CN109613589B - 一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法 - Google Patents

一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，所述方法包括以下步骤：(1)事故状态分析；(2)放射性核素毒性分析和指标确定；(3)关键居民组和代表性个人的确定；(4)放射性气态流出物所致辐射影响和化合物浓度估算；(5)事故后果评价。本发明提供的方法既包括辐射环境影响评价，又包括有毒化合物(核素和有毒化合物)对公众毒性的影响评价。在核事故后果评价中，能更加精确。

Description

一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法
技术领域
本发明属于核技术领域，具体涉及一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法。
背景技术
一般核燃料循环设施在正常运行和可能发生事故情况下，都会向环境排放一定的放射性气态流出物。放射性气态流出物通过过滤系统净化后，以放射性气溶胶的形式进入大气环境。通过大气扩散，使得在距离排放点不同距离处，可以监测到地面放射性气溶胶比活度。GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》中，列出了核素的毒性分组，将核素分为了极毒组、高毒组、中毒组和低毒组等，标准中所列出的核素对公众和环境不单产生辐射危害，还有化学毒性。
目前，我国已经建立了对环境和公众的辐射影响的剂量评价方法，由于核动力厂所释放到环境的核素为人工放射性核素和惰性气体，其正常运行情况下对环境基本不产生影响；而一般的铀矿冶和核燃料循环设施向环境释放的核素为氡及铀系，在设施正常生产和运行过程中，对环境和公众产生的辐射影响是非常小的，也是可以接受的。但是，这些核设施在发生可能的事故情况下，会产生大量的放射性气溶胶和其他有毒有害的化合物，除了非放射性化合物比如F2、HF和有机化合物等产生的毒性影响外，放射性核素所致的化学毒性影响也不可忽视。
目前，国内外对于公众健康危险度是可以进行定性和定量评价的。公众健康危险度评价是通过系统收集对社会公众健康危害的资料(包括毒性学、毒物学、环境监测、健康监护、临床医学、流行病学等)，依据国际公众健康危险评价标准，研究环境有害因素是否对社会公众健康有危害作用(危害鉴定，定性分析)，环境有害因素接触水平(接触时间和浓度/强度的乘积)、定量评定接触水平与社会公众健康危害程度的关系。由此确定人类实际接触有害物质的量和接触方式下可能对人群健康产生的最低危害(保护水平)的估计。对于定量的公众健康危险评定特征及其等级排序。一是可能性情况，分为肯定发生，很可能发生，可能发生，几乎不可能发生，罕见发生；二是健康危害严重程度，分为灾害性危害，重大危害，中度危害、轻度危害，基本无危害；三是脆弱性，分为极高的抵御危险的能力，很高的抵御危险的能力，基本无抵御危险的能力。前两者属于自然状态的公众健康的危险评估状况，后者则是在人为干预情况下的实际综合危险评价情况，为依法决策提供了科学依据。
在以往核设施的评价中均以辐射环境影响评价为主，尚未系统引入有毒化合物(核素和有毒化合物)对公众毒性的影响评价。
因此，有必要发明了一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，既包括辐射环境影响评价，又包括有毒化合物(核素和有毒化合物)对公众毒性的影响评价。在核事故后果评价中，能更加精确。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，所述方法包括以下步骤：
(1)事故状态分析；
(2)放射性核素毒性分析和指标确定；
(3)关键居民组和代表性个人的确定；
(4)放射性气态流出物所致辐射影响和化合物浓度估算；
(5)事故后果评价。
进一步的，步骤(1)中具体包括：
分析核燃料循环设施的生产工艺、流出物监测和环境监测资料，梳理此类核设施以气溶胶形式向环境的释放核素种类及释放类型；
还包括分析此类核设施在运行过程中可能发生的事故情景以及事故情景下向环境排放的气态污染物的情况。
进一步的，步骤(2)中具体包括：
根据确定的释放核素种类及释放类型，调研所述核素的毒性，并进行毒性指标的确定。
进一步的，步骤(3)中具体包括：
选择适当的环境迁移模式和剂量估算模式，估算此类核设施在正常工况下排放的放射性气态污染物对周围附近居民的受照剂量，并找到受照剂量最大的居民组群和代表性个人。
进一步的，步骤(4)中具体包括：
对不同的事故情景，采用不同的事故后果评价模式和程序进行公众受照剂量的估算，估算关键居民组及厂址边界处的受照剂量；
选择适当的环境迁移模式，完成此类事故条件下，放射性气溶胶距离排放点不同距离处的空气浓度估算，得到厂区边界、最大落地点浓度、关键居民组处以及环境敏感点处的空气地面浓度值。
进一步的，步骤(5)中具体包括：
5.1)对放射性所造成的辐射影响进行评价，找出关键居民组所在的群
组和具体的位置；
5.2)判断当事故情况下，厂区边界或者关键居民组所致最大个人有效
剂量是否超过了设施剂量限值；
5.3)如果没有超过，则进行事故后果的公众毒性影响分析。
进一步的，所述步骤5.3中还包括：
如果厂区边界或者关键居民组所致最大个人有效剂量超过了设施剂量限值要求，则不需要进行毒性后果评价，认为该类事故在该厂址是环境不可接受的。
进一步的，所述步骤5.3具体包括：
1)判定毒性影响的化合物；
2)以PACs限值为依据，利用厂址边界、关键居民组以及环境敏感点的化合物地面浓度进行毒性分析；
3)毒性评价。
进一步的，所述毒性评价具体包括：
评价厂址边界、关键居民组以及环境敏感点的化合物地面浓度与毒性浓度限值的关系，如果有超过毒性浓度限值PAC2级的关键点，则可判定该设施事故情况所释放的化合物所致公众毒性是不可接受的，并需要进一步采取措施。
本发明的效果在于，采用本发明所述的方法，既包括辐射环境影响评价，又包括有毒化合物(核素和有毒化合物)对公众毒性的影响评价。在核事故后果评价中，能更加精确。
附图说明
图1是本发明所述方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参阅图1，图1是本发明所述方法一实施例的流程示意图。所述方法包括以下步骤：
步骤101：事故状态分析。
首先进行事故状态分析，具体包括：分析核燃料循环设施的生产工艺、流出物监测和环境监测资料，梳理此类核设施以气溶胶形式向环境的释放核素种类及释放类型。
还包括分析此类核设施在运行过程中可能发生的事故情景以及事故情景下向环境排放的气态污染物的情况。
步骤102：放射性核素毒性分析和指标确定。
根据确定的释放核素种类及释放类型，调研所述核素的毒性，并进行毒性指标的确定。
一般非放射性气态流出物环境影响评价时采用的SCAPA(The Subcommittee onConsequence Assessment and Protective Actions)参考EPA的急性照射指导水平(AEGL，Acute Exposure Guideline Level)、AIHA(美国工业卫生协会)的应急响应计划指南(EPRG，Emergency Response Planning Guideline)和SCAPA的临时应急照射限值(TEEL，Temporary Emergency Exposure Limit)所颁发的针对不同浓度的化学物质对公众影响水平的PAC(Protective Action Criteria，保护行动标准)限值。
其中，PAC 1级表明对人体健康有轻微的、短暂的影响；2级：会对人体产生不可逆的或影响人员采取防护措施的其它严重健康影响；3级：对人体的影响最大，可产生危急生命的健康影响。
在一个具体的实施例中，当发生六氟化铀泄漏事故时，产生的UO2F2化合物，其PAC限值分别为PAC0为0.0647mg/m3，PAC1为0.776mg/m3，PAC2为2.5mg/m3，PAC3为12.9mg/m3。
步骤103：关键居民组和代表性个人的确定。
选择适当的环境迁移模式和剂量估算模式，估算此类核设施在正常工况下排放的放射性气态污染物对周围附近居民的受照剂量。通过对放射性流出物的辐射影响估算，按照实际的照射途径，参考相应的计算参数，通过估算找到受照剂量最大的居民组群和代表性个人，即核设施正常运行情况下影响的关键居民组。
步骤104：放射性气态流出物所致辐射影响和化合物浓度估算。
对不同的事故情景，采用不同的事故后果评价模式和程序进行公众受照剂量的估算，并估算出关键居民组及厂址边界处的受照剂量；
选择适当的环境迁移模式，完成此类事故条件下，放射性气溶胶距离排放点不同距离处的空气浓度估算，得到厂区边界、最大落地点浓度、关键居民组处以及环境敏感点处的空气地面浓度值。
步骤105：事故后果评价。
在辐射环境影响评价中，往往只考虑放射性核素对环境和公众造成的辐射影响，而忽略了核素的毒性所造成的毒性影响。而本方法所提出的事故后果评价中，既考虑到放射性辐射影响，也同时关注了事故过程中可能释放的化学物质，比如含铀气溶胶(UO2F2)、含钚气溶胶(PuO2)等化合物质所造成的公众毒性影响。
事故后果评价具体包括以下步骤：
5.1对放射性所造成的辐射影响进行评价，找出关键居民组所在的群组和具体的位置。
5.2判断当事故情况下，厂区边界或者关键居民组所致最大个人有效剂量是否超过了设施剂量限值。
5.3如果没有超过，则进行事故后果的公众毒性影响分析。
如果厂区边界或者关键居民组所致最大个人有效剂量超过了设施剂量限值要求，则不需要进行毒性后果评价，认为该类事故在该厂址是环境不可接受的。需要进一步采取措施，通过设计或者环保措施，使得事故所致后果是环境可接受。
通过事故情况下的辐射影响分析，如果关键居民组所致的辐射影响是环境可以接受的。此时，再进行事故后果的公众毒性影响分析。具体步骤如下：
1)判定毒性影响的化合物。
就设施在事故情况下可能释放的气态污染物进行筛选，选取可能对人体造成毒性影响的核素和污染物。
2)以PACs限值为依据，利用厂址边界、关键居民组以及环境敏感点的化合物地面浓度进行毒性分析。
通过事故后果的化合物浓度估算，对照厂址边界、关键居民组以及环境敏感点的化合物地面浓度。以PACs限值为依据。PAC 1级表明对人体健康有轻微的、短暂的影响；2级：会对人体产生不可逆的或影响人员采取防护措施的其它严重健康影响；3级：对人体的影响最大，可产生危急生命的健康影响。
3)毒性评价。
评价厂址边界、关键居民组以及环境敏感点的化合物地面浓度与毒性浓度限值的关系，如果有超过毒性浓度限值PAC2级的关键点，则可判定该设施事故情况所释放的化合物所致公众毒性是不可接受的，并需要进一步采取措施。通过设计或者环保措施，使得事故所致公众毒性是环境可接受的，即低于PAC2级。
如果通过评价关键点的毒性浓度不超过PAC2级，则可判定核设施事故所释放的化合物所致公众毒性是可以接受的。
本发明所提供的一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，根据事故景象分析，给出各类事故的事故源项，并进行辐射后果估算和化学物质所致毒性浓度估算。通过事故工况下的辐射影响，确定关键居民组所在子区，以及所致关键居民组的最大个人有效剂量。通过最大个人有效剂量与设施剂量约束值进行比较，如果超过设施剂量约束值，在可判定设施事故工况所致辐射影响是环境不可接受的。如果设施所致辐射影响是环境可以接受的，则通过判定关键居民点、厂址边界以及环境敏感点的有毒化合物地面浓度与PAC限值进行比较，如果超过了PAC2级，则认定事故所致公众化学毒性是不可接受的，需要进一步采取措施，如果地面浓度值不超过PAC2级，则认为事故所致的公众化学毒性是可以接受的。
区别于现有技术，本发明提供的一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，可在核事故中同时评价放射性核素和有毒化合物对环境和公众的影响。
本领域技术人员应该明白，本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)事故状态分析；
(2)放射性核素毒性分析和指标确定；
(3)关键居民组和代表性个人的确定；
(4)放射性气态流出物所致辐射影响和化合物浓度估算；
(5)事故后果评价；
步骤(1)中具体包括：
分析核燃料循环设施的生产工艺、流出物监测和环境监测资料，梳理核燃料循环设施以气溶胶形式向环境的释放核素种类及释放类型；
还包括分析核燃料循环设施在运行过程中可能发生的事故情景以及事故情景下向环境排放的气态污染物的情况；
步骤(2)中具体包括：
根据确定的释放核素种类及释放类型，调研所述核素的毒性，并进行毒性指标的确定；
步骤(3)中具体包括：
选择适当的环境迁移模式和剂量估算模式，估算核燃料循环设施在正常工况下排放的放射性气态污染物对周围附近居民的受照剂量，并找到受照剂量最大的居民组群和代表性个人；
步骤(4)中具体包括：
对不同的事故情景，采用不同的事故后果评价模式和程序进行公众受照剂量的估算，估算关键居民组及厂址边界处的受照剂量；
选择适当的环境迁移模式，完成核设施事故条件下，放射性气溶胶距离排放点不同距离处的空气浓度估算，得到厂区边界、最大落地点浓度、关键居民组处以及环境敏感点处的空气地面浓度值；
步骤(5)中具体包括：
5.1)对放射性所造成的辐射影响进行评价，找出关键居民组所在的群组和具体的位置；
5.2)判断当事故情况下，厂区边界或者关键居民组所致最大个人有效剂量是否超过了设施剂量限值；
5.3)如果没有超过，则进行事故后果的公众毒性影响分析。
2.根据权利要求1所述一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，其特征在于，所述步骤5.3中还包括：
如果厂区边界或者关键居民组所致最大个人有效剂量超过了设施剂量限值要求，则不需要进行毒性后果评价，认为核设施事故在该厂址是环境不可接受的。
3.根据权利要求2所述一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，其特征在于，所述步骤5.3具体包括：
1)判定毒性影响的化合物；
2)以PACs限值为依据，利用厂址边界、关键居民组以及环境敏感点的化合物地面浓度进行毒性分析；
3)毒性评价。
4.根据权利要求3所述一种用于核设施事故后果公众毒性影响评价方法，其特征在于，所述毒性评价具体包括：
评价厂址边界、关键居民组以及环境敏感点的化合物地面浓度与毒性浓度限值的关系，如果有超过毒性浓度限值PAC2级的关键点，则可判定核设施事故情况所释放的化合物所致公众毒性是不可接受的，并需要进一步采取措施。
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