核电与环境中的放射性

■文/吴铁民

一、我国核电建设正进入高峰期

在2009年哥本哈根会议上，温家宝总理向世界承诺：至2020年，中国单位G D P二氧化碳排放量，比2005年下降40%-45%，那时，我国的非化石能源在一次能源消费中的比重将达到15%左右。在这一次能源变革中，核电肩负了历史重任，也给核电发展带来了前所未有的机遇。

当下，我国已有3个省建成了核电站：浙江秦山一、二、三期，广东大亚湾和岭澳一期以及江苏田湾。3省4处核电站，在役反应堆1l座，装机总容量906.8万千瓦。

在建的核电工程有：秦山一、二期扩建、浙江三门、广东的岭澳二期、阳江和台山、山东的海阳和荣城、辽宁大连红沿河、福建的宁德和福清。这6省11处的工程，将建成

32座核反应堆，装机总容量达3808万千瓦。

此外，拟扩建和拟建的项目有湖南桃花江、广西防城港、湖北大畈、江西彭泽；吉林、辽宁、安徽、河南、四川、重庆以及湖南的几个市；至2020年，我国在役核电的装机总容量可望达到5000万千瓦左右。

面对与日俱增的核电厂，公众普遍有一种担心：核电所蕴藏的超强的核辐射，对环境将产生何种影响？回答是，对于一座安全运行的核电站，由于它的建成，减少了煤电的建设，因而还有助于降低环境中的放射性。为了说明这个问题，须讲一下环境中的放射性以及对煤电与核电给环境中放射性增量(术语称“贡献”)作一对比。

二、环境中的放射性

放射性(线)，又称核辐射或电离辐射，但核辐射不包括x射线。

放射线有3种： (阿尔法)、 ß(贝他)和 （伽玛)射线。

射线是相当于氦原于核的粒子流，粒子包含了2个质子和2个中子，带正电；ß射线是电子流，所以带负电；Y射线是光子电，电中性，无质量、高能量，有极强的穿透力。

环境中的放射性来自于天然的和人工的。

(一)天然放射性

天然放射性包括宇宙射线和宇生放射性核素与地球上原生放射性核素所发出的射线。宇宙射线是来自于天体，包括各个星球和宇宙尘的高能量粒子流，包括射线。

宇生放射性核素：宇宙中各星球的活动，尤其是太阳的热核反应、太阳风、太阳耀斑、和约11年为一周期的黑子活动所形成的太空辐射，有几十种基本粒子，有宇宙射线，它们轰击大气中的分子，生成了以轻核素为主的宇生核素，给地球增添了放射性。

地球上的原生放射性核素是环境中的主要放射源，有3大系列和一些半衰期较长的单个放射性核素，如钾-40。3大系列是，以铀-238为母体的铀系，以铀-235为母体的锕系，以钍-232为母体的钍系。3大系列共产出44个放射性子体，最终3个母体分别成为铅-207、铅-208、铅-206而结束了它们的衰变。在44个放射性子体中，对环境的放射性最重要的是铀系中的镭-226，氡-222、铅-210、钋-210和钍系中的氡-220。

人类的活动和地球自身的变迁，促进原生放射性核素向地面扩散，尤其是开矿、燃煤、矿产加工、基建负挖、地震、火山喷发等。使原来深藏在地下的放射核素大量涌出，大大地增加了环境中的放射性测量。建造高层楼房时负挖建车库，如果沟通了地质构造断裂带又不及时封堵，则将使地面上氡的浓度严重偏高，有可能使周围公众的癌症频增。又如，5年前，笔者去本省一家稀土冶炼厂，该厂用进口独居石作原料生产多种稀土产品，是当地的利税大户；但厂内地面、厂区外的道路，菜地和废水池的水面上，Y辐射剂量率是正常值的几十、几百乃至千倍，对此无人问津。这哪有“环境友好”可言!

钾是人体不可缺少的元索，但它含有0.017%放射性核素钾-40。每个成人身上总有100克左右的钾，其中钾-40约17毫升。钾-40是ß放射体，辐射ß和Y射线，半衰期12.6亿年。

(二)人工放射性

自1919年英国卢瑟福实现了人工核反应后，地球上增加了人工放射性。人工放射性产出于3个领域：核武器的试验核生产，核动力(主要是核电)生产和核技术的应用。

核武器爆炸产生大量放射性核素，其沉降灰可以遍及全球。核动力生产，其设施有严密的多重屏障，有纵深的防御体系，运行过程中严格遵循国际统一规定的管理程序，核辐射受到严密的控制，对环境的放射性剂量的增添值很小。而普遍应用、高度分散、集中监控困难的核技术应用这一领域，随时有可能在某地突发核泄漏事件。这一领域的项目有辐照育种，辐照加工，食品的杀菌消毒保鲜，地球物理勘探，工程设施和机械设备探伤，安检中的辐射探测，医疗中的辐射诊断和治疗等，2009年6月7日，河南杞县利民辐照厂在辐照辣椒粉作业后，钴-60源被卡而无法回井，辣椒粉被钴-60的Y射线较长时间照射后自燃，造成县内的居民恐慌。10月12日，广州辅射技术研究中心在完成调味品、中药材辐射后，钴-60源架无法降回源井，货物自燃引发大火，后调遣机器人施救，经2周后才排除故障。当下已普及到县级医院的放射性同位素治疗，其所用的辐射源，实际上大多数单位没有按GB18871-2000《电离辅射防护和辅射源安全基本标准》的规定实施管理，无专人和专职机构负责监督，无“纵深防御”设施，也没有可以随机启动的应急响应机制。辐射源的丢失、被盗，由其是数量较多的短寿命辐射源（如碘-131，半衰期仅8.03天）废源的处理状况，很可能藏着放射性污染隐患，并且可能在悄悄地发生。

三、核电与煤电对环境辐射增量的对比

核电厂的”心脏”是核岛，它有3层屏障，犹似铜墙铁壁，最外层叫安全壳，是1个内径有几十米用钢板，钢筋，混凝土筑成的圆筒；第二层称为压力容器，用20厘米厚的高级合金钢铸成；第三层是岛的中心，是半径仅1米左右的核燃料原件组。核燃料被密封在由耐高温、高压，耐腐蚀、辐照材料做成的包壳中，然后再装入锆合金套管，从而组成了对超强核辐射层层设防的核岛，使铀-235在裂变的过程中产出的超强辐射的多种放射性核素无任何外泄的可能。

核电厂的废气经严格处理达标后往高空排放，废水处理后部分循环利用，部分达标排放；固体含放废物和乏燃料，通过回收处理再利用或用压缩减体、固化、密封贮存、深埋等方法处理。在防范核泄漏事故方面，核电厂都有在人员、组织、设施、设备、行动等内容所组成的应急计划和应急响应程序，做到核辐射防护万无一失.以保证电厂的运行达到国际原子能机构所规定的“大量释放放射性的概率”在百万分之一的量级，确保核电厂周围的辐射环境质量良好。

1千克铀-235裂变所产生的热量相当于2700吨标准煤。所以，煤电厂的吞吐量大得核电厂无法与之相比。大量燃煤不仅致环境化学污染，也致环境放射性污染。装机容量为100万千瓦的煤电厂，—年燃煤200万~300万吨，由燃煤排出的非放射性污染物年排量是：煤渣20万~30万吨，二氧化碳600万~700万吨，二氧化硫5万~10万吨，氮氧化物2万~3万吨，—氧化碳3千~6千吨，可吸入的颗粒物2千3千吨，有毒金属如砷、镉、汞、铅，铬400~500吨，排出的放射性污染物有铀、钍、镭，氡、铅-210，钋-210等。其中，氡的释放量是相同发电量核电厂的3倍。通过监测后统计，得出了这样的结论：以电厂为圆心，50公里为半径的范围内，两个发电能力相同的厂，煤电厂排出的放射性物质是核电厂的200倍。

四、人类一直生活在辐射环境中

放射性在宇宙中、在地球上无处不在。所有生物，都与放射性相伴终生。“希伏特” (简称希伏)是表述一个人“吃”了多少放射性的计量单位。可以用仪器检测到某个地区的居民1年接受了多少天然放射性剂量，这个量叫做“天然放射性本底”，简称“本底”，用希伏的千分之一——毫希伏表示。地域不同，本底会有近10倍之差，平均每人每年“吃”到2.2毫希伏的放射性。构成“本底”的放射性有：宇宙射线0.38(毫希伏，下同)，宇生核素0.01，吸入氧气0.6，食品、饮水撮入钾-40和其它放射性核素为0.2~0.3，土壤、岩石中的放射性核素给出0.45毫希伏。这些几乎是不可避免的“常规”剂量。而本人的生活环境和生活习惯以及社会的各种因素，是额外添加的放射性剂量。包括：每天看2小时彩电，1年下来积累0.01毫希伏剂量；每天抽20支烟，年积累0.5；住房中的无机建材中的放射性核素和烧煤、燃气中的氡以及住房通风不良(尤其是地下室)积累的氡，最高1年可致0.75毫希伏的剂量；因为离地面海上升1500米，宇宙射线强度增强1倍，所以乘1小时飞机，要接受0.005毫希伏剂量；住在核电厂附近，年受剂量0.01；核试验后的放射性飘尘，给全球每人增添0.01剂量。照1次X光，“吃”进了0.3剂量；如果医生要你做胃部钡餐造影，那你就惨了，因为硫酸钡中不可避免地含镭，再加上透视，内照和外照”夹击”，让你“吃”5~15毫希伏的剂量。

少量放射性的照射，对人的健康无碍，剂量严重超标，有损健康；大剂量可使人致死。一个人接受了 8.5希伏的剂量，此人必然死亡。当受到100希伏剂量的照射数小时后就会死去!

国际放射性防护委员会规定，公众的有效当量剂量为≤1毫希伏／年，这相当于百万分之一到十万分之一的危险度(遭雷击致死的危险度是百万分之三)；放射性职业人员的照射标准是≤20毫希伏／年。

注意放射性对自身健康的影响，是自我保健的内容之一。非工作需要，应尽量远离已知有核设施或辐射源的场合。迁入新居前或验收新房时，最好测—下室内的Y剂量率。减少抽烟、最好不抽烟、避免吸人“二手烟”与“三手烟”；尽可能减少放射医学检查；在国内旅行，少乘飞机；注意室内通风，尤其是燃气、烧煤的时候；注意不久留在地下室或洞穴内。防微杜渐，力争自己所接受的放射性剂量接近“本底“的水平。