压水堆核电厂射线防护和三废处

第十讲压水堆核电站

的射线防护和三废处理《压水堆核电站运行》.《压水堆核电站运行》射线的辐射防护三废的处理对环境的影响.一、射线的防护1、核电厂的核辐射：

安全壳内安全壳外1、高能中子和热中子；2、活性区和结构材料内产生的γ射线；3、冷却剂内的氧俘获中子1、化学和容积系统、硼回收系统等一回路辅助系统；2、三废处理系统的设备和管道；净化离子床及过滤器为最强的辐射源主要为活化产物和裂变产物.一、射线的防护2、核电厂的核辐射防护：

（1）各类辐射的不同效应（2）辐射防护的目的和原则（3）年剂量当量限值（4）正常运行期间的核辐射防护（5）事故时的核辐射防护.2、核电厂的核辐射防护：

（1）各类辐射的不同效应电离效应：损坏活细胞机体中的各种分子（例如蛋白质等）比电离：每厘米路程的电离对数量粒子：外照射问题和忽略；严格防止进入人体内部；射线：外照射情况下有轻微危害，但也能对皮肤和眼结膜等照成严重伤害；射线：光电效应、康普顿效应和电子偶效应中子：不会直接产生电离，但能与原子核产生反应，在人体内产生反冲核、质子、和粒子、射线.2、核电厂的核辐射防护：

（2）辐射防护的目的和原则目的在于防止有害的非随机性效应，并限制随机效应的发生率，使之达到被认为可以接受的水平；核电厂所有导致辐射照射的实践活动，必须要有正当的理由，并应保护核电厂职业性辐射工作人员和公众免受一切不必要的辐射照射；辐射防护工作应实行最优化；对可能受到辐射照射的个人，实行剂量当量限制制度。.2、核电厂的核辐射防护：

（3）年剂量当量限值职业性辐射工作人员接受的有效剂量当量每年不得超过50mSv人体组织T的相对危险度权重因子人体组织T的年剂量当量工作人员年有效剂量当量限值第j种放射性核素年摄入量和年摄入量限值深部和浅表部年剂量当量指数皮肤的年剂量当量限值.受照组织辐射效应危险度（Sv-1）权重因子性腺最初两代严重遗传疾患4×10-80.25红骨髓白血病2×10-30.12骨表面骨恶性肿瘤5×10-40.03肺肺癌2×10-30.12甲状腺甲状腺癌5×10-40.03乳腺乳腺癌2.5×10-30.15皮肤皮肤癌~10-40.01其余组织其它癌症5×10-85*0.06全身均匀照射致死癌症1.65×10-8考虑最初两代遗传疾患4×10-3考虑全部后代遗传疾患8×10-32、核电厂的核辐射防护：

.2、核电厂的核辐射防护：

（4）正常运行期间的核辐射防护电厂设计建造中考虑了多种屏蔽，但是任然会有部分从有可能泄露的地方泄露出来连续工作人员一年内受到的辐射照射一般不超过十分之一年限值的区域连续工作人员一年内受到的辐射照射一般不超过十分之三年限值，但可能超过十分之一年限值的区域工作2000h，有效剂量当量可能超过十分之三的年剂量限值，以及存在其它的照射与污染的潜在风险.2、核电厂的核辐射防护：

（4）正常运行期间的核辐射防护子区名称区域内的平均剂量率绿7.5Sv/h～25Sv/h黄0.025mSv/h～2mSv/h橙2mSv/h～100mSv/h红>100mSv/h大亚湾核电厂控制区子区的划分大亚湾核电站以最大环境γ剂量率为划分标准，将控制区细分为四类子控制区，一不同颜色区分（绿、黄、橙、红）；.2、核电厂的核辐射防护：

（4）正常运行期间的核辐射防护电厂设计建造中考虑了多种屏蔽，但是任然会有部分从有可能泄露的地方泄露出来确保不受过量辐照的有效措施——加强辐射检测工作：1、对压水堆及其附属设备等可能带有放射性沾污的工作场所和设备进行定期检测，以了解其表面的放射性沾污和空气中的活性；2、对核电厂内外区域的空间，设置连续自动监测和活性装置，测定各区域的本底活性，并在电厂反应堆运行过程中记录其剂量率，及时发现并解决问题；3、对工作人员进行检测，进入时佩戴袖珍剂量计、胶片剂量计等个人剂量检查设备；离开时做全身检查。.2、核电厂的核辐射防护：

（5）事故时的核辐射防护辐射源：放射性裂变产物从正常包容他们的各个系统和设备中释放出来；或由于事故（失水事故、弹棒事故等）使燃料包壳部分破损而从燃料芯块中释放出来.一、射线的防护3、核电厂的屏蔽：

外辐射防护的基本方法：时间防护、距离防护和屏蔽防护。核电厂的生物屏蔽系统分类：（1）为减弱堆辐射而设置的一次屏蔽；（2）为防止冷却剂本身所含核素的活化产物的衰变射线的二次屏蔽；（3）三废处理系统的辅助系统屏蔽；（4）为核燃料元件装卸、运输、储存的工艺运输屏蔽。.3、核电厂的屏蔽：

一次屏蔽组成：一次屏蔽由围板、反射层、吊蓝、热屏蔽或中子屏蔽垫、压力容器及压力容器周围的生物屏蔽等组成。作用：减弱来自堆芯的辐射，使一次屏蔽的外表面剂量水平与一回路中放射出来的γ射线剂量水平相当；在反应堆寿期内，限制中子对一回路设备的活化；降低堆芯中裂变产物的衰变γ辐射强度，以使停堆后能对一回路设备进行检修。

在核电厂中压力容器以外的生物屏蔽材料一般采用混凝土，因它廉价易得。屏蔽层的厚度必须通过中子屏蔽和γ射线屏蔽的设计计算加以确定。由于混凝土导热性能差，为防止因辐射发热而引起过量温升和热应力，使混凝土屏蔽层脱水或产生裂缝，还必须在屏蔽层内设置专门的冷却系统。.3、核电厂的屏蔽：

二次屏蔽组成：普通钢筋混凝土结构。包围着一回路系统的蒸汽发生器、主泵、稳压器等设备。作用：防护来自主冷却剂的辐射，并作为一次屏蔽的补充，继续减弱从一次屏蔽中泄露出来的中子和γ辐射。对压水堆核电厂来说，主冷却剂的辐射源主要由N-16、裂变产物、腐蚀产物三部分组成。其中能量为6.13MeV的N-16衰变γ射线是二次屏蔽厚度的决定因素，裂变产物和腐蚀产物是影响停堆后一回路主设备维修接近的主要因素。.3、核电厂的屏蔽：

辅助系统屏蔽作用：防护来自化学容积控制系统、停堆冷却系统、三废处理等辅助系统的辐射源。辅助系统屏蔽厚度主要由主冷却剂内的长寿期裂变产物及腐蚀产物所决定。.3、核电厂的屏蔽：

工艺运输屏蔽包括操作与运输放射性很强的部件或大型放射性物体有关的屏蔽。其中主要是乏燃料元件的更换、运输、贮存等所需的屏蔽。乏燃料元件含有大量的裂变产物，因此在乏燃料元件的各操作过程中都必须提供足够的屏蔽。在压水堆核电厂中，燃料更换操作:乏燃料从堆芯内提出，经过燃料运输通道的运输，在贮存池内贮存。.二、三废处理放射性三废处理原则：1、将污染物质和地区控制在最小的范围内，所有的设备、管道、阀门、仪表等要求用耐腐蚀材料，而且要密封良好，以防止放射性冷却剂外泄；对可能泄露的部位都设有引漏装置，放射性工作室的地面经过了特殊处理，并备有放射性废液收集地漏或地坑。各种放射性气体由专门系统收集处理；2、设有冷却剂净化系统、硼回收系统，以最大限度地复用净化处理过的物质；3、设置了废液、废气和固体废物处理系统，使排放三废中的放射性水平低于国家规定标准。.二、三废处理为保护环境免受污染、防止工作人员和电厂周围居民受到过量的放射性辐照，核电站在排出或再利用这些放射性废物之前，一定要采用必要的工艺对它们进行处理，经监测符合有关标准后再进行排放或回收再利用。——核岛排气和疏水系统（RPE）；——硼回收系统（TEP）；——废液处理系统（TEU）；——废液排放系统（TER）；——废气处理系统（TEG）；——固体废物处理系统（TES）。.二、三废处理三废的来源和分类：废液：1、可复用的废液是指从一回路排出的未被空气污染的，含氢和裂变产物的反应堆冷却剂。这部分排水由RPE系统收集并送往硼回收系统（TEP），经处理后供一回路重新使用；2、不可复用的废液又分为工艺排水、地面排水和化学废液三类。其中，工艺排水是指从一回路排出的、已暴露在空气中的、低化学含量的放射性废液；地面排水是指来自地面的、化学含量不定的低放射性废液；化学废液是指被化学物质污染的，并可能含有放射性的废液。这三种废液都是由RPE系统收集、就地分类，分别送往废液处理系统（TEU）的工艺排水箱、地面排水箱和化学废水贮存箱，经处理后通过废液排放系统（TER）排放。

3、公用废液：指淋浴、洗涤和热加工车间使用去污剂去污的废水。这些废水通常会有较弱的放射性。公用废液由联系核岛、机修车间和厂区实验室的放射性废水回收系统（SRE）收集的，经监测，或直接排放，或被送往TEU系统的地面排水箱，随地面排水进行处理和排放。.二、三废处理三废的来源和分类：废气：1、含氢废气是指那些由稳压器卸压箱（RCP002BA）、化容系统的容控箱（RCV002BA）、核岛排气和疏水系统的冷却剂排水箱（RPE001BA）以及硼回收系统的前置贮存箱和除气器排出的气体。这些气体都含有氢气和裂变气体。这些废气将被送往废气处理系统（TEG）的含氢废气分系统，经压缩贮存和放射性衰变后排往大气；

2、含氧废气是指那些来自反应堆厂房通风系统和通大气的各种水贮存箱的排气。这种废气是被轻度污染的空气。含氧废气将被送往TEG系统的含氧废气分系统，经过滤后直接排往大气。.二、三废处理三废的来源和分类：固体废弃物：1、化学和容积控制系统的废树脂、废过滤器芯子、废水处理蒸发残渣的固化体；2、某些活化了的堆内构件、仪表、探头和零件等；3、放射性污染物，如沾污了的工具、衣物、防护用品、气体过滤器芯子以及在现场使用过的纸张、抹布和塑料制品等。

所有固体废物都将在生物防护的条件下被送往固体废物处理系统（TES），经处理后贮存。.二、三废处理三废的来源和分类：.1、核岛排气和疏水系统（RPE）功能：

分类收集在核岛产生的全部气体、液体废物（有或无放射性）并送往相应的处理系统；在失水事故后，收集在NX和KX的高放射性废液并泵回RX组成：1、可复用的一回路排水的收集管路在稳态工况下，一回路的排水有：稳压器卸压箱的间断排水、主泵2号和3号轴封的引漏、压力容器一号密封的引漏、化容系统的过剩下泄和所有未被空气污染的一回路泄漏水；

在瞬态工况下，一回路的排水是指：反应堆启动与停堆过程中的排水，硼浓度改变过程中的排水，或改变负荷时引起一回路平均温度变化的过程中的排水。

2、不可复用的一回路排水的收集管路工艺排水、地面排水、化学废水、公用废水的收集管路3、废气的收集含氢废气和含氧废气.2、硼回收系统（TEP）1、RPE系统排水的前置处理；２、排水的物理特性和放射性化学特性的监测；３、排水的去污、脱气；４、具有去污监测功能的中间储存；５、分离成符合一回路水质要求的水、及浓缩的硼酸溶液。功能：一回路排水的储存、处理和监测。.2、硼回收系统（TEP）工作流程：硼回收系统由净化、硼水分离和除硼三部分组成

净化部分包括前置暂存、过滤除盐和除气三个工段，设置两条完全相同的序列各用于一台机组，必要时又可互为备用包括三台中间贮存箱、两套蒸发装置、两台蒸馏液监测箱和一台浓缩液监测箱，为两个机组共用化学和容积下泄流除硼和蒸馏液除硼.3、废液处理系统（TEU）来源：由核岛排气和疏排水系统、硼回收系统收集的废液废液处理原则：系统根据废液化学成分和放射性强度，在排放前进行如下处理：(1)对放射性水平低的废液进行过滤处理；(2)对化学含量低、放射性水平高的废液进行除盐处理；(3)对化学含量高、放射性水平高的废液进行蒸发处理。储存、监测、处理排放放射性强度≤1.85×107Bq/m3＞1.85×107Bq/m3化学物含量低化学物含量高过滤除盐过滤蒸发.来源：由核岛排气和疏排水系统、硼回收系统收集的废液储存、监测、处理排放功能：用于收集、暂存和监测排放来自核岛和常规岛的放射性废液

4、废液排放系统（TER）组成：室外混凝土贮留坑；坑内的三台暂存罐；排水泵；辐射监测系统；积分流量计；相应的管道、阀门

.5、废气处理系统（TEG）废气来源：1、厂房通风气体（厂房中的设备泄露出放射性气体使空气污染，或压力容器附近空气被活化）；2、工艺废气，来自一回路系统。高放含氢废气：化容系统容积控制箱的排气和硼回收系统脱气塔中的排气低放含氧废气：一回路设备注水时排出的气体，以及某些辅助系统以空气覆盖的水箱的通风和排出气体处理：1、含氢废气经压缩贮存，使放射性裂变气体衰变后，排到核辅助厂房通风系统再经放射性监测、过滤除碘和稀释后排入大气；2、含氧废气经过滤除碘后由核辅助厂房通风系统系统排入大气。

.6、固体废弃物处理系统（TES）功能：收集产生的放射性固体废物，对其暂时贮存进行可能的放射性衰变，压实可压缩的固体废物，以及将放射性固体废物固化在混凝土桶内或压实在金属桶内。方法：贮藏法、压缩法、煅烧法、固化法以及装桶贮存.6、固体废弃物处理系统（TES）几种放射性固体废弃物的具体处理方法：1、废树脂：各种离子交换器的废树脂由水力送入贮存箱，箱内充有氮气，底部通过一台定量箱排出树脂入桶，除盐水通过喷射器后送往核岛排气和疏排水系统；2、废残夜：来自硼回收系统、废液处理系统的各种浓缩废液先排入除气贮存箱中，贮存箱配有加热和喷淋蒸汽装置，维持50℃左右温度，防止硼酸出现结晶，浓缩废液通过定量箱，靠重力排入桶中；3、过滤器芯：过滤器滤芯装在铅罐内，运送到核辅助厂房，然后从输送筒架的管道中直接降落进桶，所有操作都是远距离进行；4、压实和装桶：将可压缩废物压实，并有4个料仓供应水泥、石灰、砾石等填料，用可移动的叶式搅拌器、振动台，保证固体废物——混凝土（或水泥）的混合和墩实后，放置顶盖。现场至少贮存一月，然后运送至核电厂固体废物存贮库。.6、固体废弃物处理系统（TES）系统组成：系统由废树脂处理站、浓缩液处理站、废过滤器滤芯支承架装卸系统、装桶站、混合物配料站、最终封装站和压缩站组成

.三、核电厂对环境的影响正常运行时核电厂对环境的影响火电厂对空气的污染更严重，核电称为干净的能源.三、核电厂对环境的影响事故时核电厂对环境的影响影响核电厂设计的自然灾害有：地震、暴风、洪水和海啸等；核电厂设计考虑的人为事故有：飞机坠落、火灾和爆炸等；选址远离危险的工业设施严重事故时：堆芯燃料可能发生燃料熔化、包壳破损、与混凝土或金属发生作用及蒸汽爆炸等不同的情况。.三、核电厂对环境的影响事故时核电厂对环境的影响外部内部地震

火灾

飞机坠落

含高能量管道的破裂

工业环境(爆炸等)来自汽轮机组的飞射物

水灾

厂内其它的飞射物

冰冻

厂内水灾

.三、核电厂对环境的影响事故时核电厂对环境的影响核电厂设计应按当地最大地震烈度提高1度来计算安全停堆地震SSE(SafeShutdownEarthquake)广东大亚湾核电厂选址时，查实公元288年以来，厂区周围300km范围内，发生过70次里氏3级地震。1983年，城市建设部、国家地震局确认大亚湾核电厂厂址所在地区地震烈度为麦氏Ⅶ度，为此，核电厂厂房结构和设备基础按抗Ⅷ级地震设计。

地震.三、核电厂对环境的影响事故时核电厂对环境的影响飞机坠落为防止一架飞机(或航空器)坠落于核电厂，核电厂的反应堆厂房、燃料厂房、电气厂房的计算必须考虑这两种飞行物的撞击，用于保证安全功能的建筑及必要的设备必须得到足够的保护广东大亚湾核电厂的厂址距深圳市中心45km，距香港52km，远离空中和海上航线，可不考虑飞机坠落的危险性。.三、核电厂对环境的影响事故时核电厂对环境的影响水灾工业环境已对广东大亚湾核电厂厂址周围有无可能引起爆炸的工业项目(输油或输气管道、爆炸性物品运输车船、武器仓库等)进行评估，确认无可能危及核电厂安全的工业设施。严重的水灾将使那些与核安全有关的设施与供电设备有丧失其功能的危险。广东大亚湾核电厂为防止厂区西北大坑水坝发生灾难性决堤时，瞬时涌出洪水淹没厂区，厂区西面筑有高11m，长600m的护堤。.三、核电厂对环境的影响事故时核电厂对环境的影响高能量管道破裂火灾核电厂应制定规程和设置完善的消防设施，以防止火灾的发生和限制火灾的后果，以达到维持核安全功能的完整性、限制设备的损坏程度和确保人身安全等目的。具备一整套的预防措施，于厂区各部门和建筑物内分布有烟、火、温度火灾探测器，以及合理的灭火方法和加强人员的训练等。高能量管道可能在剧烈的冲撞情况下发生断裂。核电厂对高能量管道的安装采用了地理位置的分隔、防电装置的安装和固定，以限制管道移位或断裂情况下对系统或相关部分的影响。.