秦山核电基地氚排放所致周围公众内照射剂量评价

杨 洁，廉 冰，赵杨军，王 彦

(中国辐射防护研究院，太原 030006)

核反应堆在运行过程中均有一定量的氚产生并释放到环境中，与其他核素相比，它是生命细胞中最普遍存在的元素。当它们进入环境后将直接参与自然界的循环从而进入生物圈，形成有机氚并被生物圈的有机体所吸收，以直接或间接的方式对公众造成内照射危害。

本文对秦山核电基地周围环境介质中氚活度浓度水平进行统计和分析，基于环境监测数据评价了秦山核电基地氚排放所致公众辐射剂量影响。

1 秦山核电基地周围环境氚水平

2014—2016年间，秦山核电基地(秦山核电厂、第二核电厂、第三核电厂)有5台压水堆机组和2台重水堆机组并网发电。秦山核电机组运行过程中会造成气载和液态氚向环境的释放。为了掌握环境中氚的活度浓度水平，秦山核电厂按照监测计划定期对周围环境介质进行监测[1]，监测项目主要为空气、雨水、动植物产品。采用低本底液闪谱仪进行环境介质中无机氚(HTO)和有机氚(OBT)浓度的监测，分析测量方法采用液体闪烁计数法。

统计居民食谱中动植物产品等环境介质中氚实际浓度，评价秦山核电基地运行所致公众的辐射剂量。本次选取的秦联村位于秦山核电基地2.4 km的西北西WNW方位，处于核电基地主导风向的下风向。秦联村作为常规环境监测点，定期开展空气、动植物产品、海产品(鲻鱼)、井水中氚浓度的监测，监测项目能代表核电基地附近居民食谱，因此，本次评价选取秦联村作为评价对象。表1给出秦联居民点近三年(2014—2016年)的环境介质中氚活度浓度监测结果。

由表1监测结果可知，秦联监测点在空气、井水、动植物产品中均可以检测到氚。秦联监测点空气中HTO的活度浓度范围为304.2～365.0 mBq/m3，波动不大。井水中HTO活度浓度范围为3.3～3.8 Bq/L，相差不大。近三年叶菜作物中HTO、OBT比活度范围分别为10.5～20.3 Bq/kg、0.6～1.9 Bq/kg；大米中HTO、OBT比活度范围分别为2.7～5.3 Bq/kg、3.7～8.8 Bq/kg；动物产品羊肉中HTO、OBT比活度范围分别为1.6～3.7 Bq/kg、0.3～1.7 Bq/kg；鱼类产品中HTO比活度为2.2～2.7 Bq/kg。可见近三年各环境介质中氚浓度的监测结果基本处于同一水平，差异不大。

通过对不同介质中HTO和OBT活度浓度分析可知，叶类、农作物产品和动物产品的氚比活度相比，叶类植物中无机氚HTO的比活度较高，平均比活度为16.6 Bq/kg，然而农作物产品大米中有机氚OBT的比活度则较高，平均比活度为6.4 Bq/kg。

表1 秦联监测点位环境介质中氚活度浓度监测结果Tab.1 Monitoring results of tritium concentration in environmental media at Qinlian monitoring point

2 基于环境监测数据的剂量评价

采用秦联居民点的环境监测结果来估算秦山核电基地周围公众氚所致辐射剂量。

(1)氚摄入的计算模式[2-3]

人体摄入氚可以通过摄入动植物产品、饮水和呼吸道吸入三种途径[3]。氚摄入所致公众有效剂量ET(Sv/a)计算公式：

ET=Einh+Eing+Edrink

(1)

式中，Eing为食入无机氚HTO、有机氚OBT所致剂量，Sv/a；Einh为吸入HTO所致剂量，Sv/a；Edrink为饮水HTO所致剂量，Sv/a。

(2)吸入内照射剂量

Einh=Ca×DCFinh×Ra

(2)

式中，Ca为空气中HTO活度浓度，Bq/m3；DCFinh为核素吸入内照射剂量转换因子，Sv/Bq；Ra为公众年空气摄入量，m3/a。

(3)食入内照射剂量

Eing=DCFing-HTO×(fp×∑CHTO×Ua)+

DCFing-OBT×(fp×∑COBT×Ua)

(3)

式中，CHTO为动植物产品中HTO比活度，Bq/kg；COBT为动植物产品中OBT比活度，Bq/kg；DCFing-HTO为HTO食入内照射剂量转换因子，Sv/Bq；DCFing-OBT为OBT食入内照射剂量转换因子，Sv/Bq；fp为食物来自本地的份额，无量纲，保守取1；Ua为动植物产品居民年摄入量，kg/a。

(4)饮水内照射剂量

Edrink=Cw×DCFing-HTO×Qw

(4)

式中，Cw为饮用中HTO活度浓度，Bq/L；DCFing-HTO为HTO食入内照射剂量转换因子，Sv/Bq；Qw为公众年饮水量，L/a。

(5)采用的评价参数

在进行公众辐射剂量评价时将公众分为婴儿组(≤1岁)、幼儿组(1～7岁)、少年组(7～17岁)和成人组(>17岁)。氚所致公众剂量采用的评价参数列于表2。

表2 评价采用的参数Tab.2 Evaluation parameters

(6)剂量计算结果

采用公式(1)～(4)及评价参数，计算了经食入、吸入、饮水三种途径氚所致秦山核电基地周围公众的年有效剂量(见表3)。由表3计算结果可知，秦联居民组婴儿、幼儿、少年和成人4个年龄组氚所致年有效剂量分别为0.59、1.35、1.18和0.92 μSv/a，关键居民组为幼儿组，关键途径为吸入内照射。

2014—2016年间，秦山核电基地气载、液态流出物排放的氚所致秦联居民组婴儿、幼儿、少年和成人4个年龄组公众的年平均有效剂量分别为0.59、1.35、1.18和0.92 μSv/a，远小于《核动力厂环境辐射防护规定》(GB 6249—2011)[8]中规定的核动力堆释放的放射性物质对公众造成的有效剂量0.25 mSv/a的管理目标值。可见，2014—2016年间秦山核电基地气载、液态流出物排放的氚所致周围环境公众的辐射剂量很小，是可以接受的。

表3 秦山核电基地周围公众经不同途径摄入氚所致有效剂量Tab.3 Tritium intake and effective dose from different pathways of the resident groups around the Qinshan Nuclear Power Base

3 结论

近几年，秦山核电基地周围环境介质中氚活度浓度的监测结果波动不大，处在同一水平。基于环境监测结果估算了氚所致秦山核电基地周围公众的辐射影响，结果表明各年龄组中，1～7岁的年龄组受到的年待积有效剂量最大，为1.35 μSv/a，占《核动力厂环境辐射防护规定》(GB 6249—2011)所规定年剂量约束值(0.25 mSv/a)的0.54%。关键受照途径为吸入内照射，因此建议在对秦山核电基地周围环境介质开展辐射监测时，可重点关注空气中氚的活度浓度。