福清核电气载放射性流出物的剂量评价及对环境γ剂量率的影响

摘要：本论文对福清核电基地气载流出物所致公众剂量进行了分析和评价，结果表明，2020年福清核电厂放射性气载流出物释放所致年平均公众个人最大有效剂量在10-7 Sv/a量级，远低于法规约束值，对厂址周围公众造成的放射性影响非常小。此外，文章分析了大修气载流出物集中释放所致的核电厂周围环境γ剂量率变化，通过计算，验证了释放期间，气载流出物的排放对环境γ剂量率的影响极小，基本在本底波动范围内。

关键词：气载放射性流出物;剂量评价;环境γ剂量率

核电厂放射性流出物包括气载流出物和液态流出物，二者向环境释放对公众产生的照射是人工辐射源对公众照射的一个组成部分。联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）2008年报告中显示每座百万千瓦级的核电机组正常运行期间排放的放射性流出物所致距反应堆1km处的关键居民组年有效剂量在20µSv的量级水平，其中80%来自气载放射性流出物，由此可见，气载放射性流出物对环境影响的占比重大。

1.气载放射性流出物剂量评价

气载放射性流出物排入大气后，将沿下风向输运，并随大气混合过程而弥散。在放射性物质弥散过程中，公众可能因吸入空气中夹带的放射性物质而受到内照射，同时受到放射性烟羽的γ或β射线的外照射。此外，因为下雨被冲洗降落到地面、或因与所经过的下垫面的碰撞或重力影响沉降落到地面的放射性核素，也会对人体产生外照射，还可能因为呼吸进入人体产生内照射。从较长的时间考虑，放射性物质沉入地面或水体，还可能进入陆生及水生生物，若被食用也将进入人体，产生内照射。因此气载流出物在大气迁移和扩散过程中对人的照射途径考虑有吸入引起的内照射、空气浸没引起的外照射、地表沉积引起的外照射及农产品食入引起的内照射。

2.气载放射性流出物排放所致的公众剂量

根据2020年福清核电基地气载流出物的年排放总量，结合上述影响途径，计算出气载放射性流出物释放对公众所致年最大个人有效剂量在10-7 Sv量级，较2.3mSv/a的天然辐射本底水平，量级维持在很低的水平，且大大低于《核动力厂环境辐射防护规定》（GB 6249-2011）所规定年剂量约束值0.25mSv，说明福清核电厂气载放射性流出排放对厂址周围公众造成的放射性影响非常小。

3.大修期间气载放射性流出物集中释放的影响

福清基地某次大修期间，机组停堆过程中，气载放射性核素受剩余反应性的影响浓度升高，出现一段时间的集中释放，主要成分为惰性气体，其中裂变产物133Xe的活度占总活度的98%以上。这种释放形式对总排放量的影响极小，其影响主要为可能引起厂址及周围地区短时间的外照射风险。

监测显示释放的主要成分为惰性气体，厂区内的环境γ辐射固定监测站显示剂量率出现小幅度的波动。下面通过将集中释放期间对环境γ剂量率影响的计算值与监测站的实测值进行比较，分析气载放射性核素集中释放对环境剂量率水平的影响。

4.气载放射性核素对环境γ剂量率贡献的计算值

采用美国核安全导则中的半无限烟云模式计算下风向站点的环境γ剂量率，结合厂址的扩散系数，计算公式如下：

式中为EC4-1站点处的环境γ剂量率Gy/h;为衰变释放的γ射线能量平均值，MeV; C/为弥散因子，s/ m;u为风速，m/s;为释放速率，Bq/s。

气载放射性流出物以烟囱排放口为顶点，在主导风向下风向弥散类似为一个小圆锥体，对上风向及侧风向监测站的外照射可近似处理为一段放射性线状源对各点的外照射。计算时不考虑建筑物对扩散的影响和屏蔽的影响。其剂量率计算公式为：

式中为EC4-4站点处的环境γ剂量率，Gy/h;A为气载放射性流出物中Xe的活度，Bq;Γ为空气比释动能率常数，Gy·m·Bq·h;L为线源的长度，m;a为站点与站点在线源所在直线上投影间的距离，m。

取典型下风向、上风向站点代入公式计算，得到理论值为147.1 nGy/h和118.2 nGy/h，接近停堆前的实测值117±9 nGy/h和109±10 nGy/h，且均在本底正常波动范围内，计算值和实测值均显示释放所致环境γ剂量率的最大值与本底值相比没有异常升高，对环境无明显影响。

5.結论

福清核电厂气载流出物造成的公众最大剂量远小于国家规定的剂量约束值，证明气载流出物的排放得到有效控制。大修期间气载流出物集中释放所致环境γ剂量率的计算值与实测值总体上基本吻合，主要影响区域为下风向区域，在各风向上所致环境γ剂量率基本在本底波动范围内。

参考文献

[1]United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2008 report to the general assembly with scientific annexes[R].United Nations，New York，2010.

[2]潘自强、郭明强、崔方志、杨胤，中国天然辐射本底水平和居民剂量估算，辐射防护，1992，04

[3]GB 6249—2011，《核动力厂环境辐射防护规定》

[4]国家核安全局. HAD 101 /02 核电厂厂址选择的大气弥散问题[S]. 1987.

[5]李星洪，等编. 辐射防护基础[M]. 北京：原子能出版社，1982：85-90.

作者简介：许莉萍（1989—），女，汉族，籍贯：福建三明，学历学位：工学学士，职称：工程师，单位：福建福清核电有限公司，研究方向：核电厂环境保护。