核能核技術(shù)利用與環(huán)境保護

1、核能、核技術(shù)利用與環(huán)境保護甘肅省核與輻射安全局李宏2011.9.15一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀二、核能、核技術(shù)利用與環(huán)境保護主要內(nèi)容1、發(fā)展簡史1895年 德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線。 1896年 法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性。 1898年 居里夫人與居里先生發(fā)現(xiàn)新的放射性元素釙。 1902年 居里夫人經(jīng)過4年的艱苦努力又發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。 1905年 愛因斯坦提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式。 1914年 英國物理學家盧瑟福通過實驗，確定氫原子核是一個正電荷單元，稱為質(zhì)子。 1935年 英國物理學家查得威克發(fā)現(xiàn)了中子。 1938年 德國科學家奧托哈恩用中子轟擊鈾原子核，發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。1942年12

2、月2日 美國芝加哥大學成功啟動了世界上第一座核反應(yīng)堆。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀1945年8月6日和9日 美國將兩顆原子彈先后投在了日本的廣島和長崎。 1954年 蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站-奧布靈斯克核電站。 在1945年之前，人類在能源利用領(lǐng)域只涉及到物理變化和化學變化。二戰(zhàn)時，原子彈誕生了。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應(yīng)用前景的研究。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀2、核能利用發(fā)電是核能的主要利用方式，核能發(fā)電40年來發(fā)展很快，至1995年底全世界已有30個國家431個機組在運行，總凈電功率達34255.4萬千瓦

3、，發(fā)電量占世界總發(fā)電量的17。核電容量超過700萬千瓦的有11個國家。1995年，法國的核電在總發(fā)電量中的比例為76，烏克蘭為36.7，韓國為36.2，美國為22.5。比例最高的國家是立陶宛，達87.5，全年核電產(chǎn)量為118.24億度，其中約20售給了俄羅斯和白俄羅斯。目前，全世界還有64個核電機組正在建設(shè)中，總凈電功率為5596.8萬千瓦，平均單機容量高于現(xiàn)有水平。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀我國1995年共有9個核電機組運行，總凈功率698.4萬千瓦，在世界上列第12位；其中3個機組在內(nèi)地（另6個在臺灣島）。秦山核電站一期的一個機組的電功率為30萬千瓦，大亞灣核電站為2套90萬千瓦機組，均采用

4、國際上技術(shù)最為成熟的壓水式反應(yīng)堆。秦山核電站由我國自行設(shè)計和制造，是我國建造核動力潛艇后在核動力利用方面又一重大突破，其1995年的發(fā)電量占浙江省的6?，F(xiàn)在這種型號的電站已出口巴基斯坦，預計1999年建成發(fā)電。大亞灣核電站是引進法國技術(shù)與香港合資建設(shè)的，我國人員參加了建設(shè)，參與了管理。該電站1995年的發(fā)電量約占廣東省的20左右，其中70售給香港。這兩個電站的建成發(fā)電，為我國核電事業(yè)的發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀中國核能發(fā)展的趨勢中國核能發(fā)展的趨勢 2008年1-11月，中國核力發(fā)電行業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值228億元，比上年同期增長了5.13%；實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入223億元，比

5、上年同期增長了12.15%；實現(xiàn)累計利潤總額105億元，比上年同期增長了78.86%。中國正在加大能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度。積極發(fā)展核電、風電、水電等清潔優(yōu)質(zhì)能源已刻不容緩。中國能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主體，清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重偏低。 中國目前建成和在建的核電站總裝機容量為870萬千瓦，預計到2010年中國核電裝機容量約為2000萬千瓦，2020年約為4000萬千瓦。到2050年，根據(jù)不同部門的估算，中國核電裝機容量可以分為高中低三種方案：高方案為3.6億千瓦（約占中國電力總裝機容量的30%），中方案為2.4億千瓦（約占中國電力總裝機容量的20%），低方案為1.2億千瓦（約占中國電力總裝機容量的10%）。 一

6、、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀中國核電發(fā)展民用工業(yè)規(guī)劃，準備到2020年中國電力總裝機容量預計為9億千瓦時，核電的比重將占電力總?cè)萘康?%，即是中國核電在2020年時將為3600-4000萬千瓦。也就是說，到2020年中國將建成40座相當于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。 從核電發(fā)展總趨勢來看，中國核電發(fā)展的技術(shù)路線和戰(zhàn)略路線早已明確并正在執(zhí)行，當前發(fā)展壓水堆，中期發(fā)展快中子堆，遠期發(fā)展聚變堆。具體地說就是，近期發(fā)展熱中子反應(yīng)堆核電站；為了充分利用鈾資源，采用鈾钚循環(huán)的技術(shù)路線，中期發(fā)展快中子增殖反應(yīng)堆核電站；遠期發(fā)展聚變堆核電站，從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。 一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀優(yōu)點優(yōu)

7、點1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。 2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。 3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，暫時沒有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。 5.核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。 一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀缺點缺點1.核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然

8、所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。 2.核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。 3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財務(wù)風險較高。 4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉(zhuǎn)。 5.興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。 6.核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會對生態(tài)及民眾造成傷害。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀3、核輻射和放射性同位素利用放射源，是特指除研究堆和動力堆核燃料循環(huán)范疇的材料以外，永久密封在容器中或者有嚴密包層并呈固態(tài)的放射性物質(zhì)。各種放射性同位素以不同的半衰期（每衰變一

9、半所需的時間）自發(fā)地衰變時，衰變能除了由或、或+射線攜帶外，大部分情況下還能發(fā)射或X射線。利用放射性同位素發(fā)射各種射線這一特點，已經(jīng)開發(fā)出許多令人拍手稱奇的用途，并且滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、環(huán)境、科研等各個領(lǐng)域。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀放射源的應(yīng)用始于1901年，不過，直到1940年的近40年的時間內(nèi)，主要局限于鐳源的醫(yī)療應(yīng)用。40年代后，密封源的種類以及數(shù)量不斷增長，應(yīng)用領(lǐng)域也迅速拓寬。時至今日，放射源已廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、研究、工農(nóng)業(yè)以及一些消費品中。除了在工業(yè)射線照相和一些輻照器中使用的組合源的體積較大外（還有一些特殊的應(yīng)用，如避雷針），大多數(shù)放射源的尺寸都很小。通常用作輻照器的密封源含有

10、60Co和137Cs、中子源含有241Am等。密封源的應(yīng)用行業(yè)和企業(yè)包括：核設(shè)施、輻照中心、科研院校、醫(yī)療機構(gòu)、地質(zhì)和煤田勘探與開采、石油開采與煉油、公路與橋梁建設(shè)、機械制造與安裝、建材（尤其是水泥廠）、紡織、卷煙、造船、電力、制藥、育種、造紙、冶金、儀表和鐘表制造、電影制片、木材、塑料、面粉、飼料加工、電纜、熒光燈生產(chǎn)等。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀 放射性同位素在醫(yī)學、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品加工等放射性同位素在醫(yī)學、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品加工等行業(yè)的應(yīng)用行業(yè)的應(yīng)用 放射性同位素在醫(yī)學上的應(yīng)用放射性同位素在醫(yī)學上的應(yīng)用 放射性藥物影像診斷 ，l照相機 l發(fā)射型計算機斷層掃描儀（ECT） l正電子發(fā)射計算機斷

11、層掃描儀（PET） l骨密度儀 放射源治療l近距離治療 l遠距治療 體外放射免疫分析 一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀放射性同位素在工業(yè)上的應(yīng)用放射性同位素在工業(yè)上的應(yīng)用 核儀表 l核子秤 l料位計 l測厚儀 l核子濕度密度儀 放射性測井 射線照相（探傷）機其它應(yīng)用 l通過輻射接枝交聯(lián)技術(shù)進行改性，得到新的高分子化合物； l利用放射性同位素210Po、238Pu等制作的放射性靜電消除器，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易、使用方便和不用電等優(yōu)點；l利用放射性同位素發(fā)出的射線使空氣電離，中和靜電而達到消除靜電的目的，可清除唱片、幻燈片、照相底片、攝影鏡頭等上的灰塵。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀放射性同位素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

12、放射性同位素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 輻射育種 l進行輻射育種的輻射可以是射線、射線和中子，用得最多的是60Co源。射線和射線輻照時，一般使用的劑量范圍為1.31023.5102Gy；對于中子輻照，一般使用的劑量范圍為 10101013n/cm2。 農(nóng)藥、化肥示蹤 農(nóng)副產(chǎn)品的輻照保鮮l輻照保鮮用源主要為60Co，活度3.71014Bq（1萬Ci）以上。 刺激生物體生長 放射性同位素在食品加工中的應(yīng)用放射性同位素在食品加工中主要用于滅菌保鮮。輻照過的酒可提高醇香度，相當于放置幾年或幾十年。用放射性同位素輻照過的豬肉，保鮮期延長而味道不變。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀2022-3-17輻射安全與防護培訓法律法規(guī)

13、部分16源從容器中發(fā)射出來源從容器中發(fā)射出來采用遙控設(shè)備采用遙控設(shè)備源在曝光期間無屏蔽源在曝光期間無屏蔽可手動或自動操作可手動或自動操作伽馬探傷裝置伽馬探傷裝置（發(fā)射型伽馬探傷）（發(fā)射型伽馬探傷）2022-3-17輻射安全與防護培訓法律法規(guī)部分17三個主要部件：三個主要部件： X X線管線管 控制板控制板 高壓電纜高壓電纜X X射線探傷設(shè)備射線探傷設(shè)備通過探測器測量穿過被檢查物質(zhì)的射線量。典型采用通過探測器測量穿過被檢查物質(zhì)的射線量。典型采用GBqGBq的的137137CsCs探測器探測器DetectorDetector物質(zhì)流向物質(zhì)流向 Material Material FlowFlow開關(guān)

14、控制開關(guān)控制Shutter Shutter ControlControl屏蔽屏蔽ShieldingShielding源源SourceSource關(guān)（開）關(guān)（開）Shutter (open)Shutter (open)傳送帶稱重儀器傳送帶稱重儀器 探測探測器器傳送帶上的物品傳送帶上的物品 源源2022-3-17輻射安全與防護培訓法律法規(guī)部分202022-3-17輻射安全與防護培訓法律法規(guī)部分21輻射源在核醫(yī)學中的應(yīng)用輻射源在核醫(yī)學中的應(yīng)用我省轄區(qū)內(nèi)有鈾礦冶、鈾轉(zhuǎn)化、鈾濃縮、核廢料處理、重離子加速器等核設(shè)施11家；有輻照裝置、醫(yī)用一類放射源等各種核技術(shù)利用單位1406個，其中涉源單位261家，在用

15、放射源2896枚；有甘肅稀土公司等伴生放射性礦開發(fā)利用企業(yè)24家；有750kv、550kv高壓輸變線路等電磁輻射設(shè)備（設(shè)施）22000多臺（套）；是名副其實的“核大省”。一、核能與核技術(shù)利用現(xiàn)狀核能與核技術(shù)利用的廣泛應(yīng)用，給人類帶來巨大利益的同時，也存在巨大的安全隱患和環(huán)境問題。1979年美國三哩島核電站泄露事故、1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電爆炸事故、2011年日本福島核電泄露事故造成了人員傷亡和嚴重的環(huán)境污染，核與輻射安全和環(huán)境保護問題引起全球的關(guān)注與重視。二、核能、核技術(shù)利用與環(huán)境保護1、核與輻射安全監(jiān)管現(xiàn)狀作為環(huán)境保護三大領(lǐng)域之一，國務(wù)院和各級政府十分重視核能與核技術(shù)利用的輻射安全與環(huán)境

16、保護工作。國家環(huán)境保護部同時加掛“國家核安全局”牌子。甘肅省環(huán)境保護廳同時加掛“甘肅省核安全局”牌子，機關(guān)內(nèi)部增設(shè)了核與輻射安全管理處，省廳下屬省核與輻射安全局。截至2011年7月，我省14個市州均成立了核與輻射安全監(jiān)管機構(gòu)，機構(gòu)能力建設(shè)正在逐步加強。二、核能、核技術(shù)利用與環(huán)境保護核與輻射安全管理處工作職能負責核安全和輻射安全的監(jiān)督管理。貫徹執(zhí)行國家和擬訂全省核安全、輻射安全、電磁輻射、輻射環(huán)境保護、核與輻射事故應(yīng)急有關(guān)的政策、規(guī)劃、行政法規(guī)、部門規(guī)章、制度、標準和規(guī)范，并組織實施。負責核設(shè)施核安全、輻射安全及輻射環(huán)境保護工作的統(tǒng)一監(jiān)督管理。負責核技術(shù)利用項目、伴生放射性礦的輻射安全和輻射環(huán)境

17、保護工作的監(jiān)督管理。負責輻射安全許可證的核發(fā)。負責放射性污染防治的監(jiān)督檢查。負責輸變電設(shè)施及線路、信號臺站等電磁輻射裝置和電磁輻射環(huán)境的監(jiān)督管理。負責全省核與輻射應(yīng)急響應(yīng)和調(diào)查處理。指導全省核與輻射安全監(jiān)督相關(guān)業(yè)務(wù)工作等。二、核能、核技術(shù)利用與環(huán)境保護甘肅省核與輻射安全局工作職能負責轄區(qū)內(nèi)各類伴有輻射的建設(shè)項目、設(shè)施的環(huán)境日常監(jiān)督與管理以及物件的申請登記與建檔；負責對一切伴有輻射的項目和活動導致的環(huán)境影響的日常監(jiān)測；負責輻射環(huán)境水平的常規(guī)監(jiān)測和污染源的監(jiān)督監(jiān)測；編制年度輻射環(huán)境質(zhì)量報告書；負責輻射污染事故污染狀況監(jiān)測，輻射環(huán)境事故應(yīng)急響應(yīng)中的應(yīng)急監(jiān)測，參與事故的調(diào)查處理，及事故后的環(huán)境恢復監(jiān)督

18、監(jiān)測，參與解決因輻射污染引起的民事糾紛；負責城市放射性廢物庫的管理和運行；負責核技術(shù)應(yīng)用設(shè)施及輻射項目退役和退役后的監(jiān)督管理與監(jiān)測；開展輻射項目環(huán)境影響評價；開展輻射環(huán)境領(lǐng)域的科研及輻射環(huán)境保護的宣傳與教育工作等。二、核能、核技術(shù)利用與環(huán)境保護二、核與輻射相關(guān)法律法規(guī)國家法律：國家法律： 中華人民共和國放射性污染防治法中華人民共和國放射性污染防治法 2003 2003年年6 6月月2828日第十屆全國人大常委會第三次會議通日第十屆全國人大常委會第三次會議通過該法，國家主席令第過該法，國家主席令第6 6號予以公布，自號予以公布，自20032003年年1212月月1 1日起施行。日起施行。 調(diào)整和

19、規(guī)范我國核設(shè)施、核技術(shù)利用、調(diào)整和規(guī)范我國核設(shè)施、核技術(shù)利用、鈾（釷）礦、伴生放射性礦開發(fā)利用中發(fā)生放射鈾（釷）礦、伴生放射性礦開發(fā)利用中發(fā)生放射性污染的防治活動。性污染的防治活動。二、核能、核技術(shù)利用與環(huán)境保護國務(wù)院條例：國務(wù)院條例： 放射性同位素與射線裝置安全和防護條例放射性同位素與射線裝置安全和防護條例 20052005年年8 8月月3131日，國務(wù)院第次常務(wù)會議審查通過，以國務(wù)院第日，國務(wù)院第次常務(wù)會議審查通過，以國務(wù)院第449449號令頒發(fā)；年月日起施行。號令頒發(fā)；年月日起施行。 規(guī)范放射性同位素與射線裝置生產(chǎn)、銷售、使用，以及放射性同規(guī)范放射性同位素與射線裝置生產(chǎn)、銷售、使用，以及

20、放射性同位素轉(zhuǎn)讓、進出口等活動的輻射安全和防護監(jiān)管。位素轉(zhuǎn)讓、進出口等活動的輻射安全和防護監(jiān)管。部門規(guī)章：部門規(guī)章： 放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法 國家環(huán)境保護總局令第國家環(huán)境保護總局令第3131號，號， 20052005年年1212月月3030日國家環(huán)境保護總局局務(wù)會日國家環(huán)境保護總局局務(wù)會議審議通過，自議審議通過，自20062006年年3 3月月1 1日起施行。日起施行。 細化和規(guī)范放射性同位素與射線裝置生產(chǎn)、銷售、使用安全許可細化和規(guī)范放射性同位素與射線裝置生產(chǎn)、銷售、使用安全許可的要求和審批程序的要求和審批程序, , 以及放射性同位素轉(zhuǎn)讓、進出口等活動的審批。以及放射性同位素轉(zhuǎn)讓、進出口等活動的審批。 放射性同位素與射線裝置安全和防護管理辦法放射性同位素與射線裝