日本福岛核泄漏事件风险评估

肖海清 朱硕 王宏伟

(1.中国检验检疫科学研究院 北京 100123;2.进出口工业产品风险评估中心)

日本福岛核泄漏事件风险评估

肖海清1,2朱硕1,2王宏伟1,2

(1.中国检验检疫科学研究院 北京 100123;2.进出口工业产品风险评估中心)

本文分析了日本福岛第一核电站核泄漏的情况和放射性物质可能扩散到我国的途径,并对日本福岛核泄漏事件对我国的影响进行了风险评估。最后结论为:根据目前的情况,日本福岛核泄漏事件不会危害我国公民的健康。

福岛核泄漏;风险评估

1 前言

2011年3月11日,日本东北部和关东首都圈发生里氏9级强震,地震海啸造成日本福岛第一核电站1号、2号、3号反应堆冷却系统失灵,4号反应堆出现火情,出现放射性物质泄漏。日本福岛核泄漏事件引起了全世界的密切关注,人们对核辐射的恐惧情绪也不断蔓延,在中国甚至出现抢购食盐的群体性事件。针对这种现状,笔者对日本福岛核泄漏事件进行风险评估,帮助公众正确认识福岛核泄漏事件的负面影响及采取合理的应对措施。

2 核辐射的危害及安全要求

核辐射是不稳定的原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或能量状态的过程中释放出来的微观粒子流或电磁波,常见的核辐射有α、β、γ3种射线。在核辐射安全领域,为了定量描述核辐射的强弱,引入了吸收剂量(Absorbed dose,D)和剂量当量(Equivalent dose,H)两个名词。吸收剂量是指单位质量物质接收辐射的平均能量,目前常用的单位是戈瑞(Gy)和拉德(rad),1 Gy=100 rad=1 J/kg。在接受相同吸收剂量的情况下,如果电离辐射的种类、能量或照射条件不同,其所致的生物效应,无论是发生几率还是严重程度,均有所差异。为了统一描述各类电离辐射对于生物体的危害程度,在核辐射防护领域中,引进了"剂量当量"的概念。剂量当量定义为组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子(描述不同射线生物效应的系数)的乘积。常见的α射线的辐射权重因子是20,β和γ射线的辐射权重因子是1。剂量当量采用的单位是希沃特(Sv)(即报道中常用的西弗或希弗或希沃),另一个常用单位是雷姆(rem),1 Sv=100 rem=1 J/kg。吸收剂量和剂量当量虽然有相同的物理量纲,但是它们有明显的区别,吸收剂量只考虑被照射物的物理效应,而剂量当量则考虑了生物效应。衡量核辐射对人体的影响时,一般用剂量当量这个概念。

根据国际核能协会(Word Nuclear Association)提供的信息,公众日常生活不可避免的会受到自然界的核辐射,来源有宇宙射线、来自地面的外部核辐射、吸入和摄入等,全世界每人每年受到的天然核辐射总量平均值为2.4 mSv,正常范围值为1.0-13 mSV/年。少量的辐射对人体健康不会造成危害,但过量的放射性照射却会对人体产生直接伤害,甚至使人致病或死亡。剂量越大,作用时间越长,危害越大。目前,国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)对人体接受的辐射剂量限值有明确规定,对于从事辐射相关行业人员,所受职业照射年平均剂量不得超过20 mSv/年,一年内最高不超过50 mSv;对于普通公众,要求一年内不超过5 mSv。表1是从国际核能协会网站上收集到的辐射剂量当量和效应之间的关系(原文网址http://www.world-nuclear.org/info/inf05.html),表2是公众日常生活中可能遭受的辐射。

表1 辐射剂量当量及其效应

表2 公众日常生活中可能遭受的辐射量

3 危害识别

根据日本政府提供的信息,2011年3月12日下午,日本经济产业省的核能安全保安院公开表示,在福岛第一核电站1号机的原子炉的核心部位“有堆芯熔融的可能”,这是因为在核电站的周边地区检测出了燃料核分裂导致的铯-137和碘-131。3月14日,在核电站的场地检测到3130μSv/h的放射强度。随后,3月15日早晨在东京检测大气中的悬浮颗粒物时,发现微量的铯和碘,而放射强度的测定值达到了0.809μSv/h的剂量当量。此外,在东京附近的茨城县和神奈川县也检测出了较高强度的放射性。从3月19日开始,日本福岛及其周边地区的雨水、地面尘土和空中飞尘中均检出放射性物质,菠菜、牛奶、茼蒿、芥菜等食品中也陆续检出放射性物质超标。日本东京电力公司3月21日宣布,福岛第一核电站周围的放射性元素碘-131浓度已达标准浓度的6倍,此外还检出了放射性元素铯,这一现象证明核反应堆和废弃燃料池内的核燃料已经遭到了损坏,核燃料棒损伤后释放出了核裂变生成物质碘-131和铯。随着福岛核电站部分机组恢复外部供电,福岛核电站的放射性强度也有降低的迹象,3月21日早上6:30公布的数据显示,福岛核电站的放射强度检测值为2319μSv/h。之后,在福岛第一核电站的场地内发现土壤中钚的含量约为1μg/kg。

国际上曾发生过两次重大的核电事故。1979年,美国宾夕法尼亚州三里岛核电站,因反应堆冷却系统失灵,使堆芯部分过热,致使部分放射性物质泄漏,但事故得到及时处理,没有引起爆炸,对人伤害不很严重,只是核电站受到一定程度的破坏。1986年,在前苏联乌克兰基辅市北部的切尔诺贝利核电站,因人为差错和违章操作发生猛烈爆炸,反应堆内放射性物质大量泄漏,造成大面积的环境污染和人畜伤亡。2011年日本福岛第一核电站核泄漏事件性质和切尔诺贝利核电站完全不同。3月11日发生地震海啸后,福岛第一核电站堆芯事故冷却系统(ECCS)的应急备用电源故障,导致炉内水位下降,随后发生氢气爆炸,破坏了保护核泄漏的压力容器,导致放射性物质发生泄漏。但是反应堆堆芯本身并没有爆炸,因此泄漏的放射性物质的量和影响范围也远远小于切尔诺贝利事故。

4 日本福岛第一核电站核泄漏事件风险评估

4.1 通过大气扩散的风险评估

根据媒体报道和日本官方公布的数据,离福岛约240 km的东京检测到的最高辐射剂量当量为5μSv/h,换算为年剂量为43.8 mSv,尽管大大高于本底辐射正常值,但仍然在安全范围内(见表1)。随着时间推移,日本东京的辐射降到0.809μSv/h,换算为年剂量当量为7.09 mSv,这个辐射剂量低于东京-纽约机组人员的辐照剂量,为安全剂量。在3月15日(福岛核辐射最强之日),在距离福岛900 km的韩国郁陵岛也测出了0.15μSv/h的核辐射值,没有超出正常范围值(0.1-0.2μSv/h),换算为年剂量为1.31 mSv,在世界人均所受的本底辐射值的正常范围内。通过以上分析,我们可以得到结论,由于福岛离中国的距离保守估计至少有1000 km,福岛核电站泄漏的放射性物质通过大气扩散对中国公民的影响完全可以忽略不计。同样,福岛核电站泄漏的放射性物质会污染其周边海域,其影响也会持续相当长的时间,但是,由于海水的量可以看作无穷大,福岛核电站泄漏的放射性物质进入海水后,相当于被无穷稀释,通过海洋途径扩散对中国的影响更是微乎其微,事实也证明了这一点。

目前发现的放射性物质有钚、铯和碘,虽然美国卫生福利部属下的毒性物质及疾病登记署认为钚是人类致癌物,但是根据现有的证据,只有在大量暴露于钚的环境中(例如俄罗斯制造钚的工厂员工中)才会观察到增加患肺癌、肝癌和骨癌的风险,而在英国和美国一小部分摄入较低量钚的工人中,则观察不到确实的健康风险,因此,我国公民因日本福岛事故接触到钚而患癌或影响健康的机会微乎其微。此外,虽然在我国大部分地区都检测到微量的人工放射性核素碘-131,但其对公众可能产生的附加辐射剂量小于岩石、土壤、建筑物、食物、太阳等自然辐射源形成的天然本底辐射剂量的十万分之一。因此,日本福岛核电站泄漏的放射性物质不会通过大气或海洋途径对我国环境及境内公众健康造成危害,无需采取任何防护措施。

4.2 通过食品传播的风险评估

据了解,日本的食品供应60%靠进口(尤其是这次检测出放射性超标的菠菜,更是90%依赖进口),其食品出口量很少,中国公民几乎不会吃到日本本土生产的牛奶和蔬菜。即使这些食品通过某种途径进入我国市场,根据日本官房长官枝野幸男在记者会提供的信息,超标的牛奶按照日本人平均饮用量计算,在连续饮用1年的情况下摄取的辐射量相当于做1次CT(参见表2);而菠菜则相当于同等辐射量的1/5,这个辐射量不会对人体健康立即产生影响,我国公民根本不用恐慌。

4.3 工业产品的风险评估

除了食品外,化妆品、电子元器件、汽车等工业产品也可能受到放射性物质的污染。对于消费者关注的化妆品,在日本生产的佳丽宝、SK-II、KOSE、Fancl、资生堂等品牌的生产厂都不在核心地震区,保管或运输也不经过相关地区,因此受到污染的可能性也很小。即使原材料受到污染,由于大多数化妆产品在生产过程中都会引入放射性物质含量的测定,保证产品的质量,因此,从技术方面而言,不必过于担心化妆品受到核辐射污染。此外,根据目前的报道,在电子元器件、汽车、零部件等产品生产企业及其工厂所在区域均没有检出已影响到人体健康的辐射量。

4.4 其他途径扩散的风险评估

日本福岛核电站泄漏的放射性物质还可能通过交通运输工具、集装箱、人员等途径传入我国。鉴于目前福岛核电站核泄漏的影响范围还不是很大,同时,国家质量监督检验检疫总局也加强了口岸的监测,到目前为止,仅个别地区发现有人员携带有微量放射性物质,经过处理之后,不会对我国公众健康造成影响。

5 结论

通过以上分析我们可以得到结论,根据目前的情况,日本福岛核电站核泄漏不会对我国公民的健康造成不良影响,我国公民暂时也不需要采取防护措施。当然,由于在笔者完稿时,福岛第一核电站的虽然有好转的迹象,但核泄漏仍未得到控制,世界上多个国家和地区检测到从日本进口的食品被微量放射性物质污染,核泄漏造成的危害需要相当长的时间才能慢慢消除。因此,建议检验检疫机构继续跟踪日本福岛核泄漏事件的动态,加强进出境的人员、货物、交通工具、集装箱等的放射性监测,将放射性污染物阻挡在国门之外。此外,由于我国公众对核辐射的恐慌情绪还没有完全消除,需要加强宣传,提高公众的科学素养,帮助我国公众正确认识核辐射的危害,从而采取合理有效的措施防范相关的风险。

[1] 唐有祺,王夔.化学与社会[M].北京:高等教育出版社,1997.

[2] Nuclear radiation and health effects,2010.http://www.worldnuclear.org/info/inf05.html.

[3] 雅虎日本网站“地震对福岛核电站的影响”专题链接.http://dailynews.yahoo.co.jp/fc/domestic/fukushima_nuclear_plant/.

[4] 日本经济新闻2011年3月12日新闻“核能安全保安院表示福岛第一核电站有堆芯熔融的可能”.http://www.nikkei.com/news/headline/related-article/g=96958A9C93819595E3E0E2E39C8DE3E0E2E1E0E2E3E3958AE3E2E2E2;bm=96958A9C93819691E3E0E2E29E8DE3E0E2E1E0E2E3E39F9FEAE2E2E2.

[5] 日本放送协会(NHK)2011年3月12日新闻.http://www3.nhk.or.jp/news/genpatsu-fukushima/index_0313.html

[6] 日本经济新闻2011年3月15日新闻“在东京检测出微量的放射性物质,对健康没有影响”.http://www.nikkei.com/news/headline/related-article/g=96958A9C9C81E2E2E3E2E2E3E38DE3E7E2E1E0E2E3E3E2E2E2E2E2E2;bm=96958A9C93819481E3E7E2E3E78DE3E7E2E1E0E2E3E3E2E2E2E2E2E2

Risk Assessment on the Japan Fukushima Nuclear Accident

Xiao Haiqing,1,2Zhu Shuo,1,2Wang Hongwei1,2

(1.Chinese Academy of Inspection and Quarantine,Beijing,100123;2.Centre of Risk Assessment on Import and Export Industrial Products)

The information on the Japan Fukushima nuclear accident and the possible ways through which the radioactive materials would diffuse to China are studied.The risk on China which the Japan Fukushima nuclear accident would cause was assessed.At last,it was concluded that according as present conditions,the risk on the health of Chinese people which caused by the Japan Fukushima nuclear accident is acceptable.

Japan Fukushima Nuclear Accident,Risk Assessment

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