臺山核電站、山東海陽核電站、海南昌江核電站。三、籌建中的核電站我國目前籌建中的核電站約有幾十個，包括湖南桃花江核電站、江西彭澤核電站、湖北咸寧大畈核電站等。湖南核電一、湖南核電情況及影響幾十年以來，我國的核電發展技術路線規劃是以國產化為主,統一組織消化吸收,再創新后實現自主化,追趕世界核電先進水平。在三代核電技術還未完全消化吸收掌握前,以現有改進型核電技術為基礎,自主建設適當規模核電站。三代核電技術將為我國未來20年內核電發展的主導。湖南益陽桃花江核電站采用的就是第三代核電技術AP1000，AP1000是一種

24、先進的非能動型壓水堆核電技術。AP1000最大的特點就是設計簡練，易于操作，而且充分利用了諸多“非能動的安全體系”，進一步提高了核電站的安全性，同時也能顯著降低核電機組建設以及長期運營的成本。相比較日本福島核電站所采用的沸水堆，由于它直接從堆芯產生蒸汽驅動汽輪機，安全系數低，并且機型老化，當初設計和安裝時，也沒有對抗震能力做比較充分的估計。桃花江核電站的選址更加保守、安全，遠離地質斷裂帶，抗震標準以及防洪標準等都做到了“高一級”設防，并且受到國家核安全局的嚴格審查，再加上AP1000安全技術能力，風險是可控的。二、AP1000核電技術 - 原理特點1、工作原理AP1000是一種先進的“非能動型

25、壓水堆核電技術”。用鈾制成的核燃料在 “反應堆”的設備內發生裂變而產生大量熱能，再用處于高壓下的水把熱能帶出，在蒸汽發生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶著發電機一起旋轉，電就源源不斷地產生出來，并通過電網送到四面八方。采用這一原理的核電技術就是壓水堆核電技術。2、核心技術核島筏基大體積混凝土一次性整體澆注技術、核島鋼制安全殼底封頭成套技術、模塊設計和制造技術、主管道制造技術、核島主設備大型鍛件制造技術。3、主要特點1）AP1000最大的特點就是設計簡練，易于操作，而且充分利用了諸多“非能動的安全體系”，比如重力理論、自然循環、聚合反應等，比傳統的壓水堆安全體系要簡單有效得多。2）進一步提高了核電

26、站的安全性，同時也能顯著降低核電機組建設以及長期運營的成本。3）AP1000在建設過程中，可利用模塊化技術，多頭并進實施建設，極大地縮短了核電機組建設工期。AP1000從開工建設到加載原料開始發電，最快只需要36個月，建設成本方面的節約優勢明顯。三、非能動安全系統AP1000 設計的革命性變化在設計理念上，這就是采用非能動方式簡化安全系統。核電站安全系統有能動安全和非能動安全之分，其區別在于這些系統的安全功能的實現是否 依賴外界的電能或動力以及人員的操作。當前運行中核電站的安全系統大都是能動的。非能動安全概念是20世紀80年代提出的一種旨在提高核電站安全性和可靠性的新概念。非能動安全系統安全功能依靠狀態的變化、儲能的釋放或自主的動作來實現，如利用流體被加熱或蒸發、冷卻或冷凝而產生的密度差形成驅動壓頭或位差形成的重力壓頭，無需任何外部動力，在事故工況下，實現應急堆芯冷卻和安全殼噴淋，導出堆芯和安全殼內的熱量，確保安全殼的完整性。在保留現有核電站的主要工藝技術的基礎上，非能動安全概念的引入，使核電站安全系統的設計發生了根本的變化。這種非能動安全系統不僅簡化了專設安全設施，而且可以減