浅谈核技术与公共安全.ppt

电话线 400W 100W 5kW 浅谈核技术与公共安全 国防网 主要内容 一 公共安全与公共安全科技问题 二 核安全 三 核技术在保障公共安全中的作用 四 核恐怖与公共安全 五 结论与建议 国家中长期科学和技术发展规划纲要 2006 2020年 在第三项 重点领域及其优先主题 第10款 公共安全 中指出 公共安全是国家安全和社会稳定的基石 我国公共安全面临严峻挑战 对科技提出重大战略需求 一 公共安全与公共安全科技问题 一 公共安全的范畴 公共安全是由政府及社会提供的预防各种重大事件 事故和灾害的发生 保护人民生命财产安全 减少社会危害和经济损失的基础保障 是政府加强社会管理和公共服务的重要内容 是全面建设小康社会必须解决的重大战略问题 一 公共安全与公共安全科技问题 一 公共安全的范畴 公共安全涉及自然灾害 事故灾难 公共卫生和社会安全四大方面 国家突发公共事件总体应急预案 中规定 自然灾害 主要包括水旱灾害 气象灾害 地震灾害 地质灾害 海洋灾害 生物灾害和森林草原火灾等 事故灾难 主要包括工矿商贸等企业的各类安全事故 交通运输事故 公共设施和设备事故 环境污染和生态破坏事件等 公共卫生事件 主要包括传染病疫情 群体性不明原因疾病 食品安全和职业危害 动物疫情 以及其他严重影响公众健康和生命安全的事件 社会安全事件 主要包括恐怖袭击事件 经济安全事件和涉外突发事件等 一 公共安全与公共安全科技问题 一 公共安全的范畴 国家中长期科学和技术发展规划纲要 2006 2020年 提出的我国公共安全科技发展思路是 加强对突发公共事件快速反应和应急处置的技术支持 以信息 智能化技术应用为先导 发展国家公共安全多功能 一体化应急保障技术 形成科学预测 有效防控与高效应急的公共安全技术体系 提高早期发现与防范能力 重点研究煤矿等生产事故 突发社会安全事件和自然灾害 核安全及生物安全等的监测 预警 预防技术 增强应急救护综合能力 重点研究煤矿灾害 重大火灾 突发性重大自然灾害 危险化学品泄漏 群体性中毒等应急救援技术 加快公共安全装备现代化 开发保障生产安全 食品安全 生物安全及社会安全等公共安全重大装备和系列防护产品 促进相关产业快速发展 一 公共安全与公共安全科技问题 二 公共安全科技问题 我国公共安全科技发展的战略重点和重大任务可以概括为 关注七个重点领域突出两个优先主题实施一个重大专项 一 公共安全与公共安全科技问题 二 公共安全科技问题 七个领域是 食品安全领域生产安全领域防灾减灾领域核安全领域火灾与爆炸安全领域社会安全领域国境检验检疫领域 一 公共安全与公共安全科技问题 二 公共安全科技问题 两个优先主题是 公共安全科技理论基础研究突发公共安全事件预测 预防 预警与调查处置关键技术研究 一 公共安全与公共安全科技问题 二 公共安全科技问题 一个重大专项是 公共安全工程 国家公共安全预测 预防 预警和应急处置技术体系与示范 一 公共安全与公共安全科技问题 二 公共安全科技问题 我国目前正处于经济和社会的转型期 公共安全保障基础相对薄弱 与经济高速发展的矛盾越来越突出 随着公共安全形势日益严峻 公众生命安全受到威胁 经济上也遭受较大损失 公共安全问题还会给人们心理造成负面效应 甚至可能会动摇公众对政府的信任 一 公共安全与公共安全科技问题 三 我国公共安全现状 1 自然灾害中国是世界上自然灾害损失最严重的少数国家之一 根据民政部减灾中心2005年的报告 一般年份 我国受自然灾害的影响如表1所示 表1 一般年份我国自然灾害及其影响 一 公共安全与公共安全科技问题 三 我国公共安全现状 从灾害区划看 全国有74 的省会城市以及62 的地级以上城市位于地震烈度VII度以上危险地区 70 以上的大城市 半数以上的人口 75 以上的工农业产值 分布在气象 海洋 洪水 地震等灾害严重的地区 随着国民经济持续高速发展 生产规模扩大和社会财富的积累 灾害损失有日益加重的趋势 灾害已成为制约国民经济持续稳定发展的主要因素之一 一 公共安全与公共安全科技问题 三 我国公共安全现状 2 事故灾难2003年以来 我国安全生产形势在稳定中开始略有好转 但事故多发势头并没有得到有效遏制 形势依然严峻 全国连续发生多起死亡百人以上的煤矿特大瓦斯爆炸事故 仅仅2005年1月1日至2月15日 我国共发生27起一次死亡10人以上的特大安全事故 其中26起发生在公共安全领域 平均不到两天就发生一起公共安全事故 安全事故每时每刻都在威胁着人民的生命和财产安全 严重影响社会的和谐 快速发展 一 公共安全与公共安全科技问题 三 我国公共安全现状 3 公共卫生我国公共卫生体系面对十分严峻的挑战 我国现行卫生体制已难以应对慢性非传染性疾病的形势 90年代后 以艾滋病流行为标志 特别是2003年非典事件再次表明现行卫生体制存在严重弊病 新型传染病 AIDS和SARS等 与环境危害和创伤等混杂一起 多发生在经济发达的都市并易形成全球传播 给公众生命安全带来严重的威胁 一 公共安全与公共安全科技问题 三 我国公共安全现状 4 社会安全近年来 犯罪形势向动态化 组织化 职业化和智能化的趋势发展 违法犯罪形式趋向多样化 复杂化 而且走向国际化 随着高新技术的发展 生物技术特别是基因技术的广泛使用 核工业的发展 往往给犯罪分子和跨国犯罪 恐怖分子提供了最现代的作案手段 防范外来有毒 有害物质和生物入侵 恐怖事件的发生 应成为我国公共安全的一个战略组成部分 一 公共安全与公共安全科技问题 三 我国公共安全现状 主要内容 一 公共安全与公共安全科技问题 二 核安全 三 核技术在保障公共安全中的作用 四 核恐怖与公共安全 五 结论与建议 在 核技术与公共安全 中 核技术 的范畴包括两个方面 一是核技术在保障公共安全中的作用 二是核技术可能诱发的公共安全问题 本节主要讲一讲由于核事故而产生的公共安全问题 二 核安全 随着核能和核科学技术的发展 核设施 放射性同位素和射线装置在医疗 工业 农业 地质调查 科学研究和教学等领域的应用越来越广泛 在核能与辐射技术的广泛应用中 虽然采取了一系列安全防护措施 但尚不足以完全避免事故的发生 从而产生公共安全问题 主要包括 核反应堆事故 辐射装置事故 核材料临界事故 核武器事故 放射性废物贮存与运输事故 放射源丢失与被盗事故 医疗照射事故等产生的公共安全问题 二 核安全 二 核安全 1 核反应堆事故 见表2 表2 核反应堆事故对环境和公众的危害 二 核安全 2 辐照装置事故国外发生的典型辐照装置事故有挪威能源技术研究所于1982年9月2日发生的重大辐照事故 造成1人死亡 受照者全身红骨髓平均剂量约21Gy 头部剂量约14Gy 腹部 肠道 剂量约15 35Gy 我国的 辐照装置事故不仅发生率高 且后果严重 表3给出了1985 1994年间我国发生的 辐照装置事故情况 表3 1985 1994年间我国 辐照装置事故情况 二 核安全 3 丢失放射源国外丢失放射源并造成严重后果的是阿尔及利亚192Ir源丢失事件和巴西137Cs源丢失事故 其后果如表4 表4 国外丢失放射源并造成严重后果的事件 我国放射源丢失或被盗引起的辐射事故亦不少 典型的是1992年发生在山西的放射源辐照事故 造成一家三口死亡 百余人受超剂量照射 据统计 我国在1963 1996年间共发生放射源丢失或被盗事件15起 受照人数达248人 最大受照剂量 全身 达80Gy 6人死亡 造成了很坏的社会影响 二 核安全 4 医疗照射事故国外典型的医疗照射事故是1968年发生在美国的误静脉注射198Au 本应注射7 4MBq 却错误地注射了7400MBq 造成患者不同组织受到大剂量照射 肝脏和脾脏达到73Gy 肠6Gy 红骨髓4 4Gy 最后导致死亡 我国发生在放射治疗领域的辐射事故也不少 主要以腔内治疗 后装机治疗 为主的近距离放射源治疗发生的事故最多 所幸由于放射源活度较小 对公众的影响不大 发生在医用加速器和 治疗机方面的事故不多 但后果严重 曾经发生过两起导致受照人员间接死亡的事故 二 核安全 二 核安全 5 临界事故 见表5 表5 临界事故及其后果 二 核安全 表6 放射性废物贮存事故及其后果 6 放射性废物贮存事故 见表6 二 核安全 表7 核武器事故及其后果 7 核武器事故虽然核武器有严格的安全控制措施 但历史上也发生过核武器试验和核武器运输事故 并产生了严重的公共安全问题 综上所述 在技术应用中 如果不加强安全措施 发生危及公众安全的事故就是在所难免的 由此必须引起我们的高度重视 加强对核技术可能诱发的公共安全问题及其应对措施的研究 真正做到防患于未然 二 核安全 主要内容 一 公共安全与公共安全科技问题 二 核安全 三 核技术在保障公共安全中的作用 四 核恐怖与公共安全 五 结论与建议 1 火灾报警利用核技术可以对公共场所 公共设施 工矿商贸等企业的火灾进行报警 从而使有关部门可及时组织救援 减轻火灾带来的危害 放射性同位素火灾报警器是20世纪60年代开始在国际上推广应用的现代化报警装置 目前已实现产业化的241Am源火灾报警器是应用最广的一种 通常使用的241Am源活度很低 约1 2 Ci 不会产生放射源的安全问题 在不高于4m的房顶安装这样的 离子感烟探测器 能对150m2内的火情报警 三 核技术在公共安全中的作用 一 核技术在预防和处置事故灾难中的作用 2 三废 辐射治理电离辐射作为治理废水 废气 生物废弃物与污泥的先进手段 在发达国家已进行了几十年的研究 目前 核技术已广泛用于治理环境污染 与传统的填埋 焚烧等处理方法相比 辐射治理具有不产生二次污染的明显优点 采用加速器电子束烟气脱硫脱硝技术 是减少燃煤电厂等排放的SO2 NOx对大气造成的污染的先进方法 具有脱硫 脱硝效率高 无二次污染 不需废水处理等优点 三 核技术在公共安全中的作用 一 核技术在预防和处置事故灾难中的作用 食品安全食品辐射加工是把食品直接置于辐射场 利用放射源发出的电子束或 射线等 对食品进行杀虫灭菌 抑止发芽 长期保鲜 检疫处理等 通常采用60Co 137Cs或电子加速器 已用于处理谷物 蔬菜 水果 干果 水产品 畜禽肉制品等 三 核技术在公共安全中的作用 二 核技术在预防和处置公共卫生事件中的作用 1 利用无损检测技术发现可疑物品2003年 清华大学核能技术设计研究院研制成功了60Co集装箱 大型客体 CT检测系统 可以轻易地将被检对象内部的食糖与盐 水与油 或酒精 铝和铁 氟塑料和聚乙烯等区分开来 从而可发现是否藏有危险物品如爆炸物等 三 核技术在公共安全中的作用 三 核技术在预防和处置社会安全事件中的作用 2 利用核探测技术预防核恐怖恐怖组织或恐怖分子实施核恐怖之前 总是要想方设法将核材料或放射性物质 RDD装置 IND装置等运至袭击目标的附近 因此利用核探测技术 可以预先发现恐怖组织或恐怖分子的行动 及时缴获核材料或放射性物质 RDD装置 IND装置等 将核恐怖活动扼杀在摇篮中 在重大活动或会议之前 预先布设核监测预警网 也能对恐怖组织或恐怖分子的袭击进行有效预防 除上述应用外 核技术在预防自然灾害中 也具有较重要的作用 如可用于地震预报 地壳构造活动的水氡监测等 综上所述 核技术在保障公共安全领域中 是大有可为的 三 核技术在公共安全中的作用 二 核技术在预防和处置公共卫生事件中的作用 主要内容 一 公共安全与公共安全科技问题 二 核安全 三 核技术在保障公共安全中的作用 四 核恐怖与公共安全 五 结论与建议 全球性恐怖活动的发展趋向与实施包括核恐怖袭击在内的大规模恐怖袭击 恐怖组织或恐怖分子利用核材料 放射源或其他放射性物质和核爆炸装置及装有放射性物质的炸弹进行袭击 以及对我国的核设施和核生产 移动活动进行攻击 给公众生命和国家 公民的财产造成重大危害 对环境造成严重污染 四 核恐怖与公共安全 一 核恐怖及其可能袭击对象 根据 国家处置核和辐射恐怖袭击事件的预案 恐怖组织或恐怖分子实施核恐怖袭击的对象有 在商贸中心 大型会议场所 群众性文娱体育活动场所 学校 医院 宾馆 饭店 地铁 机场 车站 码头等公众聚集场所大量投放 布洒或爆炸分散放射性物质 在国境口岸以及停留在国境口岸的交通工具上大量投放 布洒或爆炸分散放射性物质 在党政军机关 标志性建筑物等重要目标 要害部位大量投放 布洒或爆炸分散放射性物质 在外国驻华使领馆 国际组织驻华代表机构及其人员寓所等重要 敏感的涉外场所大量投放 布洒或爆炸分散放射性物质 四 核恐怖与公共安全 一 核恐怖及其可能袭击对象 在任何地区针对任何目标引爆核爆炸装置 在江河湖泊 海洋生态敏感区 水库区及其他地表 地下水源地大量投放放射性物质 在城市饮用水源 通风和中央空调系统 食品源等民生设施中大量投放放射性物质 攻击 破坏核设施及核材料 核废料储存设施 攻击核材料 核废料运输工具 造成放射性物质大量泄漏 其他类型大规模核和辐射恐怖袭击事件 上述九种情况无论发生哪一种 都将造成国家和公众财产的重大损失 对公众生命和健康产生重大危害 对生态环境造成严重破坏 因此核恐怖是危害公共安全的重要因素 四 核恐怖与公共安全 一 核恐怖及其可能袭击对象 目前 国际公认的恐怖组织或恐怖分子袭击手段有 制造RDD并实施袭击制造IND并实施袭击蓄意攻击核设施 四 核恐怖与公共安全 二 核恐怖袭击的危害 1 RDD袭击的危害放射源特别是孤儿源 核电厂燃料贮存地或运输中的乏燃料 放射性废物等都可能是恐怖组织制造RDD的物质资源 当恐怖组织实施IND核爆未成而以化爆形式成为 哑弹 时 通常亦被视作由 放射性核材料散布造成环境放射性沾染的特殊 脏弹 四 核恐怖与公共安全 二 核恐怖袭击的危害 下列3个典型RDD事件估算是采用HPACV3 1后果评估软件 固定大气条件风速3m s 无云层 Bowen比0 6 漫扩散反射系数0 16 四 核恐怖与公共安全 二 核恐怖袭击的危害 图1 IND 哑弹 45 4kgTNT炸药化爆无裂变产额 5kgPu散布 20 为可吸入颗粒 爆后24h内总的等有效剂量当量线地域分布 mSv 四 核恐怖与公共安全 图2 RDD 45 4kgTNT炸药爆炸3 7 1013Bq 1000Ci 226Ra放射源 24h内总的等有效剂量当量线地域分布 二 核恐怖袭击的危害 mSv 四 核恐怖与公共安全 图3 RDD 100kg燃耗为37 5MWkg 1经冷却5a的压水堆乏燃料与454kgTNT炸药爆炸散布 24h内总的等有效剂量当量线地域分布 二 核恐怖袭击的危害 mSv 以下3个典型个例是美国科学家联盟与Princeton大学专家为战略安全项目所作的RDD 脏弹 爆炸散布分析估算 平静天气风速1 6km h 爆后形成小颗粒放射性烟羽 四 核恐怖与公共安全 二 核恐怖袭击的危害 四 核恐怖与公共安全 图4 RDD 医用137Cs放射源由4 54kgTNT炸药爆炸 随机性致癌效应等危害地域分布 图中 内区癌症致死概率Pc 10 2 中区Pc 10 3 约5个街区 外区Pc 10 4 长轴约1 6km 40个街区 有效剂量估计 1000mSvPc 5 10 2 1mSvPc 5 10 5 Pc为10 2 10 3 10 4 有效剂量分别约为200mSv 20mSv 2mSv 二 核恐怖袭击的危害 四 核恐怖与公共安全 图5 60Co食品保存辐照源RDD爆炸散布随机性致癌效应等危害地域分布 60Co食品保存辐照源的活度3 7 104GBq 放射性污染跨3个州面积约1000km2 内区Pc 10 2 中区Pc 10 3 外区Pc 10 4 二 核恐怖袭击的危害 四 核恐怖与公共安全 241Am 241Am Be中子源 放射源活度估计1GBq以上 气溶胶吸入内照射等危害地域分布 上图为瞬时烟羽的吸入危害 内区的人员必需接受医学监视 中区将超过职业人员的年限值剂量 50mSv 外区公众应在烟羽通过前撤离 长轴 1km 占地约20个街区 下图为烟羽沉降后再悬浮的长时间吸入危害 内区Pc 10 2 中区Pc 10 3 约10个街区 外区Pc 10 4 约60个街区 长轴约2km 图6 RDD 测井用241Am Be中子源 由0 454kgTNT爆炸散布 二 核恐怖袭击的危害 2 IND袭击的危害恐怖组织通过非法获得的235U 富集度 20 或239Pu 反应堆级钚 有可能制造枪式或内爆式裂变型粗糙核装置并实施低威力 0 01 10kt 地面核爆炸 毁伤效应包括瞬时毁伤效应即早期核辐射 中子与 辐射 光辐射 冲击波复合伤效应和剩余核辐射即放射性沾染效应 早期与剩余核辐射将引起对公众体内外照射的确定性 如骨髓型放射病 与随机性效应 如致癌效应 以及对环境的放射生态效应 对人员的重要杀伤效应综合结果的预计值见表8 表9和图7 四 核恐怖与公共安全 二 核恐怖袭击的危害 表8 IND核爆后重要杀伤效应影响范围汇总 四 核恐怖与公共安全 二 核恐怖袭击的危害 表9 离爆心不同距离上IND核爆后与第一个小时接受的剩余核辐射 体表组织吸收剂量 Gy 从表8可见0 01 10kt低威力核爆对人员瞬时杀伤主要由早期核辐射引起 表8 9亦充分说明 核爆后地面放射性沾染剩余核辐射 外照射场较瞬时核辐射作用在更远距离上 造成公众的急性放射损伤 确定性效应 与可能死亡 LD50剂量 如不及时治疗 四 核恐怖与公共安全 二 核恐怖袭击的危害 从图7可得0 01 0 1 1 10kt核爆在爆后24h内 公众达到4 5Gy吸收剂量的地域面积分别为0 075 0 35 6 47km2 图7 0 01 10ktIND地面核爆固定大气条件风速3m s地面放射性沾染h 24内 外照射累积等剂量线地域分布 采用HPACV3 1后果评估软件 mSv 四 核恐怖与公共安全 二