放射性无污染在自然环境中的动态.ppt

放射性无污染在自然环境中的动态 核工业和核试验所产生的放射性物质通过各种途径释放到自然环境中 因此环境中的放射性物质和种类取决于核爆炸的规模和性质 放射性物质在水中及大气中的迁移以扩散为主 由大气圈和水圈进入土壤以后参加更复杂的迁移和变化过程 进入环境中的放射性物不能用化学物理生物方法使之减少或消除 只能使它们从一种介质到另一种环境介质中去 所以放射性物质只能随着时间的推移自行衰减而消失 一 核电站中放射性物质的产生在核电站的反应堆中 采用的核燃料主要是含3 左右的铀 235 在发生裂变时 铀 235吸收一个中子 形成复合核 复合核不稳定 经过很短的时间 约10 14秒 然后分裂成二个主要碎片 同时放出数个中子和一定的能量 外照射的剂量大小与空气中的放射性物质量 浓度 人员在污染区停留的时间 放射性物质沾污的量和沾污的部位等有关 进入人体的放射性物质 依据放射性物质的特性不同 在人体中的沉积部位和器官也是不同的 如碘 131主要沉积在甲状腺 铯 137主要沉积在肌肉和骨骼等 进入人体放射性物质给人体的照射剂量还受放射性物质的半衰期和人体对放射性物质的生物半排期等影响 有的放射性物质进入人体后很容易排出人体 对人体的影响也就较小 有些放射性物质进入人体后很难从体内排出 在随后较长的时间都会对人体造成照射 随后的照射主要来自放射性物质的沉降所引起 放射性物质随空气扩散后 在它经过的地方 会有部分放射性物质沉降到地面 从而污染地面上的土壤和水体 生活在污染区的人员一方面要接受放射性物质的外照射 同时 放射性物质会通过各种食物链对人体造成内照射 土壤和水中的放射性物质会被植物 青草 蔬菜 水果 粮食作物等 吸收 人和动物食用这些植物时 放射性物质转移到人和动物体内 人要食用牛奶 牛羊肉 鱼等 放射性物质也将转移到人体 给人体造成内照射 正常环境中的土壤和水中有少量的天然放射性核素 如铀 钍 镭 钾等 和人工放射性核素 铯 氚等 因此 各种食物中或多或少也含有少量的放射性物质 有些地区要多一些 有些地区则少一些 U 235 中子 X1 X2 2 43中子 能量X1和X2代表裂变碎片 铀 235裂变时会形成60余种不同的碎片 这些碎片通过 贝塔 衰变 产生约250种不同核素 称为裂变产物 在这些裂变产物中 质量数集中在95和140附近 如锶 90 碘 131 铯 137等 反应堆中的能量主要由铀 235裂变所释放的能量 包括裂变时瞬时释放的能量 占90 以上 和裂变产物在其随后的衰变是缓慢释放的能量 小于10 二部分 瞬时释放的能量包括裂变碎片的动能 裂变中子动能 瞬发 射线能量等 缓慢释放的能量包括裂变产物 射线衰变能量和 射线衰变能量等 福岛第一核电站在地震发生时 反应堆通过自动控制系统 将裂变反应自动停止 因此 反应堆主要的能量来源停止产生 但由于有大量裂变碎片还将继续衰变 产生一定的能量 因此 反应堆在停堆后 以及从反应堆中取出的乏燃料 在其随后的一段较长时间内还会继续产生热量 需要通过水来降温 二 放射性物质的释放虽然核电站的反应堆中产生有大量的放射性物质 但在正常情况下 这些放射性物质是不会向环境中释放的 其主要原因是核燃料和裂变产生的放射性物质被密封在锆合金的包壳中 主要包壳不发生破裂 这些放射性物质就不会出来 工作人员在给福岛第一核电站的压力容器减压 排放蒸汽时 为什么会有放射性物质释放呢 这主要是由于事故发生后 核电站的电源长时间缺失 水的循环停止 不能将压力容器中的热量及时排出 堆芯中的水不断蒸发而减少 部分燃料棒没有得到水的冷却 温度升高 超过锆合金的溶化温度 从而使包壳破裂 部分放射性物质泄漏出来 当打开减压阀排法蒸汽时 一些受热气化的放射性物质随蒸汽排出压力容器 向环境中释放 由于只有部分燃料棒发生溶化 排放蒸汽也是间歇地进行 因此 排放出的放射性物质较少 同时 由于随蒸汽排放的放射性物质 只是在低流层中随风向周围扩散 因此 放射性物质对周边的影响范围是有限的 主要取决于风向和风速 三食物和水中的放射性物质含量限值为了防止放射性污染的土壤和水中 放射性物质通过食物链对人体造成过高的照射 各国对食品 饮用水中放射性物质的含量给出了各种放射性核素的浓度限值 这些限值是基于这样的规定 在规定的时间内摄入的放射性物质所致公众内 外照射的待积剂量 成年人按50年 儿童按70岁计算 应满足年剂量限值的要求 即公众每年小于1毫希伏 正常环境中的土壤和水中有少量的天然放射性核素 如铀 钍 镭 钾等 和人工放射性核素 铯 氚等 因此 各种食