上海市电离辐射风险评估和应急评价系统研究

发布时间：2020-05-07 12:11

【摘要】：电离辐射已广泛应用于工业、农业、医疗卫生和科研等领域,在给人类带来巨大的社会和经济效益的同时,也会由于操作失误或防护不当等因素造成相应的辐射危害,甚至酿成灾难性后果。世界范围内恐怖事件频发、恐怖分子专业素质的提高使得核与辐射恐怖事件发生风险显著提高。在这样的背景下,对上海市核技术利用单位的类型、分布、放射源和射线装置使用情况进行详尽的调查。并在此基础上,结合辐射事故和核与辐射恐怖袭击的特点对上海市的核与辐射风险进行评估,并开发针对典型核与辐射恐怖袭击事件的应急评价系统显得尤为必要。本文通过对上海市核技术利用单位的类型和分布特点进行调研和分析,得出如下结论:上海市的核技术利用单位的密度为全国最高,放射性同位素拥有量大,近1200家核技术利用单位广泛分布在19个区(县),其中以浦东新区最多(不含南汇区)。全市核技术利用单位应用类型比较全面:放射源以Ⅱ类源和Ⅳ、Ⅴ类源居多,开放性工作场所以丙级和乙级为多,仅一家甲级工作场所;射线装置应用以Ⅲ类射线装置最多。使用Ⅰ类放射源的单位,多数为辐照装置和医疗用放射源单位;辐照装置均分布在郊区,而医疗用Ⅰ类放射源主要分布在市中心区域。在上海市探伤单位中,使用X射线、放射源进行探伤作业的单位数量基本相同,使用的放射源以192Ir居多,占探伤放射源总量的60%;75Se次之,占探伤放射源总量的33%;使用60Co作为探伤源的仅占7%,60Co探伤源多数为国有大型企业使用。通过对上海市γ辐射空气吸收剂量率、空气、水体和土壤等环境介质中的放射性素的含量开展有针对性的监测,对监测结果进行了分析和比较,结果表明,上海市空气、水体和土壤等环境介质中的放射性核素的含量与1983年~1990年全国天然放射性水平的调查结果一致,说明近三十年来上海市的天然辐射水平处于比较稳定的状态。同时首次采用外照射危险指数法、内照射危险指数法和等效镭活度对上海市的天然辐射水平进行了评价,得出上海市属于正常辐射水平区域的结论。同时,通过对上海市γ辐射空气吸收剂量率与环境介质中(空气、水体、土壤等)放射性核素水平监测,建立了上海市辐射本底水平值,这是进行风险评估和建立应急评价系统的基础。一旦发生核与辐射突发事件,通过对自然环境介质的监测可以反映出整个区域受辐射的影响状况,为制定应对措施提供科学合理的依据。将上海市十个代表性区县土壤中的放射性核素的浓度水平与其他国家和地区进行了对比,采用瞬时测量法和能谱分析法计算了上海市年有效剂量值分别为0.44mSv和0.47mSv,均处于世界平均外照射的年有效剂量限值0.46mSv附近。同时,建立了天然辐射风险计算模型,基于上海市2009年年末的常住人口数,首次计算了上海市天然辐射所致的个人风险,结果为1.5×10-6yr-1,远远低于其它因素造成的风险,如汽车事故的风险为2.4×10-4yr-1,美国非核能造成的个人风险为6×10-4yr-1。将核与辐射恐怖事件产生条件与过程理想化,对使用核材料成功制造成简易核爆炸装置、攻击核设施、使用放射性脏弹三种情景,建立了基于概率的辐射风险评估模型;同时建立了基于贝叶斯决策分析法的应急决策模型,初步探讨了辐射风险评估和应急决策的过程和方法,一定程度上降低了事故决策和评价的难度和复杂性,对突发事件发生后的应急管理和决策评价具有指导意义。通过采用历史数据分析和专家经验、会商相结合的方法,确定上海市辐射风险的特征、类别,得出风险列表,形成风险识别表。结合上海实际情况,建立风险分析矩阵表,确定了风险级别,评估了上海市辐射风险发生的概率和风险后果,最终列出优先控制的风险种类及其危险因素。评估结果表明上海市辐射风险水平较高的是含源探伤设备、废弃放射源或含源装置的丢失被盗和辐照装置或含源探伤设备的故障。就核与辐射恐怖事件来讲,除恐吓外,其它类型的核与辐射恐怖事件发生几率较小,但一旦发生,其造成的危害较大,其风险水平除攻击、破坏放射源库和其他使用存放放射源的地点为中度风险外,其它均为重大风险。最后,提出了建立辐射环境监管和事故应急体系的设想,从重大核设施或辐射装置的规划建设、生产运行和事故应急三个方面提出减轻突发事件后果的措施。针对可能出现的放射性物质撒布、脏弹(RDD)袭击、辐射设施爆炸袭击与辐射设施纵火袭击四种场景,开发了上海市核与辐射应急评价系统,该评价系统能够计算事故所致的放射性物质的浓度分布、所致的内外照射剂量分布,并给出相应区域的处置建议,并建立了基于GIS系统的上海市核技术利用单位信息管理系统,能够实现核技术利用单位的查询、地图显示和管理功能,提高了管理效率。同时,为验证本论文开发的应急评价系统的可靠性,对脏弹袭击、放射性物质撒布和辐射设施纵火三个假想案例进行了模拟计算,并将其计算结果与美国橡树岭实验室开发的Hotspot软件的计算结果进行了比较,得出了二者的模拟结果一致的结论,从而验证了该系统的可行性,为上海市辐射应急提供了有力的技术支撑。最后,从完善法律法规、加强放射源的安全与保安、加强监测与预警、加强宣传和培训、完善应急预案和加强应急演练等方面提出了相应的辐射风险控制措施。
【图文】：

卫生部,澳门,自治区,结构示意图

源部（ＵＳＤＯＥ）的“评价水生和陆生生物辐射剂量的分级方法，，。其中，ＥＲＩＣＡ项目由于具逡逑有适用范围广、针对性强、灵活性高、体系完备等特点而成为我国环境电离辐射评价工逡逑作的重要参考之一，，图１－１是ＥＲＩＣＡ方法的结构示意图［５７］。逡逑８逡逑

有效剂量,辐射源,年平均,天然辐射源

Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋Ａｎｎｕａｌ邋ａｖｅｒａｇｅ邋ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ邋ｄｏｓｅ邋ｃａｕｓｅｄ邋ｂｙ邋ｎａｔｕｒａｌ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑潘自强［１７］等人对天然辐射源对我ｗ居民的平均年有效剂量进行了测量和计算，结罘逡逑见图１－２。天然辐射源在我国引起的平均年有效剂量约为２．３ｍＳｖ，其中，氡及其了？体所逡逑致的内照射贡献约为0．９６ｍＳｖ，约占４２％，其它天然放射性核素的内照射贡献为逡逑０．４２ｍＳｖ，约占１９％，宇宙射线所致外照射的贡献为０．３４ｍＳｖ，约占１５％，原生放射性逡逑核素所致的外照射贡献为0．５４ｍＳｖ，约心２４％，由此可见，天然辐射源是人类受到辐射逡逑的主要来源，人工辐射源所致的有效剂量相对来讲要低得多，主要来自于医疗照射、大＇逡逑气层核试验等
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X591

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