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核能技術(shù)應(yīng)用中的電離輻射對環(huán)境的影響分析

2021-12-31 01:30張國軍
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年26期
關(guān)鍵詞:放射源電離輻射核能

張國軍

(江西輻射劑量檢測院有限公司,江西 吉安 330029)

隨著我國科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,對核技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)也變得尤為普遍,在此背景下放射源應(yīng)用單位數(shù)量也在不斷擴大,核能技術(shù)的應(yīng)用雖然給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利,但是電離輻射所帶來的危害是不容忽視的。有研究表明,電離輻射對人體有損害,而高劑量的電離輻射甚至會致人死亡。因此在核能技術(shù)應(yīng)用中,要特別注意輻射安全和輻射防護,必須對電離輻射知識進行大力宣傳,讓公眾對其有所了解,避免人們產(chǎn)生恐慌。

1 電離輻射概述

電離輻射,是指通過與物質(zhì)的相互作用,直接或間接電離了物質(zhì)的原子和分子。離子化需要能量,而電離不同的原子需要不同的能量。一種類似低能光子的輻射能夠在一種介質(zhì)中電離,而在另一種介質(zhì)中則不能電離。因此,應(yīng)選擇電離輻射的截止能量值,對于低于這個能量值的輻射,可視為對電離輻射的判斷;而對于截止能量值的選擇應(yīng)視具體情況而定,例如放射生物學(xué)中,相應(yīng)值約為10eV。假設(shè)該數(shù)值為極限,遠紫外線、長波紫外線、可見光、紅外、無線電波輻射都屬于非電離輻射,而像α、β、γ等所有核射線都屬于電離輻射;這種原子輻射與物質(zhì)相互作用,產(chǎn)生電離,然后產(chǎn)生熱量。不同輻射源之間的差異不在于其產(chǎn)品,而在于電離分布。

離子化輻射是由電能和磁能組成,它們一起從太空中傳播,而能量是由貨物的運動產(chǎn)生的。舉例來說,無線電天線發(fā)射的運動產(chǎn)生電磁波。電磁波譜包括各種電離輻射,從極低頻電離輻射到極高頻電離輻射。放射其中包括無線電波、微波、紅外線、可見光和紫外線。頻率部分的廣義定義是指3kHz至300GHz范圍內(nèi)的輻射,這就足夠了。離子化輻射能隨頻率而變化,頻率越高,能量越大。高頻段的X射線和γ射線能產(chǎn)生大量的能量,這些能量能摧毀分子,即人體組織的合成。實際上,X射線和γ射線的能量大到足以電離原子和分子,所以它們被歸為“電離”輻射。盡管這兩種輻射都有醫(yī)療用途,但過度暴露會危害健康。X射線和γ射線產(chǎn)生的電磁能量,與射頻發(fā)射器產(chǎn)生的RF裝置的電磁能量不同,它屬于低頻頻段,不會破壞化學(xué)鍵,因而被歸為“非電離”輻射。

2 中國電離輻射現(xiàn)狀

在過去的二十年里,人們已經(jīng)把大量電子電器設(shè)備投入了日常生活和工作中。但是,電離輻射暴露問題一直比較嚴重。在我國目前的環(huán)境中,由環(huán)境部在30個省、直轄市進行的電離輻射污染研究,人類電離輻射持續(xù)增加的主要原因,是廣播和廣播設(shè)施及其性能的提高,通信傳輸系統(tǒng)的普及和頻繁使用,工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療領(lǐng)域高頻電器設(shè)備的增加,以及能源運輸領(lǐng)域的高壓電源的增加。近幾年手機用戶也顯著增加。到2017年9月底,中國的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入量已經(jīng)達到762萬個,移動用戶的數(shù)量也在來迅速增長。中國目前有604萬多個通信站點。

電離輻射給人類帶來了很多好處,它已成為現(xiàn)代文明的一個重要因素,但它對環(huán)境的污染和對人類的危害也是巨大的。放射線對人的傷害作用是肉眼看不見的。人體受到的光線輻射會損傷或破壞細胞和機體組織,使人體生?。òㄟz傳疾?。?。嚴重者還可導(dǎo)致癌癥或急性放射病。因為射線是由原子核的衰變、裂變等核變化而產(chǎn)生的,所以射線污染也可以稱為核污染?!昂松儭敝员环Q為“核色變”,是因為一些令世界震驚的放射性污染事件:1945年美國在日本廣島和長崎投下兩顆原子彈,傷害了大量無辜的人民,讓全世界知道輻射能大規(guī)模殺傷生命,造成大規(guī)模放射性污染;上世紀50年代末60年代初,美國和蘇聯(lián)進行了數(shù)百次大氣層核試驗,將巨大的放射性物質(zhì)帶入人類環(huán)境,造成全球放射性污染:1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故造成數(shù)千萬個放射性物質(zhì)被釋放,造成嚴重的環(huán)境放射性污染,及巨大的經(jīng)濟損失,令世界震驚;巴西戈亞尼亞市1987年發(fā)生的一起廢棄醫(yī)療儀器事故中,銫137源被不正當拆除,不僅造成4人死亡,還污染了大片街區(qū),形成數(shù)千噸放射性廢料;在我國山西忻州事故中,3人喪生,多人被動受輻射,這都是因為一個失控的放射源。電磁波輻射具有資源和污染物雙重屬性。資源的背后,是一種污染因素,是一種人們看不見、摸不著的能量流污染。電磁輻射主要由熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)引起,超過某一限度時,會對人體造成傷害。人體局部皮膚或器官會出現(xiàn)致熱效應(yīng),而非致熱效應(yīng)則可引起人體神經(jīng)系統(tǒng)等方面的反應(yīng)。

3 我國電離輻射管理

3.1 基本原則

保護生態(tài)環(huán)境,維護人類健康,推動科技進步(提供更好更安全的產(chǎn)品),促進經(jīng)濟發(fā)展(加速工業(yè)發(fā)展,推動全球貿(mào)易和貿(mào)易關(guān)系)。

3.2 最終目的

實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展。

3.3 政府部門職責

衛(wèi)生部、國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、國家環(huán)境保護局、新聞部、交通部、鐵道部、供電所等部門在不同行業(yè)制定和監(jiān)測電離輻射對環(huán)境影響的政策和標準。

4 我國電離輻射環(huán)境安全管理現(xiàn)狀

當今世界越來越重視對核設(shè)施的保護,中國也致力于保障核能使用的安全。對此我國的輻射防護隨著核工業(yè)的不斷發(fā)展而進一步得到加強:

(1)國務(wù)院頒布了關(guān)于輻射環(huán)境安全管理的法律、法規(guī),明確了核能的安全利用。

(2)加大核設(shè)施安全監(jiān)管力度,逐年減少核設(shè)施輻射事故。

(3)中國十分重視輻射防護隊伍建設(shè)。定期對輻射防護機構(gòu)及有關(guān)人員進行培訓(xùn),提高監(jiān)測人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

本文以廣東省輻射現(xiàn)狀與放射源的調(diào)查為例,對核能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀展開深入分析。

4.1 全省放射源基本情況

該省自五十年代開始使用放射源,至今已成為我國放射源最大的省份。經(jīng)過2002年全省放射源調(diào)查(由于歷史和管理機構(gòu)原因,很難得到完整的統(tǒng)計數(shù)字),全省共有輻射源單位837個,使用的輻射源總數(shù)為2564個。

4.2 放射源應(yīng)用領(lǐng)域廣

主要應(yīng)用于:建筑材料、紙、鋼、機、電、油、化、路、塑、酒、水、地、探、輻照加工、高校、科研等行業(yè)和部門。這些都是放射性加工行業(yè)最活躍的。

4.3 射線裝置類

由于管理部門對《中華人民共和國放射性污染防治法》的適應(yīng)性,目前尚無X射線設(shè)備的詳細統(tǒng)計數(shù)據(jù)。但是,共有的4000多份原始數(shù)據(jù),主要集中在醫(yī)藥、海關(guān)、交通運輸業(yè)和一些公司的質(zhì)保部。

5 電離輻射對環(huán)境的影響分析

5.1 電離輻射及其所引起的生物效應(yīng)

電離輻射,實際上是指初級或次級過程產(chǎn)生的輻射。這類輻射可以是帶電子的粒子,也可以是不帶電子的粒子,或者是一種混合的帶電粒子,如果電離輻射照射到人體,會產(chǎn)生各種各樣的生理效應(yīng)。若將生物效應(yīng)劃分為不同的個體,則可將其劃分為兩種形式,前者為體細胞型,后者為遺傳型。所謂遺傳效應(yīng),是指人體生殖細胞受電離輻射照射后,雖然沒有相應(yīng)的生物效應(yīng),但會傳給后代。

5.2 電離輻射對環(huán)境的危害

核能源與放射性同位素技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國的醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)、地質(zhì)勘探等各個領(lǐng)域。但是,由于政府和相關(guān)部門利用核能產(chǎn)生電離輻射,對核能的利用和開發(fā)日益受到影響。研究發(fā)現(xiàn),電離輻射可以改變細胞的化學(xué)平衡,尤其對自然界中的動植物和水體危害極大。當動物受到電離輻射時,其細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)DNA被破壞,這會對動物健康產(chǎn)生嚴重的負面影響,而且這種影響還可能通過動物的生殖細胞直接傳遞給下一代。

5.2.1 照射危害

電離輻射對人體的劑量相對較小,人體或電離輻射的某些器官可以存活,但是會增加癌癥的發(fā)病率。離子輻射源的大小、受照組織和時間對被照部位的損傷面積具有決定性影響。若它們暴露于低或中度電離輻射中,其危害可能不會在短期內(nèi)出現(xiàn)。有的只需要幾個月,甚至幾年。如白血病所致的中低電離輻射,可在體內(nèi)潛伏兩年。離子暴露的類型對電離輻射的發(fā)生具有決定性的影響。讓我們在此澄清一點,并非所有人都有接觸過電離輻射的經(jīng)歷,那些由于電離輻射導(dǎo)致癌癥或人類基因損傷的人,與那些由于其他因素導(dǎo)致疾病的人沒有明顯的區(qū)別。

5.2.2 慢性照射

我們所說的慢性輻射是指在電離輻射環(huán)境中,長期處于低劑量狀態(tài)。只有經(jīng)過一定的時間,才能認識到慢性電離輻射的影響。DNA突變、先天性缺陷、白內(nèi)障、皮膚癌等是慢性電離輻射所致。

5.2.3 急性照射

電離輻射中的急性照射是指在短期內(nèi)受到高劑量的電離輻射的情況,發(fā)生這種情況的原因通常是由于突發(fā)性事故引起的,尤其是在醫(yī)療過程中這類事故的發(fā)生率更高。急性高劑量的電離輻射可引起大出血、內(nèi)分泌紊亂、細胞感染、貧血等問題,其后期并發(fā)癥也會增多,如癌癥、DNA突變、白內(nèi)障等。

6 電離輻射防治措施

6.1 構(gòu)建輻射環(huán)境管理機制和管理體系

關(guān)于核能利用,應(yīng)完善電離輻射監(jiān)測體系,建立完善的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)和輻射環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),做好對輻射場所的安全監(jiān)管,定期開展各項監(jiān)測和檢查,確保用放射性測量設(shè)備或運行監(jiān)測儀器密封放射源檢測日?;?。該工藝要求在任何情況下都要對電離輻射的使用、儲存進行管理和控制,加強保護、處置、轉(zhuǎn)移和回收,以確保核能的安全并盡量減少電離輻射造成的損害。

6.2 核能技術(shù)項目應(yīng)用手續(xù)的完善

對核電用戶,要做好安全檢測工作,完善各項檢驗。使用者使用核技術(shù)時,必須具備完備的許可證,做好許可證換發(fā)工作,同時做好核能項目的環(huán)境影響評價,完成環(huán)保竣工驗收手續(xù),完善制度程序,解決遺留問題。

6.3 保障放射源及時送貯

為了有效防止利用核能時電離輻射對環(huán)境造成的不良影響,有關(guān)單位應(yīng)加強對廢棄放射源的調(diào)查,對放射源臨時儲存場所進行監(jiān)測,以便及時將廢棄放射源送到倉庫并加以處理。

6.4 加強電離輻射知識普及

在核能技術(shù)應(yīng)用中,應(yīng)積極拓寬培訓(xùn)渠道,加強相關(guān)人員及群眾的電離輻射安全培訓(xùn)教育,提高公眾對電離輻射安全的認識。尤其對核電用戶進行定期培訓(xùn),并對運行人員進行考核。為了提高核能的使用質(zhì)量,避免人為的工業(yè)事故所產(chǎn)生的大量電離輻射,只有合格的操作人員才能從事核能工作。

6.5 加強應(yīng)急能力的建設(shè)

在核技術(shù)的具體應(yīng)用中,對于潛在的、可能導(dǎo)致事故發(fā)生的儀器、設(shè)備等政府部門以及相關(guān)部門要對其進行全面檢測和分析,根據(jù)事故類型配備應(yīng)急救援人員和解決方案。為提高對電離輻射事故的反應(yīng)能力,我們應(yīng)定期與衛(wèi)生局和公共安全部門合作,開展電離輻射事故應(yīng)急演練。爭取將電離輻射事故發(fā)生后的損失和傷害降到最低。

7 結(jié)束語

綜上所述,在核技術(shù)應(yīng)用極為普遍的現(xiàn)代化社會,如何對核技術(shù)中的輻射問題進行管理已成為人們最關(guān)注的問題。當人體受到電離輻射之后,身體細胞就會發(fā)生變異,甚至還會遺傳給下一代,嚴重情況下甚至會直接致人死亡。為此,各單位在使用核能技術(shù)展開各類活動時,必須做好防護工作,并配合政府部門做好技術(shù)檢查,加強宣傳培訓(xùn),做好技術(shù)培訓(xùn),對放射性廢物處置工作進行完善,并做好應(yīng)急培訓(xùn)和應(yīng)急預(yù)案工作,以此來減少核能利用對人體的輻射危害。

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