國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的發(fā)展研究

鐘 霞，孫志剛

(國(guó)家核應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)支持中心，北京 100037)

國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的發(fā)展研究

鐘 霞，孫志剛

(國(guó)家核應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)支持中心，北京 100037)

為了保證在發(fā)生核事故時(shí)能及時(shí)有效地采取防護(hù)行動(dòng)以保護(hù)公眾和環(huán)境，需要事先在核設(shè)施周?chē)?yīng)急計(jì)劃區(qū)，并在該區(qū)域內(nèi)需要制定應(yīng)急計(jì)劃并做好應(yīng)急準(zhǔn)備。本文系統(tǒng)地介紹了國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)有關(guān)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)發(fā)展歷程及預(yù)防行動(dòng)區(qū)(PAZ)和緊急防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)(UPZ)的特征，詳細(xì)闡述了在福島核事故后IAEA有關(guān)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的最新變化發(fā)展，重點(diǎn)分析了Ⅰ類(lèi)威脅核設(shè)施的PAZ和UPZ的變化，為完善我國(guó)核電廠(chǎng)核應(yīng)急工作提供啟示與參考。

應(yīng)急計(jì)劃區(qū)；預(yù)防行動(dòng)區(qū)；緊急防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)

應(yīng)急計(jì)劃區(qū)是實(shí)施核應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)的重點(diǎn)區(qū)域。建立應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的目的是預(yù)先劃出最可能需要采取公眾防護(hù)行動(dòng)的區(qū)域，并在其中做好應(yīng)急準(zhǔn)備，以便在實(shí)際事故狀態(tài)下能夠迅速有效地采取防護(hù)行動(dòng)，最大限度地保護(hù)公眾的健康安全，減輕事故對(duì)環(huán)境和公眾的有害影響[1]。

應(yīng)急計(jì)劃區(qū)相關(guān)內(nèi)容一直是核應(yīng)急準(zhǔn)備工作領(lǐng)域重點(diǎn)與難點(diǎn)。我國(guó)核應(yīng)急的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與各級(jí)核應(yīng)急預(yù)案描述并強(qiáng)調(diào)了應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的重要性[2-3]。隨著核電發(fā)展，我國(guó)核應(yīng)急領(lǐng)域有關(guān)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃定方面也存在諸多亟待解決的問(wèn)題,如先進(jìn)堆的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)[4]、跨省境與一址多堆型的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)。隨著核應(yīng)急理念的變化，尤其在日本福島核事故后，國(guó)際組織與諸多國(guó)家提出修訂應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的建議。目前國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)、日本與韓國(guó)相繼修訂與完善了應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的內(nèi)容。

鑒于我國(guó)核應(yīng)急的實(shí)際需求及國(guó)外有關(guān)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的發(fā)展，本文研究分析了IAEA應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的發(fā)展歷程，分析了福島核事故后IAEA有關(guān)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的理念變化，旨在為探討我國(guó)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的相關(guān)問(wèn)題提供參考。

1 IAEA應(yīng)急計(jì)劃區(qū)發(fā)展特征

1.1 發(fā)展歷程

IAEA在20世紀(jì)80年代沿用了應(yīng)急計(jì)劃區(qū)(EPZ)的概念，即煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)與食入應(yīng)急計(jì)劃區(qū)。切爾諾貝利事故后，根據(jù)嚴(yán)重核事故應(yīng)對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究，IAEA不斷完善和發(fā)展應(yīng)急計(jì)劃區(qū)域的概念。

在切爾諾貝利事故發(fā)生后十年，IAEA形成了應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的“三區(qū)制”特征。1997年，IAEA在發(fā)布的技術(shù)文件《發(fā)展核與輻射事故應(yīng)急響應(yīng)準(zhǔn)備的方法》(TECDOC-953)[5]中提出應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的新概念，即預(yù)防行動(dòng)區(qū)(PAZ)，緊急防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)(UPZ)和長(zhǎng)期防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)(LPZ)。這三種區(qū)域的大小與核設(shè)施的威脅類(lèi)型和功率密切相關(guān)。在PAZ內(nèi)要求預(yù)先制定好緊急防護(hù)行動(dòng)，并在宣布總體應(yīng)急后可以立即實(shí)施，其目標(biāo)是在釋放前采取防護(hù)行動(dòng)來(lái)充分降低確定性健康效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)；在UPZ內(nèi)要求做好相應(yīng)的應(yīng)急準(zhǔn)備，以便根據(jù)事故監(jiān)測(cè)結(jié)果迅速實(shí)施緊急防護(hù)措施；在LPZ內(nèi)要求提前做好準(zhǔn)備來(lái)有效實(shí)施防護(hù)行動(dòng)，以減少地面沉積和食物攝取帶來(lái)的長(zhǎng)期劑量。

隨著核應(yīng)急理念進(jìn)一步發(fā)展，IAEA逐步地發(fā)展完善應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的相關(guān)內(nèi)容，形成了以PAZ與UPZ為代表的“二區(qū)制”特征。2002年，IAEA在《核或輻射應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)》(GS-R-2)[6]安全標(biāo)準(zhǔn)中，提出設(shè)施的場(chǎng)外應(yīng)急區(qū)不再使用長(zhǎng)期防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)(LPZ)的概念，而要求建立預(yù)防行動(dòng)區(qū)(PAZ)和緊急防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)(UPZ)，并規(guī)定各區(qū)域內(nèi)應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)的安排要求。自此，規(guī)范化地避開(kāi)輻射途徑為導(dǎo)向劃分應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的方法，而采用以防護(hù)行動(dòng)導(dǎo)向劃“應(yīng)急區(qū)”的方法。隨后，IAEA在《發(fā)展核或輻射應(yīng)急響應(yīng)的方法》(METHOD-2003)[7]與2007年出版的《核或輻射緊急狀態(tài)準(zhǔn)備的安排-安全導(dǎo)則》(GSG-2.1)[8]中，均突出了PAZ和UPZ在預(yù)防性緊急防護(hù)行動(dòng)的重要性。

總之，從切爾諾貝利核事故至福島核事故發(fā)生的這個(gè)階段，IAEA的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)發(fā)生了質(zhì)的變化，形成了分區(qū)域、分層次的特征，強(qiáng)調(diào)了離核設(shè)施最近的PAZ和UPZ兩個(gè)區(qū)域的防護(hù)行動(dòng)準(zhǔn)備與實(shí)施。IAEA的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)不僅專(zhuān)門(mén)劃分了預(yù)防行動(dòng)區(qū)，并且規(guī)定在宣布場(chǎng)外應(yīng)急(總體應(yīng)急)后，該區(qū)域內(nèi)立即執(zhí)行預(yù)先制定的防護(hù)行動(dòng)。

1.2 PAZ與UPZ的特征

PAZ和UPZ是IAEA建議的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的典型區(qū)域，具有各自特征(表1)。這兩種類(lèi)型區(qū)域的劃分主要依據(jù)核設(shè)施的威脅類(lèi)型，其大小與核設(shè)施功率或威脅值密切相關(guān)(表2)。

表1 PAZ與UPZ的特征描述Table 1 Description of PAZ and UPZ

表2 對(duì)于威脅類(lèi)型為Ⅰ和Ⅱ的設(shè)施，應(yīng)急計(jì)劃區(qū)和半徑大小的建議值Table 2 Radius of emergency zone for facilities of threat category Ⅰ and category Ⅱ

注：A為核素活度；D2為特定放射源核素由于彌散而致使人體發(fā)生確定性效應(yīng)的最小活度估算值，又稱(chēng)此源的危險(xiǎn)活度[10]

根據(jù)相關(guān)的定義[9]，PAZ是對(duì)于威脅Ⅰ類(lèi)設(shè)施應(yīng)當(dāng)做出安排的區(qū)域，目標(biāo)是根據(jù)設(shè)施的條件(例如應(yīng)急級(jí)別)在發(fā)生放射性物質(zhì)釋放之前或發(fā)生放射性物質(zhì)釋放后的很短時(shí)間內(nèi)采取緊急防護(hù)行動(dòng)，從而顯著地降低嚴(yán)重確定性健康效應(yīng)的危險(xiǎn)。對(duì)于威脅Ⅰ類(lèi)設(shè)施的嚴(yán)重應(yīng)急事故發(fā)生后，PAZ內(nèi)要求采取預(yù)防性緊急防護(hù)行動(dòng)，且行動(dòng)的依據(jù)是可能導(dǎo)致釋放的設(shè)施狀態(tài)(如應(yīng)急狀態(tài)分級(jí)或應(yīng)急行動(dòng)水平)。需要強(qiáng)調(diào)的是，該依據(jù)不是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或評(píng)價(jià)結(jié)果?？紤]到獲得監(jiān)測(cè)結(jié)果將需要較長(zhǎng)時(shí)間，這可能會(huì)失去行動(dòng)的最佳時(shí)機(jī)；另外，獲取評(píng)價(jià)結(jié)果的決策支持系統(tǒng)，包括利用計(jì)算機(jī)的模型系統(tǒng)，在應(yīng)急期間并不能非常迅速并準(zhǔn)確地給出放射性釋放的大小與時(shí)間進(jìn)程、煙羽的移動(dòng)、沉積水平或所引起的劑量。為此，對(duì)于威脅Ⅰ類(lèi)設(shè)施，必須事先確定PAZ的大小和應(yīng)采取的預(yù)防性緊急防護(hù)行動(dòng)。

UPZ[9]是針對(duì)威脅Ⅰ類(lèi)Ⅱ類(lèi)設(shè)施應(yīng)當(dāng)建立的一種區(qū)域。其目標(biāo)是盡可能降低隨機(jī)性健康效應(yīng)。為此，要求在該區(qū)做好根據(jù)監(jiān)測(cè)和設(shè)施工況迅速采取緊急防護(hù)行動(dòng)的安排，避免受照劑量。需要指出的是，此階段在UPZ內(nèi)采取緊急防護(hù)行動(dòng)的依據(jù)主要是監(jiān)測(cè)結(jié)果和設(shè)施的工況，而不再只是設(shè)施的工況。

2 IAEA應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的最新發(fā)展

2013年，IAEA總結(jié)了日本福島事故經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在《輕水反應(yīng)堆嚴(yán)重事故下應(yīng)急防護(hù)行動(dòng)》(EPR-2013)[11]中，完善與發(fā)展了Ⅰ類(lèi)威脅類(lèi)型設(shè)施中輕水堆(熱功率水平大于100 MW)的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)。

2.1 應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的最新特征

在《輕水反應(yīng)堆嚴(yán)重事故下應(yīng)急防護(hù)行動(dòng)》(EPR-2013)中，IAEA明確提出：對(duì)于熱功率水平大于100 MW的威脅類(lèi)型為Ⅰ的核電廠(chǎng)，為確保緊急防護(hù)行動(dòng)和其他響應(yīng)行動(dòng)的及時(shí)性和有效性，在應(yīng)急準(zhǔn)備階段，應(yīng)提前進(jìn)行界定四種場(chǎng)外應(yīng)急區(qū)域和距離，即預(yù)防行動(dòng)區(qū)(PAZ)、緊急防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)(UPZ)、延伸計(jì)劃距離(EPD)、食入及商品限制計(jì)劃距離(ICPD)。表3對(duì)應(yīng)急區(qū)域和距離進(jìn)行了相關(guān)描述，表4給出了應(yīng)急區(qū)域和距離大小的建議值。

從以上所列最新的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)特征及其建議值不難發(fā)現(xiàn)，IAEA最新推薦的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)發(fā)生較大的變化。首先，其引入了兩類(lèi)新的計(jì)劃距離(EPD與ICPD)并提出了半徑建議值，強(qiáng)調(diào)需要在這些距離做好采取防護(hù)行動(dòng)及其他響應(yīng)行動(dòng)及進(jìn)行監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)備。以往的導(dǎo)則雖給出了在這些距離內(nèi)需要采取的行動(dòng)，但未明確提出此區(qū)域概念。其次，PAZ與UPZ名稱(chēng)雖然未變，但其半徑大小與在該區(qū)域內(nèi)實(shí)施防護(hù)行動(dòng)的要求發(fā)生了變化。

表3 應(yīng)急區(qū)域和距離的相關(guān)描述Table 3 Description of emergency zones and distances

表4 應(yīng)急區(qū)域和距離大小的建議值Table 4 Suggested sizes for emergency zones and distances

2.2 PAZ與UPZ的變化

IAEA最新出版文件雖然沿用了早期提出的PAZ與UPZ名稱(chēng)，但完善和修改PAZ和UPZ范圍內(nèi)采取的防護(hù)行動(dòng)和其他響應(yīng)行動(dòng)的內(nèi)容與時(shí)間，凸顯了核應(yīng)急快速及時(shí)的發(fā)展趨勢(shì)。

Ⅰ類(lèi)威脅核設(shè)施的PAZ的具體特征及變化如表5所列。表5中可以看出，主要變化內(nèi)容體現(xiàn)在觸發(fā)實(shí)施防護(hù)行動(dòng)的條件與PAZ大小所適用反應(yīng)堆的功率。PAZ的最新理念明確提出在釋放之前就實(shí)施防護(hù)行動(dòng)，這強(qiáng)調(diào)了核應(yīng)急快速及時(shí)響應(yīng)理念。對(duì)于功率大于100 MW(th)的反應(yīng)堆，不再區(qū)分其功率大小，其PAZ的最小半徑大小統(tǒng)一增大為3～5 km，也就是，將功率大于100 MW(th)小于1 000 MW(th)反應(yīng)堆的PAZ的最小半徑，由原來(lái)的0.5～3 km增大為3 km。除此之外，最新理念也提出了對(duì)設(shè)置PAZ的要求，如確保PAZ內(nèi)人員撤離時(shí)間最短、要求PAZ內(nèi)人員撤離要優(yōu)先于UPZ。

表5 預(yù)防行動(dòng)區(qū)(PAZ)的變化Table 5 Comparison of PAZ between IAEA-GSG-2.1 and IAEA-EPR-2013

表6對(duì)比列出Ⅰ類(lèi)威脅核設(shè)施的UPZ幾個(gè)方面的特征及其變化。相比舊概念，最新理念的UPZ內(nèi)容及大小均有變化。首先，UPZ觸發(fā)實(shí)施防護(hù)行動(dòng)的條件發(fā)生了明顯變化。IAEA提出在釋放前或短暫釋放后，在UPZ內(nèi)實(shí)施防護(hù)行動(dòng)，而勿需在實(shí)施監(jiān)測(cè)之后才實(shí)施響應(yīng)的防護(hù)行動(dòng)和其他響應(yīng)行動(dòng)，這主要因?yàn)樵赨PZ范圍內(nèi)實(shí)施監(jiān)測(cè)耗費(fèi)的時(shí)間比之前預(yù)期的要長(zhǎng)很多。這變化突顯了核應(yīng)急快速及時(shí)的理念。另一最新的變化為功率大于100 MW(th)反應(yīng)堆的UPZ半徑大小統(tǒng)一增大為15～30 km。

表6 緊急防護(hù)行動(dòng)計(jì)劃區(qū)(UPZ)的變化Table 6 Comparison of UPZ between IAEA-GSG-2.1 and IAEA-EPR-2013

以上對(duì)比分析了IAEA有關(guān)熱功率大于100 MW的威脅類(lèi)型為I的核電廠(chǎng)的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的最新變化。這些變化從不同層面反映了IAEA的核應(yīng)急響應(yīng)理念正往更迅速、更有效的方向發(fā)展。

3 啟示與建議

IAEA的核應(yīng)急計(jì)劃區(qū)理念并非一成不變，是隨著研究與實(shí)踐不斷地發(fā)展與完善，尤其是在切爾諾貝利與福島核事故后，IAEA有關(guān)核應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的理念產(chǎn)生較大變化，總體趨勢(shì)是確保響應(yīng)行動(dòng)更加迅速和更加有效。

目前，我國(guó)在確定核電廠(chǎng)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)方面面臨一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，一是，現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《核電廠(chǎng)應(yīng)急計(jì)劃與準(zhǔn)備準(zhǔn)則-應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的劃分》(GB/T 17680.1—2008)尚未反映IAEA有關(guān)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)、干預(yù)水平、威脅分類(lèi)等新理念；二是，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)主要是基于我國(guó)核電發(fā)展當(dāng)時(shí)的現(xiàn)狀；三是，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的可操作性存在明顯缺陷；四是，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)外區(qū)不需要考慮撤離的規(guī)定難以滿(mǎn)足在嚴(yán)重事故下及時(shí)、有效實(shí)施防護(hù)行動(dòng)的要求。鑒于此，要適應(yīng)核工業(yè)快速發(fā)展的新形勢(shì)和新要求，及時(shí)更新和完善我國(guó)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的理念，根據(jù)我國(guó)自身國(guó)情和實(shí)際情況，開(kāi)展適用性研究已是核應(yīng)急工作者面臨的重要和急迫的任務(wù)。

因此，根據(jù)IAEA有關(guān)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)新理念，結(jié)合我國(guó)核電發(fā)展特征及我國(guó)具體國(guó)情，對(duì)我國(guó)核應(yīng)急工作提出兩點(diǎn)具體建議：1) 應(yīng)急計(jì)劃區(qū)是我國(guó)核應(yīng)急工作中的重要的空間概念，其概念與理念需要結(jié)合國(guó)際實(shí)踐發(fā)展與國(guó)內(nèi)自身的國(guó)情進(jìn)行發(fā)展與完善；2) 我國(guó)核應(yīng)急工作不僅要完善應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則研究，還需要加強(qiáng)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)的應(yīng)急準(zhǔn)備精細(xì)化管理，并制定應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)防護(hù)行動(dòng)指南。

[1] 岳會(huì)國(guó). 核事故應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)手冊(cè)[M]. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2013.

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院. 國(guó)家核應(yīng)急預(yù)案[M/OL]. http:∥www.gov.cn/yjgl/2013-07/09/content_2443474.htm,2013.

[3] 中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院. 國(guó)務(wù)院令第124號(hào).核電廠(chǎng)核事故應(yīng)急管理?xiàng)l例[M/OL]. 1993-08-04. http:∥www.caea.gov.cn/n16/n92022/n92037/n92082/93721.html.

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Review and Progresses in Studies of Emergency Planning Zones in IAEA

ZHONG Xia, SUN Zhi-gang

(NationalNuclearEmergencyResponseTechnicalAssistanceCenter,Beijing100037,China)

Emergency planning zone(EPZ) should be established around the nuclear facility in advance to ensure that the effective protective actions would be taken promptly for the public and environment in case of nuclear accident. The IAEA evolution of EPZ and the characteristic of PAZ and UPZ were introduced systematically. The new development of IAEA EPZ after Fukushima nuclear accident was elaborated and the PAZ and UPZ change of nuclear facility of threat category I was analyzed. The implication was summarized as references to improve nuclear emergency work in China.

emergency planning zones(EPZ); precautionary action zone(PAZ); urgent protective action planning zone(UPZ)

10.7538/tws.2015.28.01.0048

2014-09-05;

2014-11-17

國(guó)防科工局2014年技術(shù)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目(JSJC2013140C001)

鐘 霞(1978—)，女，湖南邵陽(yáng)人，高級(jí)工程師，核應(yīng)急專(zhuān)業(yè)

TL732

A

1000-7512(2015)01-0048-06