放射性是指放射性元素的原子核在衰變時或核反應(yīng)時放出的射線。在目前已知大約2 800種核素中,有2 500多種具有放射性。這些射線的共同特點是看不見、摸不到、嗅不到,只能用儀器探測和度量;具有大小不等的穿透能力;通過物質(zhì)時能產(chǎn)生電離作用,正是這種電離作用,對人的健康會產(chǎn)生影響。測量輻射劑量的單位是希沃特,簡稱希(Sv),一般常用單位是毫希(mSv)。
人類每時每刻都會受到各種射線的輻射,吃的食物、住的房屋、天空大地、山川草木,乃至人體內(nèi)都存在放射性核素。這些輻射有的是天然的,也有的是人工的。天然輻射照射也叫本底照射,主要有三個來源:(1)人體內(nèi)天然存在的放射性同位素,如鉀-40;(2)土壤、巖石和水體中存在的放射性同位素,其中放射性氡的影響最大;(3)宇宙射線,一般來說,地勢越高,受到宇宙射線的照射越強。人工輻射是指與核相關(guān)的人為活動引起的對公眾的照射,包括醫(yī)療照射、核動力生產(chǎn)及其他領(lǐng)域應(yīng)用產(chǎn)生的核輻射。在人工輻射中,醫(yī)療照射是人類受到人工照射的主要來源。
輻射是指以波或粒子的形式,向周圍空間或物質(zhì)發(fā)射并在其中傳播能量的統(tǒng)稱。不穩(wěn)定的原子核衰變時發(fā)射出的粒子或γ射線,稱作原子核輻射,簡稱核輻射,核輻射可以使物質(zhì)引起電離或激發(fā),所以又稱電離輻射。核輻射的來源是一些不穩(wěn)定的放射性核素,這些放射性核素為了變得更穩(wěn)定,原子核釋放出次級和高能光量子,如自然界中存在的天然核素鐳、氡、鈾、釷等。核輻射具有雙重屬性:如果受照輻射量過大,就會對生物體構(gòu)成損傷,或者造成環(huán)境污染;如果是有控制的輻照,就可在核能發(fā)電、蔬菜保鮮、疾病治療、工業(yè)探傷等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
核輻射包括α、β、質(zhì)子等帶電粒子及間接致電離輻射γ光子、中子等不帶電粒子。這些粒子在放射性核素發(fā)生變化時以射線的形式發(fā)射出來,就是通常所說的α射線、β射線、γ射線及中子。α射線是氦原子流、β射線是電子流,它們和中子流、宇宙射線統(tǒng)稱為粒子輻射。γ射線是波長很短的電磁波,稱為電離輻射,類似的還有X射線等。
外部源發(fā)出的輻射穿透人體產(chǎn)生照射劑量,叫做外照射。外照射劑量值與放射性源的強度成正比,與接受照射的時間成正比,而與人到源的距離的平方成反比。所以控制外照射劑量的有效手段是:(1)加大人員與放射源的距離;(2)盡量縮短人員在放射性區(qū)域停留時間;(3)采用屏蔽技術(shù)。常用的屏蔽材料有混凝土、鐵、鉛,厚水層也有很好的防護效果。
放射性物質(zhì)進入人體內(nèi)部產(chǎn)生的照射叫做內(nèi)照射。要盡量不讓放射性物質(zhì)進入體內(nèi),如禁止在核電廠控制區(qū)內(nèi)吃食物、喝水;必要時先補充一些穩(wěn)定的碘鹽,使體內(nèi)的碘含量飽和,減少最容易進入人體的放射性碘的吸收;進入放射性工作區(qū)穿特制的連體服,以防止放射性物質(zhì)沾在皮膚上進而滲入體內(nèi);如果空氣中可能含有放射性物質(zhì),工作人員還要穿上特制的氣衣,像潛水員或宇航員一樣呼吸干凈的空氣;如果放射性物質(zhì)已經(jīng)進入體內(nèi),就要用特定的藥物促使它盡快排出,茶水就有促進放射性物質(zhì)排出的功效。
核電廠在設(shè)計、建造和運行時處處都考慮了對核輻射的防護。為了做到萬無一失,核電廠還對核輻射進行嚴密的監(jiān)測。在核電廠內(nèi)部裝設(shè)有許多監(jiān)測探頭,一旦發(fā)生異常,中央控制室就會發(fā)出警報,值班人員就會及時采取應(yīng)對措施。在核電廠以外的幾千米甚至幾十千米范圍內(nèi)也都設(shè)有輻射監(jiān)測點進行嚴密監(jiān)測。必要時還有監(jiān)測車、監(jiān)測船和航測飛機做流動巡回監(jiān)測,取樣分析空氣、水、土壤中的放射性濃度及糧食、牛奶和海產(chǎn)品中的放射性水平。
壓水堆核電廠設(shè)置了四道屏障,只要其中一道屏障是完整的,放射性物質(zhì)就不會外逸。
第一道屏障——燃料芯塊。燃料芯塊是燒結(jié)的二氧化鈾陶瓷基體,它的大部分微孔不與外面相通。正常情況下,核裂變產(chǎn)生的放射性氣體98%以上滯留在這些微孔內(nèi),不會釋放出來。
第二道屏障——燃料包殼。燃料芯塊密封在鋯合金包殼內(nèi),防止裂變產(chǎn)物和放射性物質(zhì)進入一回路水中。
第三道屏障——一回路壓力邊界。壓力容器和一回路承壓的管道和部件是能承受高壓的密封體系,即便燃料元件破損,放射性物質(zhì)也不會泄漏到反應(yīng)堆廠房中。
第四道屏障——安全殼。安全殼是高60多米、直徑約40多米的預應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)筑物,壁厚近1米,內(nèi)表面還有6毫米厚的鋼襯。它可以承受0.5 兆帕(5大氣壓)的壓力,確保在所有事故情況下都可以把放射性物質(zhì)包容在里面。
我國政府從一開始發(fā)展核電就始終堅持把核安全放在一切工作的首位,提出了“安全第一,質(zhì)量第一”和“預防為主”的要求。安全第一的原則始終貫穿于核電工業(yè)的一切工作。
安全第一,要求在核電廠各項工作中,特別是在核安全與其他問題產(chǎn)生沖突時,始終以核安全為第一出發(fā)點。
預防為主,就是要對影響核安全的人員、機械工具、材料、方法和環(huán)境實施全過程的全面控制,把事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)。
目前,我國大陸在役的核電機組有13臺,裝機容量達到1 080.8萬千瓦,占全國電力總裝機容量的1.1%。截至目前,我國在役核電機組沒有發(fā)生國際核事件分級表界定的2級和2級以上運行事件;職業(yè)人員個人劑量和集體劑量均在較低水平;核電廠放射性流出物排放指標遠低于國家標準限值。
按照世界核電運營者協(xié)會11類、13項性能指標對照,在全球400多臺運行機組中,我國在役核電機組總體處于中等偏上水平,其中8臺機組處于世界先進行列。
為了保護公眾、保護環(huán)境,我國政府按照國際慣例要求建立了完整的核事故應(yīng)急體系。1993年8月,國務(wù)院發(fā)布了《核電廠核事故應(yīng)急管理條例》。此后,在國家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)委員會的組織下,編制了相應(yīng)的管理規(guī)定、導則和標準,基本建立了一整套針對核電廠核事故應(yīng)急工作的法規(guī)、標準體系。1997年5月,中央軍委發(fā)布了《中國人民解放軍參加核電廠核事故應(yīng)急救援條例》,從法律上規(guī)范了軍隊參加核事故應(yīng)急救援的工作。2005年5月24日,國務(wù)院發(fā)布施行了《國家核應(yīng)急預案》。
我國的核事故應(yīng)急措施實行“常備不懈,積極兼容,統(tǒng)一指揮,大力協(xié)同,保護公眾,保護環(huán)境”的二十四字方針,并建立了三級核事故應(yīng)急體系。每座核電站都制訂有應(yīng)急響應(yīng)計劃,并定期進行演習。