淺談核電廠事故的應(yīng)急響應(yīng)決策

黃世耀

(福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站，福建 福州 350013)

1 國際上重大核事故應(yīng)對決策簡述

1.1 美國三里島核電站事故

1979年3月28日凌晨4時，三里島核電站發(fā)生了美國歷史上最嚴重的一次核事故，簡稱TMI-2。事故等級最后被定為5級，即放射性物質(zhì)“有限泄漏”，131I的釋放量約5.55×1011Bq，事態(tài)的發(fā)展并無撤退的必要。由于決策不當(dāng)，賓州州長下令核電站方圓5英里(8km)內(nèi)的孕婦和兒童撤離，10英里內(nèi)的學(xué)校全部關(guān)閉，很多人舉家出逃到12英里外[1]。由此造成了很大的社會不安和民眾恐慌。

1.2 前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠事故

1986年4月26日凌晨1時，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠的第四號反應(yīng)堆發(fā)生了爆炸，釋放出的放射性物質(zhì)的總活度約12×1018Bq，由于持續(xù)10多天的釋放以及氣象變化等因素，在歐洲造成復(fù)雜的煙羽彌散軌跡，放射性物質(zhì)沉降在前蘇聯(lián)西部廣大地區(qū)和歐洲國家，事故后在整個北半球均可測出放射性沉降物[2]。由于決策的滯后，核電站附近普里皮亞季鎮(zhèn)的居民生活如常，直到1天以后才開始撤離，加劇了公眾受照程度。

1.3 日本福島核電廠事故

2011年3月11日，海嘯及其夾帶的大量廢物對福島第一核電廠現(xiàn)場的廠房、門、道路、儲存罐和其它廠內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施造成重大破壞。廠內(nèi)電源喪失，福島第一核電廠1、2、3號機組在堆芯余熱的作用下迅速升溫，鋯金屬包殼在高溫下與水作用產(chǎn)生了大量氫氣，隨后引發(fā)了一系列氫爆[3]。131I的釋放量約1.6×1017Bq，137Cs的釋放量約1.5×1016Bq[4]。由于決策不當(dāng)，對核事故狀態(tài)掌握不準，核事故等級不斷調(diào)整(由3級調(diào)到7級)。多次修改人員撤離命令，撤離地點和細節(jié)不斷被修改。一天時間內(nèi)，政府發(fā)布的撤離區(qū)域從3km擴展到10km，后又修改到20km。很多居民只能攜帶很少的必需品逃離，被迫往返多次或進入高輻射區(qū)。部分撤離人員并不知道自己撤離到高輻射地區(qū)。

終上所述，在應(yīng)對核電廠事故應(yīng)急時，決策的時機、范圍、防護方式至關(guān)重要，稍有差錯，將對公眾、環(huán)境造成不可挽回的損失。

2 核電廠事故防護行動決策的科學(xué)依據(jù)

2.1 防護行動分類

核電廠事故防護行動通常分為兩種：一是緊急防護行動，包括隱蔽、服碘防護、撤離、通道控制、食物和飲水控制、人員去污、呼吸道和體表防護、醫(yī)學(xué)處理、臨時避遷等；二是較長期防護行動，包括臨時避遷、永久再定居、食物和飲水的控制、地區(qū)去污等[5]。

2.2 通用干預(yù)水平

核電廠事故狀態(tài)下，為便于實施防護行動，對于特定的防護行動，事先建立一個定量的參考劑量水平。經(jīng)過對相關(guān)技術(shù)文件的多次修改，國際原子能機構(gòu)(IAEA)于1994年發(fā)布了109號安全叢書，推薦了通用干預(yù)水平的數(shù)值(確定值)，成為后期多個國際組織技術(shù)文件中相關(guān)部分的基礎(chǔ)[6]。我國《電離輻射防護和輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)中的通用干預(yù)水平借鑒了IAEA推薦的通用干預(yù)水平，具有一定的通用性(見表1)[7]。

表1 通用干預(yù)水平

2.3 操作干預(yù)水平

從表1可見，通用干預(yù)水平是以劑量表示的，要依據(jù)劑量干預(yù)水平來判斷是否必須引入某種防護行動，就必須將已獲得的環(huán)境監(jiān)測結(jié)果先轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的劑量水平，然后再進行判斷，而這種做法很可能延誤防護行動的實施，很難滿足實際應(yīng)急的需要。因此難以直接將通用干預(yù)水平用于防護行動的決策。為了高效決策，基于通用干預(yù)水平推算出操作干預(yù)水平(OIL)，即環(huán)境或食物樣品中放射性核素可測量的劑量率。事故時將環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與批準的OIL進行比較，若超過OIL，則采取相應(yīng)的防護行動。

IAEA-TECDOC-955報告推薦的壓水堆核電廠事故工況下OIL缺省值(見表2)，是根據(jù)事故特征事先計算得到的。這些缺省值是基于一系列假設(shè)條件由通用干預(yù)水平/通用行動水平推導(dǎo)得到的針對典型壓水堆的OIL 。事故初期，由于數(shù)據(jù)量缺乏，決策者可直接應(yīng)用OIL缺省值評價環(huán)境數(shù)據(jù)和采取防護行動，隨著核事故狀況穩(wěn)定，可獲取大量、充足的環(huán)境數(shù)據(jù)情況下，需要對OIL進行修正，然后使用OIL修正值代替原有的OIL值決定采取哪些防護行動。

表2 OIL缺省值

2.4 應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取

福建省輻射監(jiān)測與評價組在每個核電廠周邊陸上全方位布設(shè)監(jiān)督性監(jiān)測子站，配有高壓電離式劑量率儀等，監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至前沿站和省數(shù)據(jù)中心。根據(jù)歷年氣象主導(dǎo)風(fēng)向，在30km范圍內(nèi)選取3條巡測路線，利用巡測車每季度開展1次巡測。在核電廠周邊選取水、氣、土、生物樣等采樣點位，按年度計劃制定的頻次開展采樣分析。在應(yīng)急情況下，可以通過加設(shè)拋投式移動子站、增設(shè)下風(fēng)向巡測路線、縮短采樣時間等方式加頻加密監(jiān)測，快速、有效地獲取數(shù)據(jù)。

3 影響行動決策的因素

核電廠事故防護行動決策除了輻射環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)外，還有眾多影響因素，涉及事故的釋放特征、氣象條件、社會條件等多個方面。

3.1 事故源項

事故釋放時間、釋放量大小、釋放高度、釋放物質(zhì)的組成等源項特征，對受影響區(qū)大小、方位和主要照射途徑以及實施防護行動的時間有重要影響。源項數(shù)據(jù)對后果評價軟件的計算結(jié)果產(chǎn)生直接影響，進而影響到中后期防護行動的選擇。因此，要加強核電廠與政府部門之間的溝通，及時提供實際事故源項，為決策提供依據(jù)。

3.2 氣象條件

應(yīng)急期間，核電廠所在地的風(fēng)向、風(fēng)速、降水等氣象條件對行動決策也產(chǎn)生巨大影響。風(fēng)向決定了主要影響方位，風(fēng)速決定了污染物擴散的速度，降水加劇了沉降和局部地面沉積等。惡劣的氣象條件會給實施防護行動帶來困難，如離島撤離等。

3.3 社會條件

影響行動決策的社會條件因素眾多，人口分布、建筑物分布、通信保障、社會輿情、物資供給、交通運輸、安置場所等社會條件及可用于防護行動實施的資源條件，同樣會影響防護行動的優(yōu)化選擇。

4 結(jié)束語

截至2019年1月1日，全球在運核電機組共有443座，裝機容量達4.14454×108kW。核電已與火電、水電一起構(gòu)成世界電力能源的三大支柱[8]。福建省現(xiàn)有8臺機組商運，3臺機組在建，全省核應(yīng)急工作始終貫徹“常備不懈，積極兼容，統(tǒng)一指揮，大力協(xié)同，保護公眾，保護環(huán)境”的方針；堅持“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級負責(zé)，條塊結(jié)合、軍地協(xié)同，快速反應(yīng)、科學(xué)處置”的工作原則。近幾年通過多次聯(lián)合演習(xí)，省核應(yīng)急委指揮得當(dāng)、科學(xué)決策，成員單位各盡其職、協(xié)同作戰(zhàn)，使得福建省核應(yīng)急保障能力不斷提升。