CN109376931A - 一种干旱地区放射性排放限值的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，包括以下步骤：收集设施周围环境条件信息，包括：自然条件信息、环境条件信息和人口条件信息；确定排放特征；针对干旱地区，预设放射性废水排放限值需考虑的因素；设定各因素的权重因子；利用多属性效应函数分析方法，对放射性液态流出物排放限值进行优化，确定并给出放射性排放限值。该方法首次提出了研究干旱地区核设施液态流出物排放限值最优化方法需考虑的因素，给出了确定各因素的权重因子的可行方案，并对核设施液态流出物排放限值进行优化，可操作性好，提升了排放放射性流出物的管理控制，利于环境保护及附近的居民的健康防护。
Description
技术领域
本发明涉及辐射防护及环境保护领域中的放射性废水处理处置，具体涉及一种干旱地区放射性排放限值的确定方法。尤指适用于干旱地区放射性废水排放限值的确定方法。所述放射性废水指核设施废水(生产废水，即放射性废水)。
背景技术
关于向环境排放放射性流出物的管理控制，IAEA相应的安全导则《放射性流出物排入环境的审管控制》(NO.WS-G-2.3)指出，核设施向环境排放放射性流出物时须经监管当局审查批准；每一个厂址视核设施的操作性质及厂址的环境条件(包括自然环境和社会环境)而容许的流出物排放量是不同的。
我国GB18871-2002《电离辐射防护及辐射源安全基本标准》中指出：对于来自一项实践中的任一特定源的照射，应使防护与安全最优化，使得在考虑了经济和社会因素后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可合理达到的尽量低水平；防护与安全最优化的过程，可以从直观的定性分析一直到使用辅助决策技术的定量分析，但均应以某种适当的方法将一切有关因素加以考虑。
目前，我国大多数核设施，其液态流出物(尤指放射性废水)排放限值基本采用设计值，未通过最优化分析得出合理可行最优排放方案，因此，针对来自于核设施的液态流出物(尤指放射性废水)，采用最优化分析方法分析得出各核基地的液态流出物的排放限值是十分必要的。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，针对来自于核设施的液态流出物(尤指放射性废水)，采用最优化分析方法分析得出各核基地的液态流出物的排放限值，针对干旱地区核设施液态流出物，明确需考虑的因素及确定各因素的权重因子，提升排放放射性流出物的管理控制。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，包括以下步骤：
收集设施周围环境条件信息，包括：自然条件信息、环境条件信息和人口条件信息；
所述设施指核设施；
对设施的排放特征进行统计，确定排放特征；
根据环境条件信息，针对干旱地区，预设放射性废水排放限值需考虑的因素；
设定各因素的权重因子，基于利益相关者与放射性液态流出物排放控制的相互关系设定；
利用多属性效应函数分析方法，对放射性液态流出物排放限值进行优化，确定并给出放射性排放限值。
进一步，如上所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，所述收集设施周围环境条件信息具体包括：
设施周围排放区域的气象、气候、水文资料、水文地质、人口密度、年龄组成、居民的生活习性以及食谱资料，
对上述资料统计分析，至少获得以下信息：
距离排放点最近的居民的位置和方位，
排放点周围10km范围的人口数量，
居民的食物消费量数据，
居民在废水排放区域活动种类和活度的时间。
进一步，如上所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，所述对设施的排放特征进行统计，包括设施的设计和运行特征，至少包括收集计划排放的流出物的以下信息：
放射性核素组成，
排放路径和排放点，
每年预估排放的各种放射性核素的总量，
预估的排放的时间模式。
进一步，如上所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，所述根据环境条件信息，预设放射性废水排放限值需考虑的因素，包括：
核设施生产废水排放所致当代剂量，考虑的照射途径主要包括：公众在受污染的岸滩上放牧时造成的外照射，以及食入与污染水有关的食物所致的内照射，以及吸入再悬浮放射性颗粒造成的内照射；
核设施生产废水排放所致后代剂量，考虑的照射途径主要包括放牧时造成的外照射，以及吸入再悬浮放射性颗粒造成的内照射，以及饮用被污染的地下水造成的内照射；
废物处置长期影响D，设D＝K F；由此估计出不同排放水平Qa下的D值，F为治理费用F(Qa)；
废水治理和处置费用F，包括：废水的处理费用、蒸残液的水泥固化费用以及固化体的处理处置费用；
公众心理等因素I，对I的取值为(0,1)。
进一步，如上所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，所述设定各因素的权重因子，包括：
首先，采用调查统计方式，收集不同利益代表者对核设施液态流出物排放控制考虑的各项参数的权重因子的取值；
然后，采用专家系统确定各因素的权重因子，所述专家系统收集不少于四组的评判数据；
最后，利用模糊数学对专家打分进行处理，得出每个因素的权重因子。
进一步，如上所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，所述利用多属性效应函数分析方法，对放射性液态流出物排放限值进行优化，确定并给出放射性排放限值，包括：
设U为效用函数，则
上式中，
wi为i因素的权重因子(i＝1,2…)，
uij是i因素第j个水平的归一化值；
u∈(0,1)；
设fj为某因素在第j个水平的值，则
由此，maxUj即为最优水平；
由此，计算出各因素不同水平下的ui值；
采用最小二乘法将分离的Uj值拟合为连续曲线，则可求出对应于效用函数最大时的排放浓度值，即为最优化的排放限值。
本发明的有益效果在于：首次提出了研究干旱地区核设施液态流出物排放限值最优化方法需考虑的因素，给出了确定各因素的权重因子的可行方案，并对核设施液态流出物排放限值进行优化，可操作性好，提升了排放放射性流出物的管理控制，利于环境保护及附近的居民的健康防护。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明对关键居民组照射途径分析示意图；
图3为本发明对后代造成照射途径分析示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1示出了本发明具体实施方式中提供的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法的流程图，该方法主要包括：
收集设施周围环境条件信息，包括：自然条件信息、环境条件信息和人口条件信息；
所述设施指核设施；
对设施的排放特征进行统计，确定排放特征(亦称为源项特征)；
根据环境条件信息，针对干旱地区，预设放射性废水排放限值需考虑的因素；
根据干旱地区的特征，废水排放后，会对生活在附近的居民产生照射，在干旱地区，核设施周围若无稀释水体，该核设施停运，则若干年后该废水排放流域会逐渐干涸；因此，需要考虑排放流域干涸后对后代造成的剂量；需考虑的因素还包括废物处置对后代造成的剂量、公众的心理以及废水治理费用等因素；
设定各因素的权重因子，基于利益相关者与放射性液态流出物(尤指放射性废水)排放控制的相互关系设定；
利用多属性效应函数分析方法，对放射性液态流出物排放限值进行优化，确定并给出放射性排放限值。
在上述技术方案的基础上，所述收集设施周围环境条件信息具体包括：
设施周围排放区域的气象、气候、水文资料、水文地质、人口密度、年龄组成、居民的生活习性以及食谱资料，
对上述资料统计分析，至少获得以下信息：
距离排放点最近的居民的位置和方位，
排放点周围10km范围的人口数量，
居民的食物消费量数据，
居民在废水排放区域活动种类和活度的时间。
上述数据统计后数字化处理形成信息资料库。
在上述技术方案的基础上，所述对设施的排放特征进行统计，包括设施的设计和运行特征，至少包括收集计划排放的流出物的以下信息：
放射性核素组成，
排放路径和排放点，
每年预估排放的各种放射性核素的总量，
预估的排放的时间模式。
在上述技术方案的基础上，所述根据环境条件信息，预设放射性废水排放限值需考虑的因素，包括：
核设施生产废水排放所致当代剂量，生产废水排放后，在排放口下游形成下水沟，下水沟内存在废水，下游附近居民在下水沟岸边进行放牧等活动，由此对个人造成照射；考虑的照射途径主要包括：公众在受污染的岸滩上放牧时造成的外照射，以及食入与污染水有关的食物(包括粮食作物和动物产品)所致的内照射，以及吸入再悬浮放射性颗粒造成的内照射；如图2所示，给出了生产废水排出后，对关键居民组造成照射的可能途径；
核设施生产废水排放所致后代剂量，核设施运行若干年年后停止运行，不再产生废水，此时，生产下水形成的下水沟内的废水将逐渐被蒸干，下水沟河床裸露出来，此时，下游附近居民在裸露的河床进行放牧等活动，由此对个人造成照射；考虑的照射途径主要包括放牧时造成的外照射，以及吸入再悬浮放射性颗粒造成的内照射，以及饮用被污染的地下水造成的内照射；如图3所示，给出了河床干涸后，对后代造成照射的可能途径；
废物处置长期影响D，为减少流出物排放，需要对废水净化，从而增加了固体放射性废物的数量，固体废物近地表处置可能对后代人造成照射；对于中低放固体废物处置场来说，低水平放射性废水治理所产生的低中放废物量相对较少，只占中低放废物处置场废物处置量的很少一部分，因此对后代造成的剂量难以定量估算，但可以认为D(Qa)的变化趋势与治理费用F(Qa)相似，故设D＝K F，K：为相关系数；由此估计出不同排放水平Qa下的D值；
废水治理和处置费用F，包括：废水的处理费用、蒸残液的水泥固化费用以及固化体的处理处置费用，当核设施生产废水排放限值较小时，则需处理的低放废水的量就越多，处理费用也就越高，同时，产生的蒸残液也越多，水泥固化和处置费用也相应的增多，但排出废水中放射性核素减少，对公众造成的剂量就会减少；相反，如果废水排放限值高，则需处理的低放废水的量就越少，处理费用也就少，产生的蒸残液也少，水泥固化和处置费用也相应减少，但排出废水中放射性核素增加，对公众造成的剂量就会增加；因此，废水治理费用F：包括废水处理费用，蒸残液固化处理处置的费用，蒸残液固化后扩容系数等资料；
公众心理等因素I，公众对向环境排放流出物的反映有同意、默许、可以容忍、不同意、反对等几种情况，随着排放水平的加大，公众的反映将由同意逐步转向不同意和反对，由于多属性分析方法中采用归一化取值计算各因素的效用函数，这里，对I的取值为(0,1)；即：
当流出物对公众造成的剂量大于或等于剂量约束值时，此时，公众将明显不同意或者是反对，假定此时公众的心理负担为1；
当流出物对公众造成的剂量小于或等于剂量约束值的百分之一时，公众将不会有反对意见假定当流出物对公众造成的剂量在两者之间时，I的取值在(0,1)之间线性变化；假定此时I的取值为0。
在上述技术方案的基础上，所述设定各因素的权重因子，包括：
首先，采用调查统计方式，收集不同利益代表者对核设施液态流出物排放控制考虑的各项参数的权重因子的取值；
例如：通过打分制问卷调查方式(如打1分表示该因素可以忽略，打10分表示该因素最重要)得出；
然后，采用专家系统确定各因素的权重因子，所述专家系统收集不少于四组的评判数据；
例如：专家系统选取四类不同的专家代表人群：执法部门、设计单位、运营单位和研究单位，最终通过收回问卷的数据处理给出每个权重具体的分值；
最后，利用模糊数学对专家打分进行处理，得出每个因素的权重因子。
在上述技术方案的基础上，所述利用多属性效应函数分析方法，对放射性液态流出物排放限值进行优化，确定并给出放射性排放限值，包括：
设U为效用函数，则
上式中，
wi为i因素的权重因子(i＝1,2…)，
uij是i因素第j个水平的归一化值；
u∈(0,1)；
设fj为某因素在第j个水平的值，则
由此，maxUj即为最优水平；
由此，计算出各因素不同水平下的ui值；
采用最小二乘法将分离的Uj值拟合为连续曲线，则可求出对应于效用函数最大时的排放浓度值，即为最优化的排放限值。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，包括以下步骤：
收集设施周围环境条件信息，包括：自然条件信息、环境条件信息和人口条件信息；
所述设施指核设施；
对设施的排放特征进行统计，确定排放特征；
根据环境条件信息，针对干旱地区，预设放射性废水排放限值需考虑的因素；
设定各因素的权重因子，基于利益相关者与放射性液态流出物排放控制的相互关系设定；
利用多属性效应函数分析方法，对放射性液态流出物排放限值进行优化，确定并给出放射性排放限值。
2.根据权利要求1所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，其特征在于：所述收集设施周围环境条件信息具体包括：
设施周围排放区域的气象、气候、水文资料、水文地质、人口密度、年龄组成、居民的生活习性以及食谱资料，
对上述资料统计分析，至少获得以下信息：
距离排放点最近的居民的位置和方位，
排放点周围10km范围的人口数量，
居民的食物消费量数据，
居民在废水排放区域活动种类和活度的时间。
3.根据权利要求1所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，其特征在于：所述对设施的排放特征进行统计，包括设施的设计和运行特征，至少包括收集计划排放的流出物的以下信息：
放射性核素组成，
排放路径和排放点，
每年预估排放的各种放射性核素的总量，
预估的排放的时间模式。
4.根据权利要求1所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，其特征在于：所述根据环境条件信息，预设放射性废水排放限值需考虑的因素，包括：
核设施生产废水排放所致当代剂量，考虑的照射途径主要包括：公众在受污染的岸滩上放牧时造成的外照射，以及食入与污染水有关的食物所致的内照射，以及吸入再悬浮放射性颗粒造成的内照射；
核设施生产废水排放所致后代剂量，考虑的照射途径主要包括放牧时造成的外照射，以及吸入再悬浮放射性颗粒造成的内照射，以及饮用被污染的地下水造成的内照射；
废物处置长期影响D，设D＝K F；由此估计出不同排放水平Qa下的D值，F为治理费用F(Qa)；
废水治理和处置费用F，包括：废水的处理费用、蒸残液的水泥固化费用以及固化体的处理处置费用；
公众心理等因素I，对I的取值为(0,1)。
5.根据权利要求4所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，其特征在于：所述设定各因素的权重因子，包括：
首先，采用调查统计方式，收集不同利益代表者对核设施液态流出物排放控制考虑的各项参数的权重因子的取值；
然后，采用专家系统确定各因素的权重因子，所述专家系统收集不少于四组的评判数据；
最后，利用模糊数学对专家打分进行处理，得出每个因素的权重因子。
6.根据权利要求5所述的一种干旱地区放射性排放限值的确定方法，其特征在于：所述利用多属性效应函数分析方法，对放射性液态流出物排放限值进行优化，确定并给出放射性排放限值，包括：
设U为效用函数，则
上式中，
wi为i因素的权重因子(i＝1,2…)，
uij是i因素第j个水平的归一化值；
u∈(0,1)；
设fj为某因素在第j个水平的值，则
由此，maxUj即为最优水平；
由此，计算出各因素不同水平下的ui值；
采用最小二乘法将分离的Uj值拟合为连续曲线，则可求出对应于效用函数最大时的排放浓度值，即为最优化的排放限值。
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