放射性是指放射性元素的原子核在衰變時或核反應時放出的射線。在目前已知大約2 800種核素中,有2 500多種具有放射性。這些射線的共同特點是看不見、摸不到、嗅不到,只能用儀器探測和度量;具有大小不等的穿透能力;通過物質時能產生電離作用,正是這種電離作用,對人的健康會產生影響。測量輻射劑量的單位是希沃特,簡稱希(Sv),一般常用單位是毫希(mSv)。
人類每時每刻都會受到各種射線的輻射,吃的食物、住的房屋、天空大地、山川草木,乃至人體內都存在放射性核素。這些輻射有的是天然的,也有的是人工的。天然輻射照射也叫本底照射,主要有三個來源:(1)人體內天然存在的放射性同位素,如鉀-40;(2)土壤、巖石和水體中存在的放射性同位素,其中放射性氡的影響最大;(3)宇宙射線,一般來說,地勢越高,受到宇宙射線的照射越強。人工輻射是指與核相關的人為活動引起的對公眾的照射,包括醫療照射、核動力生產及其他領域應用產生的核輻射。在人工輻射中,醫療照射是人類受到人工照射的主要來源。
輻射是指以波或粒子的形式,向周圍空間或物質發射并在其中傳播能量的統稱。不穩定的原子核衰變時發射出的粒子或γ射線,稱作原子核輻射,簡稱核輻射,核輻射可以使物質引起電離或激發,所以又稱電離輻射。核輻射的來源是一些不穩定的放射性核素,這些放射性核素為了變得更穩定,原子核釋放出次級和高能光量子,如自然界中存在的天然核素鐳、氡、鈾、釷等。核輻射具有雙重屬性:如果受照輻射量過大,就會對生物體構成損傷,或者造成環境污染;如果是有控制的輻照,就可在核能發電、蔬菜保鮮、疾病治療、工業探傷等領域得到應用。
核輻射包括α、β、質子等帶電粒子及間接致電離輻射γ光子、中子等不帶電粒子。這些粒子在放射性核素發生變化時以射線的形式發射出來,就是通常所說的α射線、β射線、γ射線及中子。α射線是氦原子流、β射線是電子流,它們和中子流、宇宙射線統稱為粒子輻射。γ射線是波長很短的電磁波,稱為電離輻射,類似的還有X射線等。
外部源發出的輻射穿透人體產生照射劑量,叫做外照射。外照射劑量值與放射性源的強度成正比,與接受照射的時間成正比,而與人到源的距離的平方成反比。所以控制外照射劑量的有效手段是:(1)加大人員與放射源的距離;(2)盡量縮短人員在放射性區域停留時間;(3)采用屏蔽技術。常用的屏蔽材料有混凝土、鐵、鉛,厚水層也有很好的防護效果。
放射性物質進入人體內部產生的照射叫做內照射。要盡量不讓放射性物質進入體內,如禁止在核電廠控制區內吃食物、喝水;必要時先補充一些穩定的碘鹽,使體內的碘含量飽和,減少最容易進入人體的放射性碘的吸收;進入放射性工作區穿特制的連體服,以防止放射性物質沾在皮膚上進而滲入體內;如果空氣中可能含有放射性物質,工作人員還要穿上特制的氣衣,像潛水員或宇航員一樣呼吸干凈的空氣;如果放射性物質已經進入體內,就要用特定的藥物促使它盡快排出,茶水就有促進放射性物質排出的功效。
核電廠在設計、建造和運行時處處都考慮了對核輻射的防護。為了做到萬無一失,核電廠還對核輻射進行嚴密的監測。在核電廠內部裝設有許多監測探頭,一旦發生異常,中央控制室就會發出警報,值班人員就會及時采取應對措施。在核電廠以外的幾千米甚至幾十千米范圍內也都設有輻射監測點進行嚴密監測。必要時還有監測車、監測船和航測飛機做流動巡回監測,取樣分析空氣、水、土壤中的放射性濃度及糧食、牛奶和海產品中的放射性水平。
壓水堆核電廠設置了四道屏障,只要其中一道屏障是完整的,放射性物質就不會外逸。
第一道屏障——燃料芯塊。燃料芯塊是燒結的二氧化鈾陶瓷基體,它的大部分微孔不與外面相通。正常情況下,核裂變產生的放射性氣體98%以上滯留在這些微孔內,不會釋放出來。
第二道屏障——燃料包殼。燃料芯塊密封在鋯合金包殼內,防止裂變產物和放射性物質進入一回路水中。
第三道屏障——一回路壓力邊界。壓力容器和一回路承壓的管道和部件是能承受高壓的密封體系,即便燃料元件破損,放射性物質也不會泄漏到反應堆廠房中。
第四道屏障——安全殼。安全殼是高60多米、直徑約40多米的預應力鋼筋混凝土構筑物,壁厚近1米,內表面還有6毫米厚的鋼襯。它可以承受0.5 兆帕(5大氣壓)的壓力,確保在所有事故情況下都可以把放射性物質包容在里面。
我國政府從一開始發展核電就始終堅持把核安全放在一切工作的首位,提出了“安全第一,質量第一”和“預防為主”的要求。安全第一的原則始終貫穿于核電工業的一切工作。
安全第一,要求在核電廠各項工作中,特別是在核安全與其他問題產生沖突時,始終以核安全為第一出發點。
預防為主,就是要對影響核安全的人員、機械工具、材料、方法和環境實施全過程的全面控制,把事故隱患消滅在萌芽狀態。
目前,我國大陸在役的核電機組有13臺,裝機容量達到1 080.8萬千瓦,占全國電力總裝機容量的1.1%。截至目前,我國在役核電機組沒有發生國際核事件分級表界定的2級和2級以上運行事件;職業人員個人劑量和集體劑量均在較低水平;核電廠放射性流出物排放指標遠低于國家標準限值。
按照世界核電運營者協會11類、13項性能指標對照,在全球400多臺運行機組中,我國在役核電機組總體處于中等偏上水平,其中8臺機組處于世界先進行列。
為了保護公眾、保護環境,我國政府按照國際慣例要求建立了完整的核事故應急體系。1993年8月,國務院發布了《核電廠核事故應急管理條例》。此后,在國家核事故應急協調委員會的組織下,編制了相應的管理規定、導則和標準,基本建立了一整套針對核電廠核事故應急工作的法規、標準體系。1997年5月,中央軍委發布了《中國人民解放軍參加核電廠核事故應急救援條例》,從法律上規范了軍隊參加核事故應急救援的工作。2005年5月24日,國務院發布施行了《國家核應急預案》。
我國的核事故應急措施實行“常備不懈,積極兼容,統一指揮,大力協同,保護公眾,保護環境”的二十四字方針,并建立了三級核事故應急體系。每座核電站都制訂有應急響應計劃,并定期進行演習。