熊瀟穎 白曉平 杜紅燕 魏其銘 鄭 偉

（中國核電工程有限公司，北京 100840）

0 概述

日本東京電力株式會社（TEPCO）福島第一核電站位于日本東北部福島縣福島工業(yè)區(qū)，在日本首都東京以北偏東方向大約270km， 由6 臺沸水堆機(jī)組組成。 2011 年3 月11 日14:46，日本宮城縣東方外海發(fā)生里氏9.0 級大地震， 引發(fā)了國際核與輻射事件分級（INES）為7 級的核事故。 地震發(fā)生后，1～3 號機(jī)組堆芯發(fā)生了不同程度的熔毀，在隨后的幾天中，陸續(xù)發(fā)生氫氣爆炸[1]。

福島核事故導(dǎo)致了放射性物質(zhì)向大氣和海洋環(huán)境的大量釋放。2011 年4 月6 日,污水泄漏停止。泄漏污水中含有131I、134Cs、137Cs 等。其中實(shí)際測量到的137Cs的放射性物質(zhì)濃度值為1.8×106Bq/cm3， 根據(jù)日本規(guī)定的核電站監(jiān)視區(qū)域外環(huán)境海水中放射性濃度的限值（137Cs：9×10-2Bq/cm3），137Cs 已超標(biāo)2×107倍[2]。 輻射重要性角度來看，137Cs 是釋放的最重要的核素之一。放射性核素排入海洋后，會通過各種途徑對生活在該棲息環(huán)境的水生生物產(chǎn)生影響。

國際放射防護(hù)委員 （ICRP）103 號出版物強(qiáng)調(diào)了保護(hù)環(huán)境的重要性（ICRP103），保護(hù)環(huán)境包括“保護(hù)和保持：包括動物物種和植物物種在內(nèi)的非人類物種及其多樣性”[3]。 近年來，環(huán)境輻射防護(hù)領(lǐng)域國際上開展的工作有FASSET 項(xiàng)目(環(huán)境影響評價大綱)[4]、EPIC項(xiàng)目(北極電離污染的環(huán)境保護(hù))、ERICA 項(xiàng)目(電離污染的環(huán)境危險—評價和管理)[5][6]、PROTECT 項(xiàng)目（2006 -2008 年）[7]、EMRAS 計(jì) 劃（Environmental Modelling for Radioation Safety）EMRAS II 計(jì) 劃MODARIA(Modelling and Data for Radiological Impaction Assessment)計(jì)劃[8]等。 因此，也應(yīng)關(guān)注放射性核素對非人類物種的輻射影響。

1 對水生生物輻射影響的計(jì)算

本文關(guān)注福島核事故1～3 年后137Cs 對水生生物的輻射影響。由目前已有的資料[9]，福島事故后1～3 年于不同地點(diǎn)檢測到的核素137Cs 在海水中的濃度如表1 所示。

表1 福島事故后1～3 年于不同地點(diǎn)檢測到的核素137Cs 在海水中的濃度

根據(jù)《福島第一核事故總干事的報告》[3]，其用于評價事故對非人類生物的潛在輻射影響的方法是國際放射防護(hù)委員會建議的那些方案，即水生生態(tài)系統(tǒng)中， 核素i 對j 生物造成的總劑量率可采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

（1）內(nèi)照射劑量率。

α 對應(yīng)的內(nèi)照射劑量轉(zhuǎn)換因子，μGy·h-1/Bq·kg-1。

wlowβ、wβγ、wα分別表示低能β、β/γ、α 的輻射權(quán)重因子。

（2）外照射劑量率。

vw、vws、vss、vs分別表示核素i 在水中、水面、水底、底泥中的居留因子。

（3）生物體j 受到的總照射劑量率。

其中，核素i 在沉積物中的濃度為：

式中，Kd表示分配系數(shù)（平衡狀態(tài)下，放射性核素在固、液相中的比值），L/kg。

式中，CR 為濃集比，(Bq/kg)/(Bq/L)。

文中計(jì)算所用各個參數(shù)及其來源見表2。

表2 計(jì)算所用參數(shù)及其來源

評估生物劑量率時，參考生物的定義和選用是建立“非人類物種”輻射劑量評估模型的基礎(chǔ)。本文根據(jù)歐共體FASSET 計(jì)劃中提供的海域生態(tài)系統(tǒng)參考生物，保守選取深水魚、涉禽、甲殼類動物、大型藻類、哺乳動物、雙殼軟體動物、淺水魚、浮游植物、多毛綱動物蠕蟲、爬行動物、珊瑚蟲、導(dǎo)管植物、浮游動物13 類海洋生物作為輻射劑量率計(jì)算的參考生物。

結(jié)合式（1）～式（5），對以上13 種參考生物進(jìn)行劑量率的計(jì)算。 計(jì)算結(jié)果為：

（1）2012 年， 距離加拿大不列顛哥倫比亞省海岸1500 km 處，137Cs 對多毛綱動物蠕蟲造成的劑量率最大，為1.06×10-3μGy/h。

（2）2013 年，福島第一核電站港灣外，137Cs 對多毛綱動物蠕蟲造成的劑量率最大，為5.67 μGy/ h。

（3）2013 年，在離加拿大大陸架，137Cs 對多毛綱動物蠕蟲造成的劑量率最大，為1.77×10-3μGy/ h。

（4）2014 年， 福島核電站5、6 號機(jī)組的北部水渠和北部排放口，137Cs 對多毛綱動物蠕蟲造成的劑量率最大，為3.54 μGy/h。

（5）2014 年， 距離加拿大不列顛哥倫比亞省海岸1500 km 處（同2012 年觀測點(diǎn)）表層150 m 厚度的水柱，137Cs 對多毛綱動物蠕蟲造成的劑量率最大，為7.08×10-3μGy/h。

（6）2014 年， 距離福島核電站20 km 的海域內(nèi)，137Cs 對多毛綱動物蠕蟲造成的劑量率最大，為3.54×10-2～3.54×10-1μGy/h。

根據(jù)以上資料和數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果顯示， 于2013年福島第一核電站港灣外137Cs 對參考生物中的多毛綱動物蠕蟲造成的劑量率是最大的， 為5.67 μGy/h，未超過非人類生物的劑量率篩選值10 μGy/h[11]。

2 結(jié)語

福島核事故泄漏的污水中含有131I、134Cs、137Cs等，本文只考慮了137Cs 對水生生物的影響。若考慮多種核素對水生生物的輻射影響， 則需進(jìn)一步計(jì)算和分析。