中國東北某核電基地流出物排放致公眾劑量評價(2013—2020年)

李玉鑫　張蔚華　王忠杰等

關鍵詞：核電廠;流出物;公眾劑量

中圖分類號：TL75?文獻標識碼：A

中國東北某運行核電站（ 以下簡稱該核電廠），是國家“十一五”期間首個批準建設的核電項目，是中國首次一次同時裝機4 臺百萬千瓦級核電機組標準化、規模化建設的核電項目，也是東北地區第一個核電站。該核電廠址規劃建設6 臺百萬千瓦級壓水堆核電機組，一期工程 4 臺機組分別于2013 年6 月6 日、2014 年5 月13 日、2015 年8 月16 日、2016 年6 月8 日投入商業運行，二期工程處于建設階段。

該核電廠是中國自主創新最多、國產化率最高的核電站，為東北地區電力供應結構調整，實現節能減排，改善空氣和水質量，做出較大貢獻，與同等規模的火電項目相比，該核電廠一期工程4臺機組全部投入運行后，每年減少標煤消耗約1 000 萬t，減排二氧化碳2 400 萬t、二氧化硫23萬t、氮氧化物15 萬t，相當于造林6. 6 萬公頃。截至2020 年底，該核電廠累計上網電量達1 572億千瓦時，為東北老工業基地振興提供了充足的電力保障，對調整東北地區能源結構產生積極作用。

1 廠址周圍基本社會環境狀況

1. 1 地理位置

該核電廠廠址地處渤海遼東灣東海岸，北、西、南三面臨海，東側與陸地接壤。反應堆位于廠址西側，距廠址ESE 方位的紅沿河鎮7. 0 km，復州城22 km， 瓦房店市49 km。南距大連港110 km，北距沈陽270 km。

1. 2 氣象特征

1. 2. 1 溫度

根據2013—2020 年該核電廠廠址地面10 m和80 m 氣象塔逐時觀測數據[1] ：該核電廠80 m年平均氣溫最低月份為1 月，約為-4. 1 ℃ ;平均氣溫最高月份為8 月，約為25. 3 ℃ 。10 m 年平均氣溫最低月份為1 月，約為-4. 3 ℃ ;平均氣溫最高月份為8 月，約為25. 2 ℃ 。具體參數列于表1。

1. 2. 2 風向及風頻

根據2013—2020 年該核電廠廠址氣象塔氣象觀測數據[1] ，統計分析主導風向、次導風向及風頻列于表2。

1. 2. 3 風速

2013—2020 年該核電廠廠址80 m 及10 m 年平均風速[1] 列于表3。

1. 2. 4 降雨

2013—2020 年該核電廠廠址各年度降雨量[1]列于表4。

1. 3人口及食譜

根據該核電廠一、二號機組環境影響報告書（首次裝料階段）[2] ， 該核電廠廠址周圍半徑80 km 范圍內的總人口數為2 468 308 人，其中東南偏東（ESE）方位人口最多，達到644 068 人。該核電廠廠址半徑5 km 范圍內的居民點有8 個，分屬東崗村和前大地村管轄，廠址半徑5 km 范圍內常住人口2 218 人，分布在東北偏東（ ENE）、東（E）和東南（SE）三個方位。以下是該核電廠周圍5 km 范圍內主要的居民情況[3] ：

大衣屯（ENE，1. 6 km）， 居民326 人;

小衣屯（E，2. 2 km）， 居民371 人;

林家溝（E，3. 1 km）， 居民188 人;

林家洼（E，4. 3 km），居民25 人;

程家溝（SE，2. 1 km），居民317 人;

赫屯（SE，3. 2 km），居民341 人;

大房身（SE，4. 2 km），居民353 人;

紅沿河（SE，4. 8 km），居民297 人。

需要說明的是，該核電廠內工作人員作為職業照射群體進行劑量照射評價，其按照《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》執行，不列入環境對公眾造成的有效劑量的評價群體。

各評價子區居民（ 成人） 的飲食習慣差別不大，消費食物主要為小麥、大米、蔬菜、水果、肉、禽蛋、淡水魚和海產品等。除部分小麥及冬季蔬菜以外，評價區居民消費食物主要為本地自產。在對該核電廠開展的環境調查過程中，針對可能受該核電廠放射性流出物排放造成輻射影響相對較大的職業群體進行了現場實地走訪。位于廠址東南偏南（SSE）方位3 ～ 5 km 子區內有一處海水養殖區域，為東崗村民的岸上池塘養殖;位于廠址東北（NE）方位1 ～ 2 km 子區內的老漁窩為一處漁民出海漁船停靠聚集點，聚集點的漁民約有150人，其中約 100 人主要來自老漁窩附近ENE 方位2～3 km 子區大衣屯的老漁窩漁民，這批漁民作業海域為老漁窩附近海域，海邊搭建簡易房，捕魚期生活在海邊，冬季海面結冰期及七、八兩月休漁期不能出海作業則回大衣屯生活，此外廠址半徑5km 范圍內沒有其他職業群體。

2 評價目的及意義

定期開展核電廠放射性流出物排放至公眾劑量影響的分析與評價是落實法律法規，確保人類與環境免受輻射危害，保障核設施健康穩定運行的重要途徑，也是促進核與輻射安全公眾溝通，維護公眾參與權、知情權，做好流出物安全排放經驗反饋的重要體現。持續開展核電廠放射性流出物排放評價工作對促進核事業健康發展，建設生態文明和美麗中國，推動核安全治理體系和治理能力現代化具有重要現實意義。

2. 1 評價方法概述

該核電廠正常運行時，排放的氣態及液態流出物中包含的放射性核素，會對核電廠周圍的公眾產生影響。根據《核輻射環境質量評價一般規定》（GB 11215—1989）[4] 的規定，核電廠運行期間需評價放射性物質釋放對周圍公眾產生的劑量影響，評價指標包括關鍵人群組的個人年有效劑量、評價范圍內集體有效劑量?！峨婋x輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB 18871—2002）[5] 規定實踐使公眾中關鍵人群組的成員所受到的年有效劑量不應超1 mSv。《核動力廠環境輻射防護規定》（GB 6249—2011）[6]要求任何廠址的所有核動力堆向環境釋放的放射性物質對公眾中任何個人造成的有效劑量每年必須小于0. 25 mSv 的劑量約束值。

為實施有效監控及評價，該核電廠開發了輻射劑量評價系統[7] 。系統采用適合廠址環境特征的大氣擴散、地面沉積模式和參數以及水體稀釋因子，并根據廠址周圍公眾生活習性和食物鏈參數，利用核電廠正常運行期間氣態流出物、 液態流出物中相關核素的實際排放量作為源項，對關鍵人群組的個人年有效劑量和集體有效劑量進行評價[7] 。

2. 2 評價范圍與子區劃分

輻射劑量評價系統[7] 覆蓋了以該核電廠1 號機組為中心、半徑80 km 的區域。評價區劃分為192 個子區，由半徑為 1，2，3，5，10，20，30，40，50，60，70，80 km 的同心圓與圓心角為22. 5 度的16個方位相截而成[1] ，如圖1 所示。

2. 3 評價指標和方法

輻射劑量影響評價的基本指標[7] 是評價區域內關鍵人群組居民的年最大個人有效劑量及年集體有效劑量。

評價方法[7] 以模式計算為主， 利用2013—2020 年該核電廠放射性流出物實際排放量、廠址氣象塔和地面站逐時氣象觀測數據，采用適合廠址環境特征的大氣擴散和地面沉積模式和參數、水體稀釋因子，以及廠址周圍公眾生活習慣和食物鏈參數，估算該核電廠機組運行對周圍公眾造成的輻射劑量，再結合環境監測結果，對環境質量做出綜合分析和評價[8] 。

2. 4 環境輻射影響評價所使用的計算程序

該核電廠進行放射性釋放環境影響計算所使用的評價系統[7] 包括正常運行期間氣態和液態放射性流出物釋放所致公眾輻射劑量計算兩部分內容。該計算模式適用于該核電廠廠址特征，可用于核電廠正常運行期間氣態途徑和液態途徑放射性釋放所致公眾輻射劑量計算。

2. 4. 1 氣態流出物擴散計算模式與參數

氣態流出物對廠址80 km 范圍評價區內的輻射劑量主要包括空氣浸沒外照射D_EA、地面沉積外照射D_EG、吸入內照射DEI 、食入陸生食品造成的內照射D_EE，氣態流出物排放所致的個人有效劑量為其總和D₁=D_EA+D_EG+D_EI+D_EE。以上氣態途徑的計算模式詳見該核電廠放射性釋放環境輻射影響評價系統模式和參數[7] 。圖2 給出了氣態放射性流出物對公眾造成輻射的照射途徑[1] 。

惰性氣體的空氣浸沒外照射有效劑量轉換因子取自《電離輻射防護和輻射源安全基本標準》（GB 18871—2002）[5] ，其余核素的空氣浸沒外照射有效劑量轉換因子取自IAEA 第19 號安全報告[9] ，具體參數列于表5;地面沉積外照射有效劑量轉換因子取自IAEA 第19 號安全報告[9] ，具體參數列于表6;空氣吸入內照射有效劑量轉換因子取自《電離輻射防護和輻射源安全基本標準》（GB18871—2002）[5] ，具體參數列于表7;食入內照射有效劑量轉換因子取自《電離輻射防護和輻射源安全基本標準》（GB 18871—2002）[5] ，具體參數列于表8。

2. 4. 2 液態流出物擴散計算模式與參數

液態放射性流出物在水體中稀釋模式根據該核電廠建設時期開展的廢水排放數值模擬計算成果以及相關導則推薦參數，按照近區和遠區取不同的稀釋因子的方法，估算海域海水中的放射性物質濃度和岸邊沉積量，從岸邊沉積外照射D_ES、海上活動外照射D_EW 、食入海產品內照射D_EP三個照射途徑評價液態放射性流出物對公眾造成的輻射劑量。液態流出物排放致公眾個人有效劑量為以上各途徑所致劑量之和D₂=D_ES+D_EW+D_EP，以上各途徑的計算模式詳見該核電廠放射性釋放環境輻射影響評價系統模式和參數[7] 。圖3 給出了液態放射性流出物對公眾造成輻射的照射途徑[1] 。

液態流出物對公眾的輻射劑量中，所使用的參數如下：食入有效劑量轉換因子取自《電離輻射防護和輻射源安全基本標準》（ GB 18871—2002）[5] ，具體參數列于表9;公眾食用的海產品的濃集因子取自IAEA 第19 號安全報告[9] ，具體參數列于表10;評價時采用的海水稀釋因子取自該核電廠取水口改造液態流出物數模計算報告[10] ，具體參數列于表11。

3 輻射源項

3. 1 放射性氣態、液態流出物源項總項排放情況

該核電廠流出物監測主要通過在線系統和離線實驗室儀器監測分析兩種方式，2013—2020 年流出物排放量數據[11] 主要通過離線實驗室儀器監測分析得出，在線監測主要由電廠輻射監測系統（KRT）相關通道完成，離線監測主要由NaI γ 譜儀、HPGe γ 譜儀、液體閃爍計數器等設備完成，具體數據列于表12。通過表12 統計分析可以看出，各年度放射性氣態、液態流出物排放總量均低于生態環境部批準的年排放限值。

3. 2 放射性氣態、液態流出物源項分項排放情況

系統用下列源項來分別計算放射性氣態、液態流出物對環境劑量的影響。其中液態放射性流出物的源項計算方法為[1] ：實驗室測量主要核素的活度濃度與排放體積計算排放量，如測量結果小于探測限，以1/ 2 探測限參與統計。氣態放射性流出物的源項計算方法為[1] ： 惰性氣體監測⁴¹Ar、⁸⁵Kr、¹³³Xe、¹³⁵Xe 等主要核素的活度濃度，鹵素監測¹³¹I、¹³³I 等主要核素活度濃度，氣溶膠監測⁵⁸Co、⁶⁰ Co、¹³⁴Cs、¹³⁷Cs 等主要核素的活度濃度，以核素活度濃度與相應的排放氣體體積計算排放量，如測量結果小于探測限，以1/ 2 探測限作為統計依據。具體源項分項數據列于表13 及表14。

4 環境輻射影響分析

4. 1 關鍵居民組

根據1. 3節人口及食譜所述該核電廠廠址周圍群體的職業特點及該核電廠2013—2020年《遼寧紅沿河核電廠流出物與環境監測評價年報》[3]和《遼寧紅沿河核電廠輻射劑量影響評價報告》[1]統計數據，梳理公眾劑量最大子區所在方位及個人年有效劑量數據列于表15。由表15 可知，來自ENE 方位2～3 km 子區大衣屯的老漁窩漁民所受輻射途徑更多，受照劑量更大，為關鍵居民組[1] ，與該核電廠一、二號機組環境影響報告書（首次裝料階段）[2] 分析評價結果一致。表15 數據顯示：2013—2020 年期間，關鍵人群組的成員所受到的年有效劑量最小值為8. 82×10^-6mSv，年有效劑量最大值為4. 50×10^-4mSv，滿足GB 18871—2002 規定實踐使公眾中關鍵人群組的成員所受到的年有效劑量不應超1 mSv 的要求，同時滿足GB 6249—2011 要求任何廠址的所有核動力堆向環境釋放的放射性物質對公眾中任何個人造成的有效劑量每年必須小于0. 25 mSv 的劑量約束值的要求。

4. 2 關鍵途徑

根據2013—2020 年《遼寧紅沿河核電廠流出物與環境監測評價年報》[3] 和《遼寧紅沿河核電廠輻射劑量影響評價報告》[1] 數據統計分析結果，梳理關鍵照射途徑及個人年有效劑量數據列于表16。由表16 可知，關鍵照射途徑主要包括食入海產品內照射和食入陸生食品內照射，合計占比達99. 84%。其中2014 年至2018 年及2020 年關鍵照射途徑為食入海產品內照射途徑，2013 年和2019 年關鍵照射途徑為食入陸生食品內照射。

4. 3 關鍵核素

根據2013—2020 年《遼寧紅沿河核電廠流出物與環境監測評價年報》[3] 和《遼寧紅沿河核電廠輻射劑量影響評價報告》[1] 數據統計分析結果，梳理關鍵核素及劑量占比列于表17。由表17 可知，該核電廠放射性流出物關鍵核素為¹⁴C;2013 年至2020 年隨著運行機組數量的增加，關鍵核素¹⁴C的排放量和個人有效劑量也呈現增長趨勢。

5 評價結論

通過對2013—2020 各年度《遼寧紅沿河核電廠流出物與環境監測評價年報》[3] 和《遼寧紅沿河核電廠輻射劑量影響評價報告》[1] 數據分析及核算，并對比國家標準、環境影響報告書及生態環境部批復的年排放限值，該核電廠對周圍公眾的輻射劑量影響評價如下：

1）2013—2020 年期間，各年度放射性氣態、液態流出物排放總量均低于生態環境部批準的年排放限值。

2）2013 年—2020 年各年度流出物排放量數據滿足放射性流出物排放量相關標準、批復要求（GB 6249—2011 要求：月度流出物排放量不超過所批準的年排放總量的五分之一，季度的排放總量不應超過所批準的年排放總量的二分之一，且需滿足GB 6249—2011 第6 章排放限值）。

3）“三關鍵”分析如下：關鍵居民組主要為位于廠址ENE 方位2～3 km 處的大衣屯在老漁窩的捕魚漁民;關鍵途徑主要為食入海產品內照射和食入陸生食品內照射途徑;關鍵核素主要為¹⁴C。

4）2013—2020 年期間，關鍵人群組的成員所受到的年有效劑量最小值為8. 82×10^-6mSv，年有效劑量最大值為4. 50×10^-4mSv，滿足GB 18871—2002 規定實踐使公眾中關鍵人群組的成員所受到的年有效劑量不應超過1 mSv 的要求，滿足GB6249—2011 要求任何廠址的所有核動力堆向環境釋放的放射性物質對公眾中任何個人造成的有效劑量每年必須小于0. 25 mSv 的劑量約束值的要求，低于《核安全綜合知識》[13] 中國居民所受天然本底輻射年有效劑量3. 1 mSv 的水平，同時遠遠低于世界范圍內天然本底輻射對成人造成的平均有效劑量2. 4 mSv/ a[14] 的水平。