复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为研究

2023-11-28赵海洋李彦恒杨凡杰

安全与环境工程 2023年6期

朱勇,周辉,赵海洋,李彦恒,杨凡杰

(1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉 430071;2.火箭军工程设计研究院,北京 100011)

放射性核素的高能量衰变会破坏有机分子和生物组织,导致人员死亡或产生急性损伤。在核事故发生后的核事故应急行动初始阶段,放射性气溶胶浓度较高,对事故应急处理人员的生命健康存在巨大的威胁。存放核武器的地下硐室群是发生核事故的潜在风险场所,研究核事故所产生的钚气溶胶在地下硐室群中的扩散行为,可为硐室群安全优化设计提供理论依据,从而有效降低核事故带来的潜在危害,提高核事故应急处理期间应急预案的有效性。

日本福岛核事故后,人们对核电站[1-7]及海上核设施[8-9]核事故产生的放射性气溶胶源项开展了广泛研究,并在源项监测与反演以及扩散行为研究方面取得了多项成果[10-12]。这些研究工作主要是针对开放空间长距离的放射性气溶胶扩散行为,不同于地下硐室等线性封闭空间的情形。目前,针对地下单个硐室中的放射性气溶胶的动态扩散行为,人们多采用计算流体动力学(CFD)方法对其进行模拟[13-14],而关于地下硐室群核事故钚气溶胶的生成、扩散机制等尚无公开的研究报道,人们尚未准确掌握地下硐室群核事故钚气溶胶扩散至特定位置的时间、路径、浓度等对应急处理十分重要的关键信息。因此,有必要结合地下空间环境控制技术、气溶胶科学和矿井通风工程等多领域研究成果,提出地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为的模拟方法。

为了研究核事故钚气溶胶在地下硐室群中的扩散行为,本文首先对核事故钚气溶胶源项进行了分析,讨论了钚气溶胶颗粒产生的方式和粒径分布特征,给出了硐室内钚气溶胶初始浓度的估算方法;然后通过分析钚气溶胶颗粒的空气动力学行为,给出了适合于描述钚气溶胶颗粒在硐室内传输的本构模型,建立了地下硐室群内钚气溶胶扩散行为模拟方法;最后以某复杂地下硐室群为例,借助专业的通风模拟软件,讨论了钚气溶胶在两种释放场景(缓慢释放和剧烈释放)、不同释放位置下钚气溶胶的扩散行为,提出了硐室群核事故的应对措施与建议。研究结果对于地下硐室群核安全设计、核应急处理与核扩散风险管控等具有一定的参考价值。

1 核事故钚气溶胶源项分析

1.1 钚气溶胶特征

1.1.1 钚气溶胶的生成

核事故源项主要是指放射性物质的组分、数量、释放速率和释放方式,核事故释放的放射性气溶胶以钚为主。钚气溶胶的来源有4种:一是钚金属的氧化或挥发;二是辐照后的铀或铀化合物中生成的钚(主要是钚)氧化或挥发;三是含钚悬浮液或水溶液的飞沫分散;四是被钚污染后的土壤或粉尘的再悬浮[15]。硐室内的涉核产品所产生的钚气溶胶以第一种来源为主。一般工况下,涉核产品在狭小空间内可能产生碰撞,或发生火灾事故,导致钚气溶胶缓慢释放;极端工况下,也可能因为爆炸而使钚金属熔化成液滴,并被爆轰冲击作用抛洒到空中,与高温空气发生剧烈氧化反应,形成大量的放射性钚气溶胶。由美国的试验结果[16-17]可知,钚的缓慢氧化释放过程一般可分为抛物线增长阶段、稳态腐蚀阶段和钝化缓慢腐蚀阶段,钚气溶胶释放时间持续较长,但释放量不大;而放射性物质的爆炸燃烧过程则可分为点火、持续反应和爆炸三个阶段,钚气溶胶释放时间极短,大部分参与爆炸反应的钚金属转化成了钚气溶胶。刘志勇等[18]通过数值模拟与模型试验揭示了爆炸载荷作用下铀气溶胶的形成机理,认为铀气溶胶转化效率与单位质量铀材料吸收的能量有关。

1.1.2 钚气溶胶粒径分布特征

钚气溶胶空气动力学行为与其粒径分布密切相关。美国能源部下属的多个实验室和核工厂进行了大量的气溶胶源项试验,包括实验室内静态和动态燃烧试验以及大型外场炸药爆炸试验[19]。根据美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究结果[20-22],由静态燃烧事故产生的钚气溶胶产量在0.1%～10%之间,其中可吸入钚气溶胶(空气动力学直径<10 μm)比例为0.005%～0.5%;而由爆炸事故产生的钚气溶胶产量在75%～100%,其中可吸入钚气溶胶比例为15%～30%,见表1。

表1 不同工况下钚气溶胶产生比例[15]

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室在其现代化钚加工车间(PF-4)发生钚气溶胶泄漏事故(简称PF-4事故)后测量了所泄漏的钚气溶胶的粒径分布,得到了钚气溶胶的空气动力学粒径分布曲线(图1)[21]、空气动力学直径中间值和几何标准偏差。由图1可知,该事故中所产生的钚气溶胶绝大部分空气动力学直径位于1～10 μm之间,近似呈对数正态分布特征。

图1 PF-4事故所泄漏钚气溶胶的空气动力学粒径分布曲线[21]Fig.1 Aerodynamic particle size distribution curve of plutonium aerosol leaked from PF-4 accident[21]

1.1.3 钚气溶胶初始浓度估算

钚气溶胶初始浓度的估算是个困难的课题,由于核事故发生的极端危害性,往往很难获得钚气溶胶初始浓度的第一手监测资料。一般情况下,人们采用远场监测与源项反演相结合的方式获得核事故中放射性物质的扩散浓度,如在开放空间中,可采用高斯烟羽模型对核事故源项的扩散浓度进行估算[23]。但地下硐室空间并非开放空间,钚气溶胶扩散方向受限,且高斯烟羽模型中的浓度为辐射浓度,而非钚气溶胶浓度,因此高斯烟羽模型及其同类模型在硐室空间内的适用性存疑。这种情况下,可根据核事故类型判断钚气溶胶的生成方式,再根据表1的研究结果估算钚气溶胶生成量的上、下限及其期望值。一定质量的钚气溶胶在一定空间内的均匀分布为其初始浓度,钚气溶胶缓慢释放场景的空间大小依据实际情况来进行估算,钚气溶胶剧烈释放场景的空间大小可通过化爆事故影响范围来初步圈定,也可采用CFD方法通过模拟气溶胶在简单硐室(1～2硐室空间)中的扩散来获取。另外,由前述分析可知,不同泄漏场景下钚气溶胶的生成特征不同,体现在钚气溶胶释放比例、总量以及持续释放时间等方面。需要注意的是,尽管化爆事故生成钚气溶胶的时间很短,但并不意味着这种事故场景产生的影响也是短暂的,化爆事故残余的钚材料所产生的辐射仍会源源不断地释放到环境中,其影响远甚于缓慢释放场景。

1.2 钚气溶胶空气动力学行为与传输模型

钚气溶胶颗粒在空气中的行为受重力、流体浮力、拖拽力、布朗运动、涡流、絮凝、热泳、光泳等物理过程的影响,但这些物理过程对钚气溶胶颗粒的作用并非同一量级,而是与钚气溶胶颗粒的空气动力学粒径有关。对于不同粒径的钚气溶胶颗粒的空气动力学行为,目前已发展出多种模型[24-27]来对其进行描述,理论已经成熟。在配备通风系统的地下硐室中,气流的湍流作用(涡流)对气溶胶颗粒的影响更大,这是通风能改善硐室内空气环境的重要原因。

综合考虑钚气溶胶的上述空气动力学行为,可建立钚气溶胶颗粒在三维空间中的传播模型[28],用公式表示为

(1)

式中:c为钚气溶胶浓度(mg/m3);t为时间(s);u为风速矢量(m/s);D为空气扩散张量;w为钚气溶胶颗粒沉降速度(m/s)。

由于地下硐室为线性工程,因此钚气溶胶颗粒在地下硐室内的传播模型可简化为

(2)

式中:x为事故点与评估点的距离(m);Dx为沿地下硐室风路风向扩散系数;ux为风沿地下硐室风路方向的风速(m/s);source为事故源钚气溶胶释放速率[mg/(m3·s)];sink为钚气溶胶沉降速率[mg/(m3·s)]。

在给定边界条件下,可以采用数值分析方法对上述方程进行求解,从而获得钚气溶胶在地下硐室群各处的浓度及其与时间的关系。

2 核事故钚气溶胶扩散行为数值模拟

本文以某复杂地下硐室群为例,采用Ventsim三维可视化矿井通风模拟软件(简称Ventsim软件)对复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为进行数值模拟。

Ventsim软件由Howden Ventsim公司开发,该软件提供了一整套集成算法工具,用于分析矿井通风的流量、热量、污染物浓度等方面的工程问题。该软件已成功应用于全球800多个矿山,是目前模拟矿山硐室群中污染物扩散的有效工具。在给定核事故场景、事故源所在位置、污染物初始浓度及其释放特征参数的情况下,采用Ventsim软件可对式(2)传播模型进行数值求解,具体算法可参考文献[32]。

需要说明的是,虽然式(1)传播模型表明钚气溶胶在开放空间中的扩散行为是三维的,但在硐室通风条件下,钚气溶胶扩散的主要影响因素是风流,逆风方向湍流扩散几乎可以忽略不计,且由于隧洞围岩的存在,其他方向的扩散会受到限制,只有风流方向是钚气溶胶进一步向外扩散的方向。因此,式(2)传播模型所描述的单硐室钚气溶胶扩散过程为一维扩散。由于硐室群布局具有二维的特点,各硐室风速不一定相同,因此也可以认为硐室群中的钚气溶胶扩散行为是二维的。另外,由空气动力学分析可知,当核事故钚气溶胶的空气动力学直径>10 μm时,钚气溶胶颗粒在自身重力、絮凝、静电力等作用下发生沉积作用,因此本文模拟仅考虑钚气溶胶空气动力学直径≤10 μm的情况,不考虑由于钚气溶胶扩散过程中所产生的质量损失。

2.1 硐室群通风风路

2.1.1 硐室群风路布置

根据工程现场提交的资料,建立某硐室群风路图,如图2所示。图2中,每个方格的边长为100 m,除T0、T20、T24、T26等硐室长度为100 m外,其余各硐室长度均为200 m。该硐室群设计有两个进风口和一个出风口,出风口负责将硐室群内的受污空气抽出,进风口负责将洞外新鲜空气送入硐室群内,进风口硐室断面为马蹄形硐室,跨度为5 m,高度为5 m,等效截面积为25 m2。由于通道设计风速约为3 m/s,因此进风通道设计风压为100 Pa,此时进风口硐室中的风速为3.1 m/s,符合设计要求。出风口断面与进风口一致,由于出风口与硐室外大气相连,认为其设计风压为0,风路摩擦系数均取0.011 5。为简化模拟,进、出风口尺寸与硐室通道尺寸一致。

图2 某硐室群风路布置图Fig.2 Layout plan of airway in a certain chamber group

2.1.2 硐室群各风路风流方向的风速和风量计算结果

由前述钚气溶胶在硐室群内的传播模型可知,为获得钚气溶胶在硐室群内的扩散行为,需首先获得硐室内的风流速度,而风流速度与硐室截面尺寸、洞壁摩擦阻力、风机类型功率、风网结构等因素有关,各硐室内风速解算方法通常可分为解析法和数值分析方法,这些解算方法已经成熟[29-30],本文采用解析法对各硐室内风速进行解算。

在上节输入条件下,可对复杂硐室群内的风速和风量进行模拟计算,从而获得硐室群各风路风流方向的风速和风量(表2),硐室群各风路风流方向如图3中箭头所示。其中,风速作为式(2)传播模型的重要输入参数参与钚气溶胶扩散模拟。

注:图中数据为风沿风流方向的风速(m/s)。图3 某硐室群各风路风流方向Fig.3 Air flow direction of each airway in a certain chamber group

表2 硐室群各风路风流方向的风速和风量计算结果

由图3可知,当新鲜空气由进风口A进入硐室T0后,分别沿路径T4→T13→T12→T11→T20→ T23和T3→T7→T10→T19→T20→T23排出硐室群,由于两条风路之间存在压差,因此T6、T9硐室内的空气由高压风路流向低压风路,经过T6、T9硐室的分流,T7、T10硐室的风速与风量分别小于T3、T7硐室,而T12、T11则因为有T6、T9硐室的风流补充,其风速与风量分别大于T13、T12硐室。由于对称性,新鲜空气经进风口B进入右侧硐室群的风流路径、风速、风量与左侧硐室群规律一致。

2.2 事故场景设置

场景一:钚气溶胶的缓慢释放,每秒释放钚气溶胶浓度为1.11×10-6mg/m3,不考虑初始释放钚气溶胶、弥漫初始空间所需的时间,仅考虑钚气溶胶从初始空间扩散至硐室内的过程,其持续释放时间为10 h,10 h后经过紧急处理事故源不再释放钚气溶胶。场景一钚气溶胶浓度与释放时间的关系曲线,如图4所示。

场景二:化爆事故造成钚金属破碎熔化并在爆轰波作用下快速释放钚气溶胶,本次模拟1 kg 武器级钚金属在53.52 kg TNT炸药爆炸下产生933 g钚气溶胶的扩散过程[31]。由于该过程属于非线性动力扩散过程,从爆炸发生到爆炸结束都非常迅速,因此为简化处理,可认为钚气溶胶在爆轰作用下迅速弥漫事发硐室空间。同时,假定通风系统仍能正常工作,钚气溶胶在通风作用下开始向其他硐室扩散,初始硐室内的钚气溶胶浓度逐渐减小,由于缺乏实测数据,因此暂时假定该过程持续1 000 s,且钚气溶胶浓度随时间呈对数函数降低。需要说明的是,场景二所产生的钚气溶胶除经历了高浓度扩散过程之外,由于化爆产生的钚金属碎片仍有一部分无法通过通风排出硐室,因此当高浓度气溶胶排出硐室后,残留钚金属碎片仍将对硐室环境持续产生影响。场景二钚气溶胶浓度与释放时间的关系曲线,如图5所示。由于残余钚的主要存在形态并非气溶胶,其对硐室环境的影响与场景一类似,故场景二的模拟暂不考虑残余钚的影响。

图5 场景二钚气溶胶浓度与释放时间的关系曲线Fig.5 Relationship curve between plutonium areosol concentration and release time of scene two

2.3 事故源钚气初始浓度估算及监测点布置

事故源所在位置直接影响钚气溶胶在硐室群内的扩散,本文假设硐室群左边T6硐室为场景一发生地、硐室群右边T26洞室为场景二发生地。不同事故场景下事故源钚气溶胶初始浓度见表3。同时,在各风路路径上布置钚气溶胶浓度监测点(图6),以观察钚气溶胶通过各监测点时其浓度的变化规律。

图6 事故场景发生地及监测点布置示意图Fig.6 Schematic diagram of accident source and monitoring points

表3 事故源钚气溶胶初始浓度

2.4 钚气溶胶扩散行为数值模拟结果与分析

将风速和风量计算结果、不同事故场景下事故源初始浓度及其释放特征参数作为初始输入条件,利用Ventsim通风模拟软件可获得不同事故场景下各硐室内钚气溶胶浓度与扩散时间。

2.4.1 场景一钚气溶胶扩散行为数值模拟结果与分析

由监测结果可知,当编号T6的硐室发生场景一的核事故时,钚气溶胶主要沿T12、T11、T20、T23硐室扩散至洞口,其他硐室基本不受影响;事故发生的点位对于硐室T6中平衡时的钚气溶胶浓度存在影响,越靠近上风口,钚气溶胶平衡浓度越低,最低可达94.8×10-8mg/m3(T6与T3硐室交汇口),越靠近下风口,T6硐室内钚气溶胶平衡浓度越高,最高可达111×10-8mg/m3(T6与T12硐室交汇口)。场景一各硐室钚气溶胶浓度与扩散时间,见表4。

表4 场景一各硐室钚气溶胶浓度与扩散时间

由表4可知:当场景一核事故位于距T6与T12硐室交汇口50 m的位置发生时,MT6-1监测出钚气溶胶平衡浓度为106.2×10-8mg/m3;事故发生211 s后,T12硐室的MT6-2监测点监测到钚气溶胶,219 s后达到平衡,平衡浓度为17.7×10-8mg/m3;事故发生332 s后,T11硐室的MT6-3监测点监测到钚气溶胶,346 s后达到平衡,平衡浓度为15.1×10-8mg/m3;事故发生430 s后,T20硐室的MT6-5监测点监测到钚气溶胶,446 s后达到平衡,平衡浓度为8.4×10-8mg/m3。此后,上述受影响的硐室内钚气溶胶浓度始终保持动态平衡,浓度基本不变,但如事故源经应急处理停止释放气溶胶,则T6、T12、T11、T20硐室内的钚气溶胶将分别在120、220、320、405、435 s后降低为0(不考虑部分气溶胶沉淀、附着作用)。

2.4.2 场景二钚气溶胶扩散行为数值模拟结果与分析

由监测结果可知,当编号T26的硐室发生场景二的化爆核事故时,事故硐室的钚气溶胶将扩散至硐室群右侧所有硐室。场景二各硐室钚气溶胶浓度与扩散时间见表5;场景二各硐室监测点钚气溶胶浓度随时间的变化曲线,见图7。

图7 场景二各硐室内监测点钚气溶胶浓度随时间的变化曲线Fig.7 Variation curves of plutonium aerosol concentration with time at each monitoring point in scene two

由表5和图7可知:核事故发生后60 s内,钚气溶胶在通风的作用下进入T5和T25硐室,两硐室内浓度不断增加,事故发生139 s后T8硐室监测点MT26-3监测到钚气溶胶,155 s该监测点浓度升至峰值354.7 mg/m3,随后浓度开始下降,1 108 s后该监测点浓度降低为0[表5和图7(c)];T15硐室监测点MT26-1、T21硐室监测点MT26-4监测到的钚气溶胶浓度变化规律与监测点MT26-3相同[表5和图7(a)、图7(d)];325 s后T17硐室监测点MT26-2监测到钚气溶胶,350 s该监测点钚气溶胶浓度升至峰值299.1 mg/m3,随后钚气溶胶浓度开始下降,882 s后降低至阶段低点36.9 mg/m3,然后在899 s升至阶段高点58.6 mg/m3,随后钚气溶胶浓度再次下降,1 868 s后该监测点钚气溶胶浓度降低为0,形成主-次双峰结构[图7(b)],其原因在于硐室T18内的风速为1.5 m/s,而硐室T15内的风速仅为0.3 m/s,当硐室T18中的钚气溶胶浓度降低较多时,硐室T15中相对高浓度的钚气溶胶补入硐室T17,导致硐室T17钚气溶胶浓度短暂升高;钚气溶胶浓度随时间的变化曲线同样呈现主-次双峰结构的还有MT26-5和MT23监测点[表5和图7(e)、图7(f)],其原因与MT26-2监测点类似。

3 硐室群核事故应对措施

由上述研究结果可知,核事故所产生的钚气溶胶的扩散行为主要受泄漏方式、泄漏位置、钚气溶胶颗粒粒径以及通风系统等因素的影响。其中,泄漏的方式决定了钚气溶胶产生的量值;泄漏位置与通风系统共同决定了钚气溶胶的扩散路径、扩散时间以及各受影响硐室内的钚气溶胶浓度;而钚气溶胶颗粒的空气动力学直径则决定了哪些钚气溶胶颗粒会沉淀在硐室内部,哪些会随着风流排出硐室外部,对大气环境产生不利影响。据此,结合上述计算结果,从硐室群核安全设计、核事故应急处理、核扩散风险管控等方面对核事故应对措施进行讨论。

3.1 核安全设计措施

硐室群的核安全设计主要涉及分支硐室的各功能布局,以及与之相匹配的通风设计。通风系统除保证硐室群内有足够的新鲜空气供应外,还应考虑核安全需求,人员集中的区域应位于硐室群的上风位置,涉核活动场所应位于下风硐室。例如,场景一事故发生在T6硐室,场景二的事故发生在T26硐室,虽然两种场景产生的钚气溶胶浓度存在数量级的差异,但钚气溶胶的扩散走向均与风流走向一致。在不考虑化爆瞬间冲击作用的情况下,钚气溶胶的扩散仅影响下风向硐室,不影响上风向硐室,如前所述,场景一事故仅影响T6、T12、T11、T20、T23硐室,而场景二则影响了下风向所有硐室。显然,场景二的涉核活动场所布局并不合理,场景一的涉核活动场所布局稍优于场景二,但其位置仍位于较上风向的硐室。本案例中,T9和T16硐室是较为理想的涉核活动场所,在不考虑钚气溶胶扩散至硐室外的风险情况下,该区域作为涉核活动场所时对其他硐室的影响较小。同时,应针对潜在的事故硐室配备应急处理通道,应急处理通道应设置在上风向硐室,以确保事故发生时应急处理通道不受或较少受到钚气溶胶的污染。

硐室密闭门的设置是另一项重要的核安全设计内容。假设事故发生时通风系统仍能正常工作,则钚气溶胶会随着风流进入其他硐室,因此密闭门的设置应考虑两个方面的因素,一是环境监测系统对钚气溶胶的识别响应时间,二是密闭门从获得关闭指令进行启动到完全关闭所需的时间。监测系统应布设在涉核场所附近,以确保事故发生时能较快地响应;密闭门的设置应满足时间要求,使得密闭门在钚气溶胶抵达之前能够完全关闭,并且不会溢出到其他硐室。此外,对密闭门的应急关闭控制也需要进行系统研究。以场景一为例,关闭场景一T6硐室左端密闭门,会影响流入T6硐室的空气流量和流速,减缓T6硐室内的钚气溶胶流出,而T13硐室的关闭(假设T6硐室左侧密闭门不关闭)则会导致T6硐室内的风速由0.3 m/s增加到1.5 m/s,大大增加了钚气溶胶的扩散速度(图8)。

图8 T13硐室密闭门关闭导致T6硐室风速增加示意图Fig.8 Increase in the wind speed of T6 chamber caused by the closing of the airtight door of T13 chamber

3.2 核事故应急处理措施

应急处理的主要目的是尽可能降低核事故造成的生命财产损失,包括影响范围控制、医学应急处理和应急处理时机等。其中,影响范围控制涉及的硐室群功能布局、通风设计、密闭门设置等在核安全设计阶段需考虑的内容已在上节述及;而医学应急处理非本学科内容,因此这里仅结合钚气溶胶扩散行为讨论应急处理时机。

应急处理时机方面,应急处理人员可根据钚气溶胶扩散模拟结果择机进入核事故硐室区域。如:针对场景一的情形,由于泄漏的钚气溶胶浓度总体偏低,应急处理人员可较早地从进风口或应急处理通道进入硐室群;而场景二泄漏的钚气溶胶浓度远大于场景一,因此可在事故硐室内钚气溶胶降低至低浓度水平之后再进入,在不考虑核扩散风险的情况下,可在2 091 s后进入硐室群。应急处理时机还会影响应急处理过程中的防护方式,高浓度污染时需要注重吸入造成的内照射,低浓度污染时则需要注意地面和墙面的钚气溶胶沉降污染。另外,如果事故发生之初密闭门就被关闭,则原有的风路被改变,钚气溶胶浓度降低的方式和时间也会同时发生改变,应急处理预案需要根据应急通风系统设计参数另行计算和制定。

3.3 核扩散风险管控措施

核事故产生的钚气溶胶排出硐室外将会污染大气环境,根据《核安全法》的要求,应急处理时需要严格控制钚气溶胶的排放。根据前文分析,核事故发生后,密闭门处于关闭状态,事故硐室内的钚气溶胶主要通过应急通风系统排出。因此,可将应急通风系统设计为风管形式,在风管内设置钚气溶胶过滤装置,必要时在风管内设置多层过滤系统,以确保排风管中的钚气溶胶浓度达到安全排放水平。针对事故场景一,其产生的钚气溶胶浓度较低,可采用该方法进行过滤处理。而对于事故场景二下化爆事故产生的钚气溶胶,采用该方法处理的有效性还有待检验,主要是因为化爆事故不仅产生钚气溶胶,还可能导致事故硐室发生垮塌、产生额外的粉尘烟气等,这些将会加重上述过滤系统的负担,影响过滤效果。因此,针对事故场景二,可根据情况考虑增设辅助止损设施,或将事故硐室做永久封闭处理。需要说明的是,化爆事故的环境影响巨大,不仅对硐室内的工作人员、涉核产品等产生严重影响,爆炸本身产生的冲击作用还可能导致硐室内核物质通过破损的围岩进入地下水系统,从而污染地下水环境。因此,避免化爆事故产生是核扩散风险管控的首要任务。