氚的各种来源_上_

1、j安全防护j 氤的各种来源(上)211994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved httpwwwxnki.nct211994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved httpwwwxnki.nct【美国核安全1981年9-10月612 页报道】 笊是氢的一种放射性同位素，发 射B射线，能屋很低。按照新的国际单位 制，它的平均能屋为9.1X10-16焦耳，因 而从剂晁

2、学的角度看，外照射的危险性是极 小的，主要问题是内照射。如果一个人一次 摄取2.9X109贝可佩，那么在吸帝后第一 年的剂呈率是0.05西弗/年。环境中的厳主要以猱化氢(HT,0.1 %) 及氟化水(HTO,大于99%)形式存在，以 甲烷或其他冇机物形式存在的毎是很少很少 的。人体吸收HTO的能力约比HT大四个 数量级，因而HTO比HT的危害要大得多。 由于範化拿(HT)气体在环境中可以转化 为HT0o所以向人汽释放HT和hTO在造 成全球剂量方而其效呆是相同的。另外，假 若HTO全部祚放入地表水中，则与它释放 至大气相比，所造成的全球剂量大约要增高 9倍。因此在考虑冠的释放对人类健康的影 响

3、时，必须了解毎的化学形式和状态。从夭然水中分离氟是异常困难的，因此 天然水一旦受到毎水的沾污，那就没有别的 办法，只有等侍鼠衰变。気在环境中的危险性与其浓度直接相 关。为了预知佩在环境中的危害，就必须预 知其浓度，为了预知其浓度，就必须了解毎 到底有多少方而的来源，比例各占多少。总起来讲氟有两方面的来源。一是天然产生的，二是人工产生的。夭 然产生的毎主要在大气中出现。人工产生的 笊则是入类在发展原子能事业中作为一种副 产物而出现的，诸如各种核武器，各类反应 堆，后处理厂以及一些专门用于生产氟的装 置。-20夭然产生的佩天然形成麻的过程主要发生在大气中， 大地和海洋内形成的帝几乎可忽略不计。有

4、人认为太阳光可产生帝，不过也有人表示怀 疑。大气中的毎主要是宇宙射线中的质子和 中子与空气中的氮和隼原子相互作用而产生 的。在估计氟的平均全球产生率时，可以采 用两种方法。一种是利用宇宙射线的通量和 产生範的那些反应的截益来计算，结果为地 球表面的产生率0.20-0.25疑原子/厘米2 秒。另外一种方法是测定核试验前的水样和 酒样，并用地质化学平衡法对这些测定进行 外推，取得的最准确值为0.5+0.3 M原子/ 厘米$ 秒轻水堆产生的笊在轻水堆中，範主要在燃料，控制棒、 可燃毒物和冷却剂中产生。而孩燃料中的氟 主要是由三裂变造成的。对于能量在(2.7-12.8)xi0-14焦耳 (170-80

5、0千电子伏)的中子，236U三裂变 产额为(2.0-2.2)xl0-4 M原子/裂变。目 前还未建立起中子能量与产额之间的函数关 系，因而在估计轻水堆三裂变的产氟量方面 存在一定困难，不过一般认为范围在(4.22- 9.21) X 10门贝可/兆瓦(电)年。此外，在碳化硼控制棒中绝大多数笊是 由S0B(n,a)7Li, ?Li(n,na)3H 而产生的。 对于一根比较新的控制棒，毎的生产总鈕可 达7.4X1O10贝可/兆瓦(电)年，随着7口的 积累，这一值还可能大9倍。在十五年运行 期间，平均产量约为3.5X10*贝可/兆瓦电）年。目前圧水堆所用的控制棒是由银- 锢-镉合金制作的，因而不会产生

6、範。而在 沸水堆（BWR）,为了控制初始堆芯的剩 余反应性经常采用含硼隔板，因而还是要产 生佩，产盘约为7.4X10贝可/兆瓦（电） 年。在更为先进的沸水堆中，正在用一种掺 有可以控制反应性的物料的燃料行釆代替上 述的硼。在压水堆使用的可燃毒物中，毎的 生产量约为2.9X1O10贝可/兆瓦（电）年。在冷却剂中，毎则是由于冷却剂中的一 些物质，如笊、硼（压水堆用于控制反应性）， 锂（杂质或为控制PH值而添加的锂基阳离 子）活化而产生的。对于压水堆，以这种方 式产生的毎约为（26-3.2）x10*贝可/兆 瓦（电年。对于沸水堆，其值约为4.4X IO*贝可/兆瓦（电）年。由此可见，对于典 型的沸水

7、堆魚的产生率为（7.8-13） x 1011 贝可/兆瓦（电）年，另加初始堆芯硼钢隔板 中的7.4 x 10】。贝可/兆瓦（屯年，对于圧 水堆，佩的产生率为（4.4-i19.6）xi011贝 可/兆瓦（电）年：另加上初始堆芯可燃毒物 中的2.9X1O10 可/兆瓦（电）年。加只有进入反应堆冷却剂后才可能释放 入周围环境。氟自燃料元件向冷却剂的释放 与包壳材料和堆芯温度有关。对于用不锈钢 作包壳的UO2燃料，三裂变产生的加的释 放率在1%到80%之间。而对于以诰合金作 包壳的燃料棒，氟的释放率估计为0.013% 到 1.0%。冃前有关拆从控制棒，可燃粵物和可燃 隔板中释放方面的资料还很缺。至今尚

8、无证 据表明硼控制棒或沸水堆所用的硼钢隔板有 歸释放出来，然而压水堆所用的B2O3可燃 每物中範释放率可达30% 80%。在冷却剂中，佩原子与水分子中的氢原 子交换生成猱化水分子。因而使轻水堆释放 出来的冠大部分以HTO蒸汽或HTO液体形 式存在。表1和表2列出了从美国沸水堆和 压水堆的废液和废气中释放出的気。以蒸汽 或气体的形式向大气释放的比例，平均起来 看沸水堆比压水堆高，前者为40% 44%, 后者为4%13%。然而就总释放呈而论则 是压水堆比沸水堆高，这是因为前者釆用了 可溶硼化学补偿剂（shim）:另外从可燃 滝物也程放出一些1974年压水堆的平均 澤放率约为5.6 x贝可/兆瓦（电

9、）年，於水璀的平均值则约为4.1X10%表1的数 据说明，自1970到1977年这两种堆型从废 液中排出的冠逐年降低。在1977年，压水 堆为3.5x10贝可/兆瓦（电）年，而沸水 堆则为1.1X106贝可/兆瓦（电年。对于 大气释放，要想说明肯定的趋向，目前的资 料还显得不够。直水堆产生的佩在垂水堆中毎由三裂变和中子活化反应211994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved httpwwwxnki.nct211994-2008 China Academic Journal El

10、ectronic Publishing House. All rights reserved httpwwwxnki.nct衰1从轻水堆废液中释放的加（已归一化）反应堆19701197119721973r1974197519761977沸水堆11总发电氐兆瓦（电）年1.01X1031.94X10$3.27X1034.37XUP5O8X1(P6.33X1058.13X109.52X1CP冠总释放10口可588753122812191144173712621025归一化的总释放來，10贝0.590.411).370.280.239.270.160.11可/兆瓦（电）年压水堆总发电迂，兆瓦（电）年1

11、.34X1032.38X102.87X10a5.20X1037.10X10?1.45X1041.50X10*2.06X104抵总释放位.10贝可5.25X10492X1(H 14.48X1044.18X1044.00X1047.25X1046.29X1047.18X104归一化的总释放率.10贝39.220.715.68.05.65.04.23.5可/兆瓦（电）年11211994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved httpwwwxnki.nct产生。主要是山子活化重水冷却剂和

12、慢化剂 中的策。冷却剂中氟的产生率估计为（5.55- 22.2）xiO,2贝可/兆瓦（电）年。另一估计 认为，在冷却剂和慢化剂中产生的笊为 88.8x102贝可/兆瓦（电）年。燃料中 也相】B杂质以及控制棒中硼的活化产生的 氟可忽略不计，而它们向环境的舔放也畀微 不足道的，这是因为燃料中的毎的移动受到 包壳的限制。表2从轻水堆废气中释放的族（已归一化）7973 年1974 年沸水堆总发电虽.兆瓦（电）年4.34X1035.08X103冠的总释放最，1）淞贝可3.03& 95归一化的总释放率 IO贝可/ 兆瓦（电）年压水堆0.00190.0018总发电童 兆圧（电）年笊的总5.C9X1037.1

13、0X103释放呈 10贝可归一化的总释16.554.1放率.10丄呗可/兆瓦（包）年0.00320.0077在新型的丞水堆中，丼燃料婚的包壳一 般用错合金。权据屈水准的数据，以诰合金 作包壳的燃蚪棒帝释放率小于1%,经常小 于0.1%。重水反应堆燃料中产生的気进入 冷却剂的上限值为7.4X10。贝可/兆瓦（电） 年，这些毎有可能释放到周围环境中。除了上述来自三裂变的7.4X10贝可/ 兆瓦（电）年以外，冷却剂和慢化剂中产生 的8. 88 X 101彳贝可/兆瓦（电年也可能释放 入环境。一般来说，冷却剂和慢化剂分属不 同的系统，因而应分别考虑由这些系统释 放出的笊。在流行的CANDU堆中，冷却剂

14、 装在压力管中，压力可达0.68兆帕斯卡， 温度可达2909。笊水的释放是由于冷却剂 管道的渗透或泄漏卒慢化容器中，以及通过 热交换器壁扩散至二回路冷却剂。而冠自二 回路冷却剂释放则是由于冷却剂泄漏，或佩 扩散至冷凝水，或携放而造成的。慢化剂的温度和压力一般比冷却剂都低 很多，故帝不容易从慢化剂中泄漏或渗透。 这样毎在慢化剂中的浓度就会不断增加，最 后可能危啻操作人员的健康。目前皮克灵1 号堆慢化剂中氟的浓度约为7.4X1011贝 可/公厅重水，安大略水包公司计划安装一 套从慢化剂中提広网的娄貿，以使気浓度限 倒在1.9XB11贝可/公斤重水。在重水化 学的研究中得知，帝自慢化剂中以HT的形

15、式进入氨覆盖气的虽可忽略不计。对于重水堆，目前还没建立起一套有关 毎运动的完整模型。根据冠白反应堆冷却剂 的释放率（0.5%以及冷却剂中的範浓度推 断，第一年的释放率为10门贝可/兆瓦（电） 年。而第十年则为7. 4 X 101 1贝可/兆瓦（电 年。在释放的氟原子中约有80%是以1ITO形 式从烟囱中排出。（吕廷晓译）1W2008 China Academic Jouniol Electronic Publishing House. ?H rights reserved, httpwww cnki.nct1W2008 China Academic Jouniol Electronic Pub

16、lishing House. ?H rights reserved, httpwww cnki.nct西德政府对受职业性照射的人员作例行的监测和分析1W2008 China Academic Jouniol Electronic Publishing House. ?H rights reserved, httpwww cnki.nct1W2008 China Academic Jouniol Electronic Publishing House. ?H rights reserved, httpwww cnki.nct【西徳原亍鼻济新闻1982年2月报 道】按照西徳联邦政府颁布的法令，由政 府所馬的5 卜个人剂呈监测中心，对爱放射 性外照射的所有肌业性工作入员进行监测和 分诉。监测手段足个人剂S仪。据1979年 最近的一次统计,按受监测的有15