注冊核安全工程師培訓課件

第十三章流出物排放控制（專業實務）趙亞民20141第十三章流出物排放控制

引言第一節流出物的概述第二節流出物中的污染物種類第三節流出物的來源第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑第五節控制流出物排放的原則第六節流出物排放要求和排放準則第七節流出物監測的基本要求第八節流出物管控現狀第九節核動力廠嚴重事故緩解放射性物質事故排放的措施2引言

對流出物概念、流出物中的污染物種類、來源、在環境中的轉移、彌散途徑、控制流出物排放的原則、排放要求準則、非放污染物排放的控制、流出物監測的要求等問題進行闡述本章附帶的介紹核動力廠嚴重事故時緩解放射性物質事故排放的可能措施3第一節流出物的概述

概念根據國際原子能機構2003版【放射性廢物術語】的定義，對流出物的相關詞條進行歸納得出流出物的概念如下：“由實踐中的某個源，得到授權、有計劃、有控制的釋放到環境中的氣體或液體放射性物質，通常目的是得到稀釋和彌散。”4第一節流出物的概述

概念得到授權（不是自行）有計劃（不是隨意）有控制（限制總量，控制濃度）氣體或液體放射性物質5第一節流出物的概述

特點1．流出物屬于低水平放射性物質?流出物特指核與輻射設施經氣體及液體途徑向環境排放的低水平放射性廢物?中、高水平放射性廢氣或廢液禁止向環境排放

6第一節流出物的概述

特點2．流出物排放是放射性廢物處置的一種方式對于固體放射性廢物，處置的方式是將其放置在處置場或處置庫中，使之與人類的生活環境隔離流出物的處置方式則是有控制的將其排放到人類的生活環境中。流出物排放本身就是對放射性廢物的一種處置7第一節流出物的概述

特點3．流出物排放必須經過批準由于流出物是放射性廢物，流出物排放是放射性廢物處置的一種方式，因此，對于流出物的管理和控制既要遵循放射性廢物管理的基本原則，又要執行放射性廢物處置的相關要求8第一節流出物的概述

特點4．流出物是輻射影響的源項核與輻射設施在運行期間對環境產生的輻射影響，其源項就是流出物。9第一節流出物的概述

管理要求1．按輻射安全管理環境保護部（國家核安全局）負責核安全與輻射安全的監管工作。對于流出物排放的監督管理屬于輻射安全管理范疇根據輻射安全管理的要求，對于“排出”的項目不管（管不了），對于可“豁免”的項目按照程序予以豁免（不必管），只對應當管理的項目集中力量管好。流出物排放屬于輻射安全管理中應該管理的范疇之內10第一節流出物的概述

管理要求2．充分考慮環境容量流出物排放出去就沒辦法回取。因此，對于流出物排放的管理必須充分考慮環境特點，對于不同的環境容量，應該執行有區別的管理要求11第一節流出物的概述

管理要求3．不等同于氣、液放射性廢物

?流出物是指經氣體及液體途徑向環境排放的低水平放射性廢物,它確實是一種氣體或液體放射性廢物，但是不能將“氣體或液體放射性廢物”與“流出物”等同

?對“氣體或液體放射性廢物”的安全管理包括凈化、整備等許多措施，而對“流出物”的安全管理主要是控制排放

12第一節流出物的概述

管理要求4．務必執行最優化原則流出物的排放是不希望的，但又是不得不做的事情要想使核與輻射設施達到零排放是不可能的，目前可能做的是使核與輻射設施流出物排放量合理可行盡量低?近零排放理念已提出（歐盟）13第一節流出物的概述

管理要求5．不能忽略非放污染物在放射性流出物的安全管理中，很容易忽略非放污染物的影響。國際原子能機構注意到了這一現象，并對放射性廢物安全管理的基本原則（9條基本原則）作了補充：要考慮非放污染物的影響14第二節流出物中的污染物種類

一、放射性物質二、化學物質（不受重視）三、熱量（常被有意忽視）15第三節流出物的來源

一、核燃料循環二、核技術利用活動三、伴生放射性礦16第三節流出物的來源

核燃料循環1．鈾礦采冶在鈾礦開采和冶煉過程中，有放射性氣溶膠和氡氣體向環境釋放廢石、水冶尾渣及堆浸渣等固體放射性廢物也不斷地向環境釋放出氡氣天然存在的氡氣有三種同位素，即222Rn、220Rn和219Rn。其中222Rn和220Rn兩種比較重要，它們分別是238U和232Th的子體在鈾礦開采和冶煉過程中，特別是尾礦壩的安全評價中氡氣的釋放是個重要的環境影響因素。17第三節流出物的來源

核燃料循環鈾礦開采和冶煉過程中，除有氡氣體向環境釋放外，工藝廢水也含有一定程度的酸、堿等非放污染物18第三節流出物的來源

核燃料循環2．核燃料生產核燃料生產是核燃料循環各環節中最“干凈”的環節，此時所操作的核素較為單一，主要是238U，235U和234U，要關注氟經流出物排入環境的放射性物質也較少。對于典型的核燃料生產設施，在運行生產中歸一化集體有效劑量估計值為0.003人?Sv(GWa)-1其中，吸入是最主要的照射途徑。液體流出物引起的集體劑量不到總劑量的10％19第三節流出物的來源

核燃料循環3．核動力廠運行核裂變每次產生總能量約200MeV。1kg裂變材料完全裂變將產生2.6×1024裂變，可生產2.05×107千瓦小時的熱量。用核能發電，使用少量的核燃料就可以得到巨大的電能20第三節流出物的來源

核燃料循環核動力廠發電同時會產生大量放射性物質百萬千瓦級的反應堆放射性物質的盤存量可達1020Bq99％以上的放射性物質被包容在反應堆內由于放射性物質總量巨大，在正常運行期間經流出物向環境排放的放射性物質仍是不可避免的21第三節流出物的來源

核燃料循環不論是從流出物排放控制，還是從環境監測考慮，對流出物的排放方式、排放數量、以及受納流出物的環境狀況和容量都是應予以關注的表13-1給出反應堆的放射性核素歸一化[I1]

釋放量，供參考。（為便于比較，不同類型反應堆的排放，均劃歸到對應于每年109瓦(GWa）的排放)22第三節流出物的來源

核燃料循環4．后處理乏燃料后處理階段涉及到的放射性物質的量非常巨大。在燃料溶解時，原來已包容在核燃料包殼中的放射性物質會釋放出來與核燃料循環的其他環節相比，放射性物質向環境釋放的可能性更大。運行期間通過流出物向環境排放核素種類多、數量大23第三節流出物的來源

核燃料循環

?近些年來由于環境保護壓力的加大

?以及后處理廠的安全標準不斷提高

?后處理階段向環境經由氣、液流出物的排放量不斷在減少

*提出近零排放理念24第三節流出物的來源

核燃料循環后處理階段的歸一化的釋放量比反應堆的大得多不但3H，14C量大，后處理還釋放出大量的85Kr25第三節流出物的來源

核燃料循環

核能開發中產生長期環境影響的核素有：

3H，14C，85Kr和129I，其中14C產生的待積集體劑量最大詳細情況參見表13-2。26第三節流出物的來源

核技術利用二、核技術利用活動放射性同位素與放射源在工業、醫學、和科研等領域被稱為核技術利用核技術利用與核燃料循環系統不同，它的目的不在于開發或生產核能，而是利用放射性物質或射線的特殊性質來為生產、科研、醫療以及生活服務27第三節流出物的來源

核技術利用

例如：在農業上利用鈷-60源輻照種子；工業上用鈷-60開展無損探傷；醫療領域利用注入短壽命放射性核素鍀-99m和氟-18；公安部門利用含镅-241源的煙霧報警器；科研部門利用碳-14進行考古研究、光合作用研究；水利部門利用氫-3研究地下水流向、流速等28第三節流出物的來源

核技術利用

核技術利用領域應用面大、用戶數量多。除輻照裝置外，每個用戶使用的放射源活度量通常不大。用戶常常把核技術利用當作它的一種工具或手段來處理，防護知識和措施往往不足，個別的操作人員甚至不知道自己在操作含有放射源的設備。雖然對每個用戶操作的放射物質數量不大，經液體及氣體流出物排入環境的數量較少，但整個核技術利用領域排入環境的放射物質量則是巨大的29第三節流出物的來源

核技術利用以碘-131為例，估計全世界每年使用600TBq的碘-131。除了在使用期間衰變損失外，全部碘-131進入了人類生活環境。對于甲狀腺癌的治療，碘-131用量平均為5GBq，治甲狀腺機能亢進的用量平均為0.5GBq。除了患者受到輻射照射外，與患者密切接觸的人員，也將受到輻射照射，且受照射水平可達0.5mSv，對于兒童可達1mSv。預計全世界因使用碘-131而產生的集體劑量可達400-600人·Sv。30第三節流出物的來源

核技術利用核技術利用領域，有些屬于放射性物質開放式操作場所，有些只是使用密封源對于放射性物質開放式操作，必須控制放射性物質經氣、液體流出物向環境的排放使用密封源時，必須做好對放射源的安全管理，要使放射源時時、處處都處于有效的監護之下31第三節流出物的來源

伴生放射性礦三、伴生放射性礦伴生放射性礦在國外稱為由于技術活動引起天然放射性的增加（TENORM）生放射性礦的流出物中主要放射性核素是鈾-238和釷-232及其鈾-238和釷-232的衰變子體。典型的礦物加工設施釋放出的放射性核素見表13-3。32第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

一、輻射源與人的關系

?核與輻射設施的建設和運行需編制環境影響報告書（表）

?重要內容是輻射源項分析，放射性物質在環境介質中的彌散、遷移、蓄積，以及公眾可能受到的輻射劑量計算等輻射源與人的關系（彌散、遷移途徑見圖13-1）。33第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

34第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

“放射性源項”指的就是核與輻射設施在運行期間經氣體和液體流出物向環境排放的放射性物質的數量。有時，也包括從核與輻射設施直接發射出來的貫穿輻射

35第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

人所受到的輻射劑量，是核與輻射設施對環境影響可能程度的度量評價核與輻射設施的環境影響，主要就是評價對人的影響，保護環境主要是保護人現在有專家提出，有些生物對于輻射的響應可能比人類敏感。人類得到了有效保護，生物不一定得到保護36第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

防護標準（公眾）年劑量限值為1mSv/a對于一個指定的核與輻射設施，對公眾的輻射影響只能是1mSv/a的若干分之一這種針對具體設施或活動、與輻射源相關、經優化分析的公眾劑量的限制值稱為“劑量約束”37第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

放射性物質離開核與輻射設施之后，在對人造成影響之前在環境中的轉移行為和途徑直接影響到對人接受的劑量放射性物質在環境中的轉移行為和途徑分為兩類：氣載放射性核素照射途徑和液體流出物照射途徑38第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

39第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

在圖13-2中，把核與輻射設施經氣體途徑對人的影響區分為：源項、輸運過程、污染介質、照射方式和劑量5個環節40第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑三、液體流出物照射途徑

?

液體流出物排入受納水體之后，隨水流動而彌散，一部分沉積到底泥中，由于交換也存在已滯留在底泥中的放射性核素重新返回水體的情況。

?受納水體中的放射性物質會對岸邊的人員，游泳、捕魚的人員產生外照射。人們通過飲用受納水體中的水，食用受納水體中的水生生物而產生內照射。如果使用污染水進行灌溉，會對作物產生污染，人們食用這類食物會產生內照射41第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑特別強調一點是，有些水生生物可以富集放射性物質，使其體內某些放射性核素的質量活度要比水體中的放射性活度濃度高出幾倍，幾十倍甚至高到千倍對這類水生生物的食入途徑要格外關注圖13-3給出了從液體流出物到人的關系42第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑43第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑對于液體流出物進入受納水體的情景有幾點要特別注意：放射性物質會在某些地域積累放射性物質會在某些水生生物中蓄積伴隨液體流出物排入受納水體的污染物除了放射性物質之外，還有其他非放污染物，如化學物質和熱量44第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑核動力廠排出的熱量必須予以關注。核動力廠僅將三分之一的核裂變能轉變為電能，另外三分之二的裂變能以熱的形式排入環境其中大部分又以冷卻水的方式進入受納水體。通常濱海核動力廠采用海水作為冷卻水，冷卻水從核動力廠排出時水溫比抽進時高出10℃左右以100萬千瓦級核動力廠為例，每秒冷卻水流量約為50m3，如此大量的水載帶的熱量會使局部海水水溫顯著升高產生熱污染45第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑國家已經頒布了新的海水水質標準（GB3097—1997）該標準規定，對于一、二類水體，夏天溫升不超過1℃，其他季節不超過2℃；三、四類水體，溫升不超過4℃由于冷卻水出口溫度比環境水體溫度高出10℃左右，如不采取措施，排放口附近受納水體會有一定面積的水域水溫會大于4℃46第四節流出物在環境中的轉移、彌散途徑

?個別核動力廠不是在工程措施上想辦法，而希望把原本屬于1、2類水體的海域改為3類工業排污區

?出現了一種以降低環境保護要求來迎合排污的問題。這種現象值得關注與研究

?在國外對冷卻水排放的限制非常嚴格，必須采取工程措施來滿足環保要求47第五節控制流出物排放的原則

劑量控制一、劑量控制，充分保護公眾安全二、年排放量實行總量控制三、實行最優化政策四、可核查性原則48第五節控制流出物排放的原則

劑量控制流出物排放對周圍公眾所產生的輻射照射評價使用的基本量是年有效劑量現在國家標準是公眾年有效劑量為1mSv1mSv/a表示受到這樣水平的輻射照射，10萬受照人群中一年可能有5例是因受到輻射照射而患癌癥與此相比較，由于其他原因10萬人中約有200人患癌癥。1mSv/a這一劑量標準是安全的49第五節控制流出物排放的原則

劑量控制公眾可能受到多個人工輻射源的輻射照射一個特定源的影響不能用滿1mSv/a根據輻射防護最優化分析，針對每個輻射源分配的劑量，稱為劑量約束劑量約束是一個與源相關的量值對于一個特定輻射源，用來控制流出物排放的劑量不能大于這種劑量約束值50第五節控制流出物排放的原則

劑量控制核及輻射設施周圍公眾很多，受到影響的程度大小不一，上述的劑量約束是針對關鍵人群組或關鍵組的關鍵人群組是具備下列條件的一組人：預期受到輻射照射最大；飲食及生活習性相近；人數從幾個到幾十人。51第五節控制流出物排放的原則

劑量控制流出物排放的首要原則是使關鍵人群組一年所接受的輻射照射劑量不超過審管部門批準的劑量約束這里所說的“公眾”包括當代公眾及后代公眾，包括境內公眾及境外公眾52第五節控制流出物排放的原則

總量控制

二、年排放量實行總量控制劑量值難以度量，不利于實際執行通過對流出物在環境中傳輸、彌散，經食物鏈到人等照射途徑的分析，輔以保守的假定推定出一組排放量限值保證在各種不利因素下，滿足這組排放限值就一定可以保證劑量約束不會超過這組年排放量數值就可以作為流出物排放控制的次級標準，并稱為年排放量限值。53第五節控制流出物排放的原則

總量控制

年排放量限值既是與源相關的量，又是與環境條件相聯系的量對于同樣的劑量約束，不同的環境條件可以得出不同的年排放量限值在日常管理中難以作到對每種設施都針對其特定環境條件確定出年排放量限值現實的作法是依據工況和環境保護權衡后確定某一數值。對于特殊的設施，采取具體問題具體分析的辦法確定54第五節控制流出物排放的原則

總量控制

對年排放量限值做出明確規定的設施有核動力廠國家環保總局在1986年頒布的GB6249－86對年排放量限值做出了規定。2011年修訂為GB6249－2011。55第五節控制流出物排放的原則

總量控制

《核動力廠環境輻射防護規定》GB6249－2011規定如下：核動力廠向環境釋放的放射性物質對公眾中任何個人造成的有效劑量，每年必須小于0.25mSv劑量約束值。按每座反應堆實施放射性流出物的年排放總量控制，對于3000MW熱功率的反應堆，其控制值見表13-4和表13-5。56第五節控制流出物排放的原則

總量控制

57第五節控制流出物排放的原則

總量控制

58第五節控制流出物排放的原則

實行最優化政策三、實行最優化政策最優化是輻射防護體系的重要組成部分執行總量控制這還不夠，如果在花費或代價不大仍可使排放量減少的話，應努力使排放減少最優化政策的提出除了科學內涵，還有倫理學上的意義，即公眾受到的輻射照射盡管低于國家標準，是安全的，但無論如何不是公眾情愿的從倫理學上考慮能降低排放量就設法降低才符合情理59第五節控制流出物排放的原則

實行最優化政策最優化作為一種政策已被接受但在執行上并不很理想一些業主總想把國家的標準用滿，并以為不超出防護限值就可以這種認識上的差別，一方面是出于追求最大利潤的心態；另一方面是對輻射防護體系的本質與要求了解不夠60第五節控制流出物排放的原則

可核查性原則四、可核查性原則核與輻射設施流出物排放應遵循可核查性原則可核查性包括排放時有監測；監測數據要詳細記錄；審管部門可監控及驗證排放情況；對已往的排放資料，可以追溯復查等61第六節流出物排放要求和排放準則

一、申報和批準二、凈化與處理三、專設排放口四、流出物的監測五、不滿足要求的能返回凈化系統六、對放射性液體流出物實行槽式排放62第六節流出物排放要求和排放準則

申報和批準

一、申報和批準核與輻射設施的流出物排放都需經過審管部門批準，批準方式可以不同像核動力廠這類大型核設施，需要在首次裝料前向環境保護部提出申請年排放量值原則上講，申報的數值不能大于歷次環境影響報告書中給出的排放源項審管部門經技術審評認為滿足相關要求后發文正式批準63第六節流出物排放要求和排放準則

申報和批準

一般項目也可在批復首次裝料（運行）環境影響報告書時對其流出物排放源項進行認定對于許多輻射設施，預期的年排放量很小，對關鍵組的影響微忽其微，亦可不規定具體數值，但應提出對流出物排放的管理要求對流出物排放審批程序見圖13-464第六節流出物排放要求和排放準則

凈化與處理

二、凈化與處理有較大量的流出物排放的設施，為防止過度排放引起環境污染，必須建有足夠處理能力的凈化設施及設備并要求氣、液流出物經過處理滿足排放條件后再排放65第六節流出物排放要求和排放準則

專設排放口三、專設排放口對于氣體流出物，要通過煙囪排放不同的排放量對煙囪也有不同的要求但不能指望將不符合排放要求的放射性氣體經高煙囪的稀釋作用排出，這種作法等于是人為稀釋，是違法的行為煙囪排放是考慮所要排放的放射性物質量已經得到控制，對關鍵組的可能影響已經很小，再經煙囪排放的進一步稀釋使之對公眾影響更小66第六節流出物排放要求和排放準則

專設排放口對于液體流出物，排放口的選取應避開集中取水口，經濟魚類產卵場，回游路線和水生生物養殖場液體流出物排放口應選在對流出物擴散條件好的水域排放口不要求唯一67第六節流出物排放要求和排放準則

流出物的監測四、流出物的監測流出物排放監測有以下幾個作用1．估算年排放總量2．檢驗“三廢”治理設施的運行效能3．及時發現偶然誤排4．在萬一發生事故時，判斷事故排放量5．為設施運行時環境影響評價提供輻射源項6．改善公共關系68第六節流出物排放要求和排放準則

不滿足要求的能返回凈化系統五、不滿足要求的能返回凈化系統在流出物排放前必須進行監測，監測合格取得審管部門批準后方可排放監測發現不符合排放要求的，必須具備返回凈化系統的能力返回通道和接受容器一方面容積足夠大，另一方面通道要確保暢通69第六節流出物排放要求和排放準則

槽式排放六、對放射性液體流出物實行槽式排放槽式排放應具備以下幾個要點：1．在排放前流出物貯存在容器中2．貯存容器的容量足夠大并應有備用容器3．在排放前對容器中的放射性核素進行取樣分析，分析合格經批準后方可排放4．在排放中，對液體排放量要有計量設備5．監測不合格返回凈化系進行凈化處理70第七節流出物監測的基本要求

一、制定監測大綱（計劃）二、氣體流出物在線監測三、液體流出物等比取樣四、無組織排放監測五、監測應“平戰結合”71第七節流出物監測的基本要求

制定監測大綱（計劃）

制定監測大綱（計劃）流出物監測事先必須制定監測計劃核設施應制定監測計劃，要依據工藝流程，排放的主要核素，排放方式，可能的排放數量等監測計劃的內容應包括監測或取樣布點、頻度，取樣量，監測儀器，測量時間，監測的質量控制，數據處理，報告編制等監測計劃還需要考慮化學成分，氣溶膠的粒度分布，排風流量，排放口的風向、風速，液體流出物排放的溫度等72第七節流出物監測的基本要求

氣體流出物在線監測

二、氣體流出物在線監測對于氣體流出物，在排放煙囪要設取樣孔進行取樣分析對重要的設施還必須進行在線監測對于存在氣溶膠取樣的情況，取樣管線的設計要考慮管道損失73第七節流出物監測的基本要求

液體流出物等比取樣三、液體流出物等比取樣對于液體流出物排放口，應設等比取樣器連續取樣樣品一部分由業主自己分析，另一部分由審管部門獨立分析74第七節流出物監測的基本要求

無組織排放監測四、無組織排放監測除了針對有組織的排放進行監測之外，對于設施的無組織排放亦應設法獲取監測數據，并估計出可能的排放量及環境影響在評價流出物的環境影響時，有組織排放與無組織均應考慮在內75第七節流出物監測的基本要求

監測應“平戰結合”五、監測應“平戰結合”事故排放通常不認為是流出物。但用于流出物監測的儀器，在萬一發生事故時能夠記錄到放射性物質泄漏到環境中的數量流出物監測應做到“平戰結合”76第八節流出物管控現狀

一．核設施二．核技術應用三．鈾礦冶和伴生礦77第八節流出物管控現狀

一．核設施在我國，將核燃料循環系統排除鈾礦冶之外的所有設施稱為核設施在核設施中，就流出物管控來說，最具代表的是核電站，現以核電站為例進行介紹78第八節流出物管控現狀

在首次裝料階段的環境影響報告書中，給出氣．液流出物年排放量的申請值核電站要對流出物的排放流量和流出物中各種污染物的排放濃度進行測量對于液體流出物實行槽式排放，并必須準備足夠容量的備用罐79第八節流出物管控現狀

對非放污染物重視不夠，特別是對核電站的熱污染的防治與國際社會差距很大國際社會早就禁止岸邊灘涂排放核電站必須采取工程措施來防止熱污染我國有些人想通過改變核電站所在地區海域的功能區等級這種行政手段，把原本一類或二類水體改成三類或四類水體，來迎合國家的法律和標準80第八節流出物管控現狀

這種行政手段減少不了核電站對環境造成的熱污染對于一個廠址建多個反應堆的核電站來說，改變功能區等級這種行政手段也迎合不了國家的法律和標準改變功能區等級既消除不了熱污染，還損壞了核電站的形象81第八節流出物管控現狀

對于最優化理解不夠

?年排放量限值是允許排放的最大值

?隨著科技進步采用最佳可獲得技術，能使流出物排放減少的話就應當使排放量降低

?國際社會已經提出近零排放的要求。而我國一些人則主張“用滿用足”國家標準82第八節流出物管控現狀

二．核技術應用在核技術應用領域，使用密封源時，不大會產生流出物。使用非密封源的核技術應用設施或活動，需要關注流出物問題通常，使用非密封源的核技術應用單位，會有一定的放射性流出物排入環境。盡管排入環境的流出物量不大，但因核