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秦山核电厂气态流出物~(14)C对周边环境的影响探究

张博  
【摘要】:碳-14是一种放射性同位素,其半衰期长达5730多年,是纯β衰变的核素。核反应堆中的~(14)C主要通过中子活化反应14N(n,P)~(14)C和170(n,α)~(14)C来产生,大量研究表明,N、C、O等元素及其同位素在反应堆的慢化剂、堆芯材料和冷却剂中分布广泛,因此在反应堆运行的各阶段,~(14)C都可能出现。~(14)C是核电厂的主要气态流出物之一,核电厂的日常运行会引起周边地区的空气中~(14)C局部的增加,~(14)C进入环境后可能会对公众的健康产生影响。~(14)C对人体的伤害主要是内照射,根据IAEA研究表明对世界居民的有效剂量当量贡献超过1%。本文通过开展~(14)C产生的机制、传播方式、生态积累规律的研究,并通过研究建立了合适的数学模型,环境实际测量,放射性环境示踪模拟等方式对核电站的气态流出物~(14)C进行了较为广泛的研究。本文通过高斯烟雨模型的初步了解了核电站的气态流出物~(14)C的扩散沉积过程、方式。通过初步模拟计算在核电厂5公里处的~(14)C活度约为36.7m Bq/m3与实测数据43.9m Bq/m3接近。本文利用IAEA的经验公式了估算气态流出物~(14)C对公众剂量,通过公式计算2009年秦山核电厂5公里范围内的居民因~(14)C所受到的剂量率为14.06μSv/a,与每年0.25m Sv的国家规定限值小很多。本文通过实地取样测量来评价核电厂流出物~(14)C对周边环境所增加的剂量影响,通过实地测量夏家湾和杨柳村的动植物~(14)C活度比参照点的动植物~(14)C活度要偏高,这说明秦山核电基地的气态流出物~(14)C确实会对周边环境造成一定的影响,但是其数值还是很低的,远低于国家规定的标准。本文通过同位素示踪法研究了~(14)C在鸽子、鲻鱼、小油菜体内的累积过程,为研究~(14)C在环境中的行为提供了第一手资料。通过实验,能够在鸽子、鲻鱼、小油菜的各部位中均检测到了~(14)C的存在,表明核电厂气态排出流中的~(14)C可以通过动植物日常呼吸、动物进食、植物光合作用等途径进入动植物体内并向各部位转移,其中对于动物呼吸和进食是主要途径,对于植物光合作用是主要途径。实验表明鸽子、鲻鱼、小油菜虽然会引入一定量的放射性~(14)C,但与其实验环境中的~(14)C相比是很少的,核电厂周边的居民的生活是安全的。


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