核安全专业实务2013年 第13章 流出物排放控制-要点

第十三章 流出物排放控制

第一节 流出物概述

一、流出物概念

z 根据IAEA 2003年版《放射性废物术语》的定义，流出物是指由实践中的某个源，得到授权、有计划、

有控制的释放到环境中的气体或液体的放射性物质，通常目的是得到稀释和弥散。

二、流出物特点

z 流出物的特点：

（1）流出物属于低水平放射性物质；

（2）流出物排放是放射性废物处置的一种方式；

（3）流出物排放必须经过批准；

（4）流出物是辐射影响的源项。

三、流出物管理要求

z 流出物的管理要求：

（1）按辐射安全管理；

（2）充分考虑环境容量；

（3）不等同于气、液放射性废物；

（4）务必执行最优化原则；

（5）不能忽略排放污染物。

z 对“气体或液体放射性废物”的安全管理包括净化、整备等许多措施，而对“流出物”的安全管理主

要是控制排放。

第二节 流出物中的污染物种类

z 流出物中污染物种类包括：

（1）放射性物质；

（2）化学物质；

（3）热量。

z 对于像核动力厂这类设施，裂变能仅有三分之一转变为电能，其余的以热能形式排出。

第三节 流出物的来源

z 流出物来源包括：

（1）核燃料循环（铀矿采冶、核燃料生产、核动力厂运行、后处理）；

（2）核技术利用活动；

（3）伴生放射性矿。

一、核燃料循环

z 天然氡气有三种同位素，即氡222、氡220和氡219。其中氡222和氡220两种比较重要，他们分别

是铀238和钍232的子体。

z 在铀矿开采和冶炼过程中，特别是尾矿坝的安全评价中氡气的释放是个重要的环境影响因素。

z 铀矿开采和冶炼过程中，除油放射性气溶胶和气体向环境释放外，矿坑水和处理后的工艺废水也还有

一定程度的放射性物质和酸、碱等非放污染物。

z 核燃料生产是核燃料循环各环节中最“干净”的环节，此时操作的核素较为单一，主要是铀238、铀

235和铀234。

z 对于典型的核燃料生产设施，在运行中生产归一化集体有效剂量估计值为0.003人·Sv（GWa）-1。

其中，吸入是主要的照射途径。液体流出物引起的集体剂量不到总剂量的10%。

z 核裂变每次产生总能量约为200MeV。1kg裂变材料完全裂变将产生2.6×1024裂变，可产生2.5×

107kW·h的热量。

z 核动力厂发电的同时会产生大量的放射性物质，百万千瓦级的反应堆放射性物质盘存量可达1020Bq，

其中99%以上的放射性物质被包容在反应堆内。

z 在评估后处理厂因流出物排出的放射性物质的环境影响时，通常采用单位发电量的归一化释放量，以

及单位排放量产生的集体剂量。

z 核能开发中产生长期环境影响的核素有：H3、C14、Kr85、I129，其中C14产生的待积集体剂量最大。

二、核技术利用活动

z 在农业上利用钴60辐照种子；

工业上用钴60开展无损探伤；

医疗领域利用注入短寿命放射性核素198Au 来探查是否有占位性病变；

近年来核医学使用99mTc 和18F 等越来越多，

公安部门利用含241Am 源的烟雾报警器来预防火灾；

科研部门利用C14进行考古研究，光合作用研究；

水力部门利用H3研究地下水流向，流速等等。

z 对于甲状腺癌的治疗，I131用量平均为5GBq，治甲状腺机能亢进的用量要小些，平均为0.5GBq。除

了患者受到辐射照射以外，与患者密切接触的人员，如家庭成员，也将受到辐射照射，且受照水平可达0.5mSv，对于儿童可达1mSv。预计全世界因使用I131而产生的集体剂量可达400~600人·Sv。

三、伴生放射性矿

z 伴生放射性矿的流出物中主要放射性核素是U238和Th232及U238和Th232的衰变子体。

第四节 流出物在环境中的转移、弥散途径

一、辐射与人的关系

z 核与辐射设施与人的关系主要包括：

（1）放射性源项分析；

（2）放射性物质在环境介质中的弥散、迁移、蓄积；

（3）公众可能受到的辐射剂量计算。

z 对于公众而言，现在的防护标准为年剂量限值为1mSv/a。对于一个指定的核与辐射设施，对公众的影

响不能用满1mSv/a。

z 放射性物质在环境中的转移行为和途径分为两类：

（1）气载放射性核素照射途径；

（2）液体流出物照射途径。

二、气载放射性核素照射途径

z 把核与辐射设施经气体途径对人的影响区分为：

源项、输运过程、污染介质、照射方式、剂量5个环节。

z

公众成员受到气载流出物照射的主要途径：

三、液体流出物照射途径

z 有些水生生物可以富集放射性物质，使其体内某些放射性核素的质量活度要比水体中的放射性活度浓

度高出几倍、几十倍甚至高到千倍。

z 把核与辐射设施经气体途径对人的影响区分为：

源项、输运过程、污染介质、照射方式、人员所受剂量5个环节。

z

公众成员受到液体流出物照射的主要途径：

z 对于液体流出物进入受纳水体的情景有几点要特别注意：

（1）放射性物质会在某些地域积累；

（2）放射性物质会在某些水生生物中蓄积；

（3）伴随液体流出物排入受纳水体的污染物除了放射性物质之外，还有其他的非放污染物，如化学

物质和热量。

z 核动力厂仅将1/3的核裂变能转变为电能，另外2/3的裂变能以热的形式排入环境，其中大部分又以

冷却水的方式进入受纳水体。

z 滨海核动力厂采用海水作为冷却水，冷却水从核动力厂排出时比抽进时高出10℃左右。

z 国家新的海水水质标准GB 3097-1997规定，对于一、二类水体，夏天温升不超过1℃，其他季节不超

过2℃；三四类水体，温升不超过4℃。

第五节 控制流出物排放的原则

一、剂量控制，充分保护公众安全

z 现在国家标准与国际原子能机构推荐的剂量限值一致，即各种人工辐射源所致公众年有效剂量为

1mSv/a。

z 现在国际辐射防护界已经明确剂量约束是针对关键人群组和关键组的。

z 关键人群组是具备下列几个条件的一组人群：

（1）预期受到的辐射照射最大；

（2）饮食及生活习性相近；

（3）人数从几人到几十人。

z 公众包括当代公众、后代公众，境内公众及境外公众。

二、年排放实行总量控制

z 年排放量限值既是与源相关的量，又是与环境条件相联系的量。

z 年排放量限值实际上就是一年内排放总量的控制。

z 核动力厂向环境释放的放射性物质对公众中任何人造成的有效剂量，每年必须小于0.25mSv 剂量约束

值。

三、实行最优化政策

四、可核查性原则

z 流出物排放可核查性包括：

（1）对流出物经液体、气体途径排放时有监测；

（2）监测数据要详细记录；

（3）审管部门可监控及验证排放情况；

（4）对以往的排放资料，可以追溯复查等。

第六节 控制流出物排放要求和排放准则

z 核与辐射设施流出物排放的管理要求包括：

（1）申报批准；

（2）拥有足够能力的净化及处理设施或设备；

（3）有专设的流出物排放渠道；

（4）对排放进行监测；

（5）不满足要求的需返回处理设备；

（6）对液体流出物实行槽式排放；

（7）实践中总结经验不断提高控制水平，逐步减少排放量。

一、申报和批准

z 对于核动力厂，需要在首次装料前向环境保护部提出申请年排放量值。

二、净化和处理

三、专设排放口

z 对于气体流出物，要通过烟囱排放。

z 对于液体流出物，排放口的选取应避开集中取水口，经济鱼类产卵场，洄游路线和水生生物养殖场。

四、流出物的监测

z 对流出排放进行监测有以下几个作用：

（1）估算年排放总量；

（2）检验“三废“治理设施的运行效能；

（3）及时发现偶然误排；

（4）在万一事故时，判断事故排放量；

（5）为设施运行时环境影响评价提供辐射源项；

（6）改善公共关系。

五、不能满足要求的能返回净化系统

z 要求在流出物排放系统设计，特别是放射液体流出物排放系统的设计，要设计返回通道和接受容器。

六、对放射性液体流出物实施槽式排放

z 关于槽式排放应具备以下几个要点：

（1）在排放前流出物贮存在容器中；

（2）贮存容器的容量足够大并应有备用容器；

（3）在排放前对容器中的放射性核素进行取样分析，分析合格经批准后方可排放；

（4）在排放中，对液体排放量要有计量设备；

（5）监测不合格，应该可返回系统进行净化处理。

第七节 流出物监测的基本要求

一、制定监测大纲（计划）

z 对于核设施，应制定详细的流出物监测计划，计划要依据设施的工艺流程，排放的主要核素，排放方

式，可能的排放数量等有针对性的制定。

z 流出物的监测计划除规定对放射性的监测之外，还需要测量流出物的化学成分，气溶胶的粒度分布，

排风系统的排风流量，排放口的风向、风速，液体流出物排放的温度等。

二、气体流出物在线监测

三、液体流出物等比取样

四、无组织排放监测

五、监测应“平站结合“

第八节 流出物管理现状

一、核设施

z 核电厂对流出物的管控措施包括：

（1）在各阶段的环境影响报告书中给出气、液流出物源项，并以此为基础进行环境影响评价。

（2）在首次装料阶段的环境影响报告书中，给出气、液流出物年排放量的申请值，监管部门要对流

出物年排放量的申请值进行审议和批复。

（3）核电厂运行期间，要对放射性废气和废液进行净化处理。对于放射性废气可通过贮存衰变或活

性炭吸附方式进行处理；对于放射性液体通过蒸发、离子交换和膜技术等进行净化处理。经过

处理可达到低放废物水平。

（4）在流出物排放时，核电厂要对流出物的排放流量和流出物中各种污染物的排放浓度进行测量，

以便评估出流出物排放的总量。

（5）对于液体流出物实行槽式排放，并必须准备足够容量的备用罐。

z 核电厂对流出物的管控方面存在的问题包括：

（1）对流出物中非放污染物重视不够；

（2）对于最优化理解不够。

二、核技术利用

z 核技术利用单位的流出物排放也必须进行有效管控，管控的一般要求包括：

（1）排放量不超过审管部门批准的排放限值，包括排放总量限值和浓度控制值；

（2）有释放的流量和浓度监测设备，排放是受控的；

（3）液体流出物采用槽式排放；

（4）执行所致的公众照射符合剂量约束要求；

（5）执行辐射防护最优化原则，流出物排放不断优化。

z 核技术利用单位的流出物排放的现行作法：

（1）低放废水先排入衰变池（罐），进行储存衰变，然后采用槽式排放。

（2）放射性气体或气溶胶的排放，采用有组织的排风方式排放，并在手套箱、排放口等处安装过滤

装置。

（3）对流出物排放口附近进行监测。

（4）保持完整的环境监测和流出物监测记录。

z 除非经审管部门确认是满足下列条件的低放废液，方可直接排入流量大于10倍排放流量的普通下水

道，并应对每次排放作好记录。

（1）每月排放的总活度不超过10ALImin （ALImin是相应于职业照射的食入和吸入ALI 值中的较小者，

其具体数值可按GB 18871-2002 B1.3.4和B1.3.5条的规定获得）；

（2）每一次排放的活度不超过1ALImin，并且每次排放后用不少于3倍排放量的水进行冲洗。

z 1976年，ICRP提出年剂量限值，当时工作人员的照射剂量的限值是50mSv/a，后来改为20mSv/a。

三、铀矿冶和伴生矿

z 对于铀矿冶和伴生矿项目的流出物管理还要考虑其特殊性，主要特殊问题包括：

（1）氡的问题；

（2）化学物质。

第九节 核动力厂严重事故及缓解放射性物质事故排放的措施

一、核动力厂事故示例

二、严重事故缓解放射性物质事故排放的措施

z 严重事故缓解放射性物质事故排放的措施：

（1）泄压时使用过滤装置；

（2）储水构筑物（对内陆核动力厂更为重要）。