淺談核電廠事故的應急響應決策

黃世耀

(福建省輻射環境監督站，福建 福州 350013)

1 國際上重大核事故應對決策簡述

1.1 美國三里島核電站事故

1979年3月28日凌晨4時，三里島核電站發生了美國歷史上最嚴重的一次核事故，簡稱TMI-2。事故等級最后被定為5級，即放射性物質“有限泄漏”，131I的釋放量約5.55×1011Bq，事態的發展并無撤退的必要。由于決策不當，賓州州長下令核電站方圓5英里(8km)內的孕婦和兒童撤離，10英里內的學校全部關閉，很多人舉家出逃到12英里外[1]。由此造成了很大的社會不安和民眾恐慌。

1.2 前蘇聯切爾諾貝利核電廠事故

1986年4月26日凌晨1時，前蘇聯切爾諾貝利核電廠的第四號反應堆發生了爆炸，釋放出的放射性物質的總活度約12×1018Bq，由于持續10多天的釋放以及氣象變化等因素，在歐洲造成復雜的煙羽彌散軌跡，放射性物質沉降在前蘇聯西部廣大地區和歐洲國家，事故后在整個北半球均可測出放射性沉降物[2]。由于決策的滯后，核電站附近普里皮亞季鎮的居民生活如常，直到1天以后才開始撤離，加劇了公眾受照程度。

1.3 日本福島核電廠事故

2011年3月11日，海嘯及其夾帶的大量廢物對福島第一核電廠現場的廠房、門、道路、儲存罐和其它廠內基礎設施造成重大破壞。廠內電源喪失，福島第一核電廠1、2、3號機組在堆芯余熱的作用下迅速升溫，鋯金屬包殼在高溫下與水作用產生了大量氫氣，隨后引發了一系列氫爆[3]。131I的釋放量約1.6×1017Bq，137Cs的釋放量約1.5×1016Bq[4]。由于決策不當，對核事故狀態掌握不準，核事故等級不斷調整(由3級調到7級)。多次修改人員撤離命令，撤離地點和細節不斷被修改。一天時間內，政府發布的撤離區域從3km擴展到10km，后又修改到20km。很多居民只能攜帶很少的必需品逃離，被迫往返多次或進入高輻射區。部分撤離人員并不知道自己撤離到高輻射地區。

終上所述，在應對核電廠事故應急時，決策的時機、范圍、防護方式至關重要，稍有差錯，將對公眾、環境造成不可挽回的損失。

2 核電廠事故防護行動決策的科學依據

2.1 防護行動分類

核電廠事故防護行動通常分為兩種：一是緊急防護行動，包括隱蔽、服碘防護、撤離、通道控制、食物和飲水控制、人員去污、呼吸道和體表防護、醫學處理、臨時避遷等；二是較長期防護行動，包括臨時避遷、永久再定居、食物和飲水的控制、地區去污等[5]。

2.2 通用干預水平

核電廠事故狀態下，為便于實施防護行動，對于特定的防護行動，事先建立一個定量的參考劑量水平。經過對相關技術文件的多次修改，國際原子能機構(IAEA)于1994年發布了109號安全叢書，推薦了通用干預水平的數值(確定值)，成為后期多個國際組織技術文件中相關部分的基礎[6]。我國《電離輻射防護和輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)中的通用干預水平借鑒了IAEA推薦的通用干預水平，具有一定的通用性(見表1)[7]。

表1 通用干預水平

2.3 操作干預水平

從表1可見，通用干預水平是以劑量表示的，要依據劑量干預水平來判斷是否必須引入某種防護行動，就必須將已獲得的環境監測結果先轉換為相應的劑量水平，然后再進行判斷，而這種做法很可能延誤防護行動的實施，很難滿足實際應急的需要。因此難以直接將通用干預水平用于防護行動的決策。為了高效決策，基于通用干預水平推算出操作干預水平(OIL)，即環境或食物樣品中放射性核素可測量的劑量率。事故時將環境監測數據與批準的OIL進行比較，若超過OIL，則采取相應的防護行動。

IAEA-TECDOC-955報告推薦的壓水堆核電廠事故工況下OIL缺省值(見表2)，是根據事故特征事先計算得到的。這些缺省值是基于一系列假設條件由通用干預水平/通用行動水平推導得到的針對典型壓水堆的OIL 。事故初期，由于數據量缺乏，決策者可直接應用OIL缺省值評價環境數據和采取防護行動，隨著核事故狀況穩定，可獲取大量、充足的環境數據情況下，需要對OIL進行修正，然后使用OIL修正值代替原有的OIL值決定采取哪些防護行動。

表2 OIL缺省值

2.4 應急監測數據獲取

福建省輻射監測與評價組在每個核電廠周邊陸上全方位布設監督性監測子站，配有高壓電離式劑量率儀等，監測數據實時傳輸至前沿站和省數據中心。根據歷年氣象主導風向，在30km范圍內選取3條巡測路線，利用巡測車每季度開展1次巡測。在核電廠周邊選取水、氣、土、生物樣等采樣點位，按年度計劃制定的頻次開展采樣分析。在應急情況下，可以通過加設拋投式移動子站、增設下風向巡測路線、縮短采樣時間等方式加頻加密監測，快速、有效地獲取數據。

3 影響行動決策的因素

核電廠事故防護行動決策除了輻射環境監測數據外，還有眾多影響因素，涉及事故的釋放特征、氣象條件、社會條件等多個方面。

3.1 事故源項

事故釋放時間、釋放量大小、釋放高度、釋放物質的組成等源項特征，對受影響區大小、方位和主要照射途徑以及實施防護行動的時間有重要影響。源項數據對后果評價軟件的計算結果產生直接影響，進而影響到中后期防護行動的選擇。因此，要加強核電廠與政府部門之間的溝通，及時提供實際事故源項，為決策提供依據。

3.2 氣象條件

應急期間，核電廠所在地的風向、風速、降水等氣象條件對行動決策也產生巨大影響。風向決定了主要影響方位，風速決定了污染物擴散的速度，降水加劇了沉降和局部地面沉積等。惡劣的氣象條件會給實施防護行動帶來困難，如離島撤離等。

3.3 社會條件

影響行動決策的社會條件因素眾多，人口分布、建筑物分布、通信保障、社會輿情、物資供給、交通運輸、安置場所等社會條件及可用于防護行動實施的資源條件，同樣會影響防護行動的優化選擇。

4 結束語

截至2019年1月1日，全球在運核電機組共有443座，裝機容量達4.14454×108kW。核電已與火電、水電一起構成世界電力能源的三大支柱[8]。福建省現有8臺機組商運，3臺機組在建，全省核應急工作始終貫徹“常備不懈，積極兼容，統一指揮，大力協同，保護公眾，保護環境”的方針；堅持“統一領導、分級負責，條塊結合、軍地協同，快速反應、科學處置”的工作原則。近幾年通過多次聯合演習，省核應急委指揮得當、科學決策，成員單位各盡其職、協同作戰，使得福建省核應急保障能力不斷提升。