物理性污染控制期末复习_物理性污染控制期末
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物理性污染控制
1.铀238和铀235在自然界的分布
铀238 99.3%
铀235 0.7% 2.电离辐射:凡能使受作用物质发生电离现象的辐射
3.放射性活度:单位时间内放射性物质衰变的次数。SI单位专用名为“Bq” 4.半衰期?c
I
Pu 5.照射量:定义单位质量重要点
6.吸收剂量:表示单位质量受照物质吸收的平均辐射量,适用于任何类型的电离辐射。因此,在给出吸收剂量时,必须指明辐射类型、介质种类和所在位置。SI单位为“戈瑞”,符号“Gy”
7.剂量当量:为衡量不同类型电离辐射的生物效应,将吸收剂量乘以若干修正系数,即为剂量当量。H=DQNQ:品质因数,用以剂量的微观分布对危害的影响D:在该点所接受的吸收剂量,GyN:修正系数SI单位为“西沃特”,符号“Sv”。
8.电离辐射的作用方式:外照射,内照射,放射性核素体表沾染,复合照射
9.电离辐射的损伤效应:1.)确定性效应:辐射效应的严重程度随剂量的加大而增高,如放射病、放射性白内障和放射性皮肤损伤。2)随机性效应: 指辐射损伤效应发生的概率与剂量大小有关,但损伤的程度与剂量无关,且不存在损伤效应的阈值水平,如癌效应、遗传效应等。
10.职业照射: 职业工作人员年有效剂量当量限值为50mSv 公众照射: 公众成员年有效剂量当量限值为1mSv 11.放射源的种类
按辐射类型:分为α放射源,β放射源,γ放射源,低能光子源,中子源等。按结构 :分为密封源和非密封源。
按应用:分为工业用源,医用源,实验室用源,如:同位素仪表用测厚源,离子感烟探测器用火警源,穆斯堡尔效应测量用穆斯堡尔源,X射线荧光分析用低能光子源,γ照相探伤源,静电消除源和同位素热源等。
12.我国采用国际原子能机构(IAEA)的思想,按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度,从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类,Ⅴ类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。
13.非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量分为甲、乙、丙三级,甲级非密封源工作场所得安全管理参照Ⅰ类放射源。乙级和丙级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅱ、Ⅲ类放射源。
14.射线装置分类: 目前国际上没有对射线装置进行分类。
为了管理的需要,综合考虑射线装置的能量、束流、工作场所的安全和屏蔽防护要求、产生活化放射性废物、对人体和环境的潜在危害等方面的因素,我国从高到低将射线装置分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。
按照使用用途分医用射线装置和非医用射线装置 15.编码规则
放射源编码由12位数字和字母组成,分别表示生产单位、出厂年份、核素代码、产品序列号、放射源类别等内容。其中:
第1-2位国内生产的放射源、为生产单位代码,国外生产的,为生产国家代码。
第3-4位为出厂年份,用年份后两位数字表示。2005年1月1号前出厂且年份不清楚的写NN 第5-6位为核素代码,2005年1月1号前出厂且本项不清楚的写NN。第7-11位产品序列号
第12位出厂时放射源类别。分别为1、2、3、4、5类源。不清楚的写N。
16.为了加强辐射安全的管理,辐射工作单位必须在从事辐射工作之前申请领取许可证,申管部门对拟从事放射性同位素和射线装置生产、销售、使用单位的安全和防护设施、人员资质、管理措施等方面的评价和验证,满足国家法律法规和标准要求的,方可允许该单位开展放射性同位素和射线装置生产、销售和使用等活动。17.电离辐射对机体生物效应的机制详细的看PPt 18.辐射对机体损伤效应的影响因素 辐射因素
★辐射量大小★辐射类型★照射方式★受照部位和面积 机体因素
★辐射敏感性与细胞增值率正比,与分化程度成反比
★细胞周期不同辐射敏感性也不同,DNA合成期敏感性高 19.案例(了解就好)
20.辐射防护的三原则(没有)21放射性废物的分类方法
放射性废物的许多性质,都可以作为分类的依据,例如:
(1)按废物的物理、化学形态分类:气载废物、液体废物、固体废物(2)按放射性水平:低放废物、中放废物、高放废物
(3)按放射性废物来源:核燃料循环废物、核技术利用废物、退役废物、铀伴生矿废物(4)按半衰期:长寿命废物、短寿命废物
(5)按辐射类型分类:β/γ放射性废物、α废物
(6)按处置方式:免管废物、可清洁解控废物、近地表处置废物、地质处置废物(7)按毒性:低毒组、中毒组、高毒组、极毒组废物(8)按释热性:高发热、低发热、微发热废物 22.我国放射性废物的分级
1)废物按其放射性活度水平分为豁免废物、低水平放射性废物、中水平放射性废物或高水平放射性废物。
放射性废物,按其物理性状分为气载废物、液体废物和固体废物三类。
2)放射性气载废物按其放射性浓度水平分为不同的等级。放射性浓度以Bq/m3表示。3)放射性液体废物按其放射性浓度水平分为不同的等级。放射性浓度以Bq/L表示。4)放射性固体废物首先按其所含核素的半衰期长短和发射类型分为五种,然后按其放射性比活度水平分为不同的等级。放射性比活度以Bq/kg表示 23.放射性液载废物
24.美国放射性废物分类(没有)25wci废物分类法.26.气载低中放废物的特点
放射性气载废物中可能含有活化和裂变产生的人工核素、天然核素。所含核素的种类、数量和形态差别很大,并且还经常伴随有各种常量有害物质,如:粉尘、NOx、SOx、HF、CO2、CO等,它们以放射性气体、气溶胶和悬浮物形式存在。
放射性气溶胶是固体或液体放射性微粒悬浮在空气或气体介质中形成的分散体系,粒径为10-3~103µm,
27.气载放射性废物的处理
处理对象:放射性气体、放射性微尘和放射性气溶胶
处理目的:是去除或降低放射性污染物,保护工作人员、公众和环境。处理方法
1)衰变式处理方法通风法衰变贮存低温回收 2)处置式处理方法干法除尘湿法除尘吸附过滤 28.通风法
通风实际上是一种稀释法。用通风降尘除氡是铀(钍)矿井废气治理主要方法。例如:在矿井、厂房内设机械送风、排风系统,保证提供新鲜空气和将有害气体排除。气流组织由低污染区流向高污染区,防止发生逆流和窜流。白区(监督区)、绿区(清洁区或非限制区)、橙区(限制区或维修区)、红区(热区或污染区)。橙区、红区的排风必须经过高效过滤器净化,监测合格排放。
29.衰变贮存放射性废气中含有很多短寿命活化产物和裂变产物核素,如核电站工艺废气中,除14C、85Kr、3H外,其他核素的半衰期都很短,短寿命的惰性气体可采用衰变贮存来消除。核电站工艺废气的衰变贮存有两种方式:
1.加压贮存
许多压水堆电站把一回路冷却剂的溶解气体、系统内容器的覆盖气体和设备运行的呼排气收集起来,用压缩机加压(约0.8MPa)贮存60d左右。经过60d 的贮存,133Xe可衰变掉99.9%以上,工艺废气内其他短半衰期的放射性核素大部分已衰减到可排除的水平。优缺点:工艺成熟,系统简单;但设备庞大,容易出现泄漏。2.吸附床滞留床
吸附床滞留是废气在除湿后通过吸附(又称延迟床),使其中的裂变气体氪和氙在连续的吸附、解吸过程中,得到足够的滞留时间,从而降低放射性水平。
有些核电站采用活性炭滞留床,滞留衰变处理工艺废气,其优点是:常温常压运行,无转动部件,废气泄漏量小,操作简单,可靠性高。3.低温回收85Kr 有些有用核素可用低温回收方法提取和去除。85Kr是惰性气体中重要核素,可作探伤侧厚和示踪剂,是一个有实用价值的同位素。
85Kr的回收提取有两种方法:活性炭吸附法和低温精馏法
六、常用的吸附过滤器
1.碘吸附器
2.预过滤器
3.高效微粒空气(HEPA)过滤器
七、气载废物处理方法比较
与湿法净化相比,干法净化允许进气的温度高,二次废物量相对较少;湿法净化可同时除尘、降温和去除NOX、SOX和HCl等非放射性有害气体,但二次废物量较多,腐蚀作用大,在HEPA过滤器前一般要增设气体预热器。30.一、沉淀法 沉淀法优点: 1.工艺流程和设备简单,操作比较方便,建造投资和运行费用较低; 2.可处理含悬浮颗粒、胶体、有机物和较多常量盐分的废液; 3.适合于处理低放废液和废液产生量小的单位使用。沉淀法缺点:
1.去污因子较低,减容倍数较少; 2.难以实现连续运行和自动化操作;
3.由于加入沉淀剂,二次废水往往有较高的盐分,二次废物量较大。31蒸发浓缩法 蒸发法的问题:
蒸发浓缩过程中蒸发器结垢、腐蚀和发泡是三个主要困扰因素,影响去污因子、处理成本和蒸发器的寿命,是必须重视的问题发泡。蒸发室中的液体处于沸腾状态,大量气泡会造成二次蒸汽雾沫夹带许多放射性核素,降低蒸发器的净化效率。由于以下原因废液蒸发的发泡会加深:①存在表面活性剂②高pH③存在悬浮物④盐分被浓缩⑤浓度梯度造成黏度和表面张力的改变。32.流出物排放 流出物排放的控制
排放放射性流出物时要符合下列条件,获得审管部门批准:
1.排放不超过审管部门认可的排放限值,包括排放总量限值和浓度限值;
2.有适当的流量和浓度监控设备,排放是受控制的;
3.含放射性物质的废液采用槽式排放;
4.排放所致的公众照射符合规定的剂量限值要求;
5.使排放的控制最优化。33.废物的压实减容
压实:依靠机械力作用使废物密实化,提高废物整体密度,减少废物体积。主要优点:费用低设备简单二次废物极少
34.减容因子:废物的减容因子(VRF)为废物压缩前后体积之比 VA—废物压缩前体积,m3; VF—废物压缩后体积,m3;
35.固化处理过程必须考虑:1.废物中核素种类很多,有的放射性水平高,还有非放射性物质混在一起;
2.有的成分是易挥发的;
3.核素衰变、辐射分解作用和热分解作用可能会使固化体结构发生改变,水辐射分解会产生自由基、氧化剂H2O2和还原剂H2等。4.包装容器的金属腐蚀会产生H2等。36.水泥固化
水泥固化原理:水泥是一种无机胶结剂,经水化反应后可形成坚硬的水泥块,能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。水泥固化放射性废物就是利用水泥的这一特性。
不适合水泥固化的废物:放射性水平高含易挥发核素金属腐蚀或辐射分解产生气体等
优缺点:抗压强度高,自屏蔽能力强,耐辐射和耐热性能好,工艺设备简单,投资少。增容1.5~2倍,放射性核素的浸出率较高。
水泥:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥,高铝水泥等,可根据废物的种类、性质进行选择。添加剂:沸石(Cs)、硅灰(Sr)、粉煤灰(流动性)等(见表6-2)。37.沥青固化原理:以熔融沥青或乳化沥青为固化剂,与放射性废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下均匀混合,同时蒸发除去水分,使废物均匀地包容在沥青中,最后装桶、冷却获得稳定的固化体。沥青固化中低放废物的特点
1.沥青的熔化温度低,包容的裂变产物的衰变热量不能过大;
2.辐射作用会使沥青固化体中的水分和碳氢有机物分解
3.耐辐照性
4.热稳定性 沥青固化的优点:工艺设备和固化材料容易获得;可处理多种废物;废物包容量高(40%~60%质量百分比);固化产品浸出率低。沥青固化的缺点:
必须严格控制温度(要严格控制操作温度不大于180℃,固化物起始放热温度<230℃)固化体基质容易老化;易受微生物的侵蚀,生物降解;易发生辐射分解;遇水易溶胀。38.塑料固化
塑料固化的优点:废物包容量高;核素浸出率低;塑料固化体抗浸出率比水泥固化体高1~3个量级;对有机废物相容性好;处理过程在室温下进行,放射性废液直接掺和入聚合物而无需蒸发。
塑料固化的缺点:
不适合固化高放射性物质,不能承受高辐照和高释热作用(会辐解和热解); 需要对废物作脱水处理,需要加入引发剂、催化剂等; 塑料固化费用比较高。
39.水力压裂法水力压裂选用石油工业成熟的压裂技术和设备,把低中放废液和水泥及添加剂制成的灰浆注入地下封闭的透水性很低的页岩层中,凝固后与页岩形成一个整体,使放射性废物与人类环境安全隔离。水力压裂适于处置中低放废液和泥浆废物。40.退役计划和准备
核设施的退役是对使用期满或因其他原因而退出服役的核设施的全部或部分解除审管控制而采取的行动,以保护工作人员、公众和环境安全,退役的最终目标是无限制或有限制开放或利用场址。退役不包括放射性废物处置库(场)与尾矿库的关闭。有些核设施或者它的某些部分,符合法规要求,经审管部门批准进入到一个新的或者现存的核设施中,它所处的场址仍然处在审管控制之下,也可以认为该核设施完成了退役。
退役活动包括移走放射性物质(如乏燃料、新燃料组件和放射源等)、去污、设备拆卸、房屋拆除、场址清除等系列活动。41.退役策略
核设施推移采取什么策略,取决于以下三大因素:
1.政治、社会、地理因素,这包括:①环保要求②有关法规、标准建立③检测、维修和审管要求④核设施所处的地理位置、土地使用、人口和经济发展前景⑤社会和公众态度
2.技术因素,这包括:①退役设施的规模、污染程度与放射性水平②去污、切割拆卸和场址清污技术是否具备或者可以获得③受照剂量限制④废物处理、整备、贮存、运输和处置条件⑤乏燃料出路⑥所需开发研究工作,人力资源和专家队伍等
3.经济因素,这包括:①代价—利益分析②经费来源 ③利率、通货膨胀 42.退役策略
现在,国际原子能机构(IAEA)把退役分为三种策略:
1.立即拆除
立即拆除可以较好利用现有的辅助设施和设备以及熟悉设施的人员参与退役,但立即拆除可能会导致工作人员受照剂量较高,需要采取或需要发展要干切割和拆卸机具。2.延缓拆除
延缓拆除的好处首先是降低退役工作人员的受照剂量,其次是若干年之后可能开发出了先进的去污技术和拆卸技术可以被利用。
3.就地埋葬
就地埋葬退役也称就地处置。其包括两种情况:一是埋葬在原来设施的下面;二是埋葬在设施所在的区域内,不再取回。
43.退役废物管理:退役产生的物料和放射性废物有三条出路:
1.清洁解控允许无限使用
2.授权在核工业内部使用
3.作为放射性废物贮存
各国的标准和限值差别很大。由于军工遗留放射性废物的特殊性,往往有按个案处理做法。
44.高放废物处置的国际现状
至今,世界上还没有一个国家建成高放废物地址处置库。国际高放废物处置进展迟缓,原因很多,主要原因为:
①乏燃料应该被当作资源还是当作废物有争议; ②高放废物处置库选址条件高,场址难找;
③高放废物处置费用大,技术难度高,资源不足; ④公众对处置安全性的认同和社会/政治阻力。45.公众信任和社会支持
IAEA总干事穆罕默德。巴拉迪说:还没有什么问题像乏燃料和高放废物处置那样,公众接受起到如此核心作用,构建公众的信任是一项关键性挑战。国际上,处置库建造的障碍,不是技术和资金的问题,而是受到政治和公众舆论的影响,为了争取公众的信任和社会的支持,国外采取:加强宣传活动,公众沟通,公众参与,经济补偿等许多措施,如:
1.广泛向公众做宣传,举办展览会,参观实验室,使公众了解和信任高放废物地质处置的安全性和可靠性;
2.加强向公众通报地质处置技术的最新进展和成就,增加透明度;
3.听取公众或公众代表的意见,并做好反馈工作,提高公众对处置库安全性的信心和对审管者与实施者的信任感;
4.对场址利益相关者实行经济补偿;
5.建立和执行法规标准,并尽可能同国际标准接轨;
四、分步决策推进我国高放废物处置工作
近20年来,我国已经做了许多工作,取得了不少成果,主要做了以下几个方面:1.甘肃北山场址选址2.核素迁移和核素水溶液化学研究3.缓冲/回填材料—膨润土研究 46.核电站废物的管理系统
核电站废物管理系统通常包括:1.放射性废物收集系统2.硼回收系统3.废气处理和排放系统 4.废液处理和排放系统5.固体废物处理和贮存系统 47放射性废物管理
包括废物的产生、预处理、处理、整备、运输、贮存和处置在内的所有的行政和技术活动。实行生命周期全过程管理:产生使用处置
国际原子能机构(IAEA)将核设施退役划分在放射性废物管理之中.48.体系图,自己看
2003.6.28,全国人民代表大会常务委员会通过了《中华人民共和国放射性污染防治法》 已建立职责分工明确、实行独立监管的组织机构 行业主管部门:国防科工委
废物产生和管理部门:中国核工业集团公司 最高安全监管机构:国家环保部 两级管理:国家和省级分级管理 国家环境保护总局
省级人民政府环境保护行政主管部门 50.管理的法规、条例和标准: 《放射管理办法》
《放射环境管理实施细则》
《建设城市放射性废物库的暂行规定》 《城市放射性废物管理办法》
《关于我国中低水平放射性废物处置的环境政策》 《放射性废物管理规定》(GB14500-2002)《放射性废物分类标准》(GB9133-1995,HAD401/04)《放射性废物安全监督管理规定》(HAF 401)《核科学技术术语放射性废物管理》(GB/T 4960.8-1996 51.放射性废物管理的基本原则 九条基本原则:⒈保护人类健康2.保护环境3.超越国界保护4.保护后代5.不给后代造成不适当的负担6.纳入国家法律框架7.控制放射性废物产生 8.兼顾放射性废物产生和管理各阶段间的相依性9.保证废物管理设施安全
52.实现放射性废物安全管理,应重视以下环节:(1)安全分析和环境影响评价(2)安全文化(3)质量保证(4)研究和开发(5)文件化和数据库(6)人员培训和资格认证(7)应急计划(8)有组织的控制
53.放射性废物管理的辐射防护与安全国际放射防护委员会(ICRP)第60号出版物提出,为了某种有益的目的,增加(产生或伴随)照射的人类活动,称为“实践”;减少已存在的照射的人类活动,称为“干预”。
放射性废物的处理和处置,可能增加受照剂量或受照人数,可能改变照射途径,按照ICRP第60号出版物的规定,则应该属于“实践”活动。核设施退役与环境整治,在不同情况下可能分别属于“实践”或“干预”活动。
54.放射性废物管理的辐射防护与安全,应贯彻《电离辐射防护和辐射源安全的基本标准》所提出的要求:(1)实践的正当性 即:效益≧代价+风险
ICRP在1977年第26号出版物指出:“若引进的某种实践不能带来超过代价的纯利益,则不应采取此种实践”。(2)防护与安全最优化
最优化应以该源所致个人剂量和潜在照射危险分别低于剂量约束和潜在照射危险约束为前提。
ICRP第60号给出的最优化定义:最优化应该是废物管理活动的重要指导思想,应贯彻于选址、设计、建造、运行和退役全过程,设计过程是实现最优化的关键阶段。55.干预的正当性和干预措施最优化 只要干预是正当的,就应当通过干预减少非实践部分的辐射源的辐射照射,并且干预措施应当是最优化的。
在干预计划中,应规定最优化的关于水平和行动水平。“干预”的形式、规模及持续时间应当谋求最优化,使得降低剂量而获得的净利益,即降低辐射危害而得到的利益扣除干预本身危害后尽可能大。