陈天豪; 傅力凯
【期刊名称】《《武警学院学报》》
【年(卷),期】岭南空间2019(035)006
【总页数】6页(P11-16)
【关键词】核事故; 高斯模型; 应急救援; 辐射剂量估算
【作 者】陈天豪; 傅力凯
【作者单位】中国人民警察大学 河北 廊坊 065000; 北京市消防救援总队特勤支队 北京 102600
【正文语种】中 文
【中图分类】D631.6
随着核工业产业的迅速发展，当前世界对核能的利用率日益提高，核技术在各个行业的应用愈加广泛，其中最具代表性的应用就是核电站。核能属于清洁能源，但核燃料具有很强的放射性，核事故的发生会造成严重的政治影响、经济损失以及环境污染，导致社会公众的恐慌和生产秩序的停顿。除此之外，另一个具有代表性的应用就是放射源，放射源对国家安全和经济建设起到了重要的推进作用。但由于放射源具有庞大的使用基数，且每年的替换更新会造成大量废弃放射源的产生。因此，放射源丢失或盗窃事故在近几十年的时间里时有发生。尽管在2003年国家对废弃放射源进行了集中管理，消除了一定的安全隐患，但不能从根本上解决放射性事故的发生。这些丢失或被窃的放射源所造成的死伤人数甚至超过了核电站。 核事故应急处置要求迅速、准确地根据现场环境做出防护和救援的决策。参加核与辐射事故应急响应的处置人员非常容易受到不同程度的辐射照射，造成各种辐射病，甚至导致死亡[1]。作为行动的基本依据，辐射剂量的估算是处置人员优化行动方案，确保人员生命安全的基础。而控制应急人员受到的辐射剂量，则是安全、顺利、合理、有效地处置相关事故的重要方面。本文以核辐射剂量估算在核辐射事故应急中的应用为研究对象，利用少数几个位置的辐射剂量测量值快速估算现场辐射剂量分布情况，对于研究核辐射剂量估算在 核事故应急处置中的应用，减少应急处置人员在污染区接受到的辐射剂量，规划最佳的公众疏散路线，划定辐射剂量分区，提高事故处置效率，促进核事故应急救援水平提升有着重要意义。
有关放射性核素或其他类型的气溶胶扩散的研究有许多，辽宁大学的王鹤儒提出通过核素扩散的辐射模型建立应急疏散规划和辐射剂量模拟系统[2]；苏州大学的赵红光讨论了不同的外照射模式对应的不同的辐射剂量估算计算程序[3]；白玉书等人利用生物学估算剂量的方法，绘制了多条剂量效应曲线，直观地表现辐射剂量的变化[4]；防化工程学院的黄伟奇等人分析了内外照射的评估方法和流程[5]；中科院核能安全技术研究所的李廷等人介绍了基于体素的人体剂量评估方法[6]；赵力将核突发事件归类为三大类九小类，开展了基于环境监测的内照射剂量快速估算方法研究[7]。以上这些研究对于核事故应急救援的实施都有参考作用。金属络合染料
1 人员辐射剂量估算
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1.1 固定源核事故的人员辐射剂量估算
病因学1.1.1 固定源核事故特点
固定源核事故的特点是放射源的位置一般固定，没有大量放射性物质的泄漏和放射性烟云漂移，污染范围相对固定，对环境的污染主要是电离辐射。
1.1.2 辐射剂量估算公式在显像管的电子中
固定源核事故的放射源一般可以假定为点源，固定源型核事故的剂量估算公式如下：
式中，X为照射量，C·kg-1；D为辐射剂量，Gy；r是与放射源的相对距离，m；f为吸收剂量的转换系数，C·kg-1；H为剂量当量，是距离放射源r处的照射量率，C·kg-1·s-1；Γ为点源转化因子，C·m2·kg-1·s-1·Bq-1；A为放射源的活度，Bq；Q为品质因子，常见的核辐射品质因子取值见表1。
表1 常见的核辐射Q值辐射类型QX,β,γ射线1低能p,n(keV量级)2～5高能p,n(keV量级)5～10α粒子20
对于点源来说，其周围剂量率分布规律相对比较简单，剂量率与距离有近似平方反比关系，对于同一个放射源两个不同距离所对应的辐射剂量率有如下关系：
(4)
式中，r1、r2为测量点与放射源之间的距离，和分别为距离放射点源r1、r2处的辐射剂量率，mSv·h-1。
1.1.3 处置时间估算
应急人员在核事故应急处置中需要进行剂量约束。在安全吸收剂量不高于100 mSv的条件下，由于放射源的活度、放置环境不同，放射性物质处置的最大时间不尽相同。若测得某点的辐射剂量率，且已知此点距放射源的距离，再通过测量处置放射源时所在位置的辐射剂量率，就可以估算出处置放射源的安全时间。
应急处置人员在处置过程中受到的辐射剂量公式为：
D=DA+DB<DS
(5)
式中，D为核应急人员受到的总辐射剂量，mSv；DA为处置人员在路线上吸收的辐射剂量，mSv；DB为处置人员在处置时吸收的辐射剂量，mSv；DS为允许的安全吸收剂量，取100 mSv。
如图1所示，假设在辐射疏散区内选择两个位置a，b，其中，a是外围应急人员出发点，b是事故处置点。
图1 放射源处置示意图
在两点测得辐射剂量率分别为为应急处置人员刚进入辐射疏散区时测得，为应急处置人员在放射源附近处置放射源时测量的辐射剂量率，mSv·h-1；r0为a和b之间的距离；b与放射源的距离取1 m。根据(4)式，应有：
(6)
处置人员的移动速度为v，则上式可变形为：
处置时吸收的辐射剂量为：
(8)
将两式结合，就可以计算出在完整处置过程中应急人员的总吸收剂量和放射性物质的处置时间：
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(9)
(10)
式中，v是应急处置人员的移动速度，km·h-1；r0是辐射区的边界与放射源的距离，km；t是放射源处置时间，h。
根据上述讨论，已知剂量分布及人员行进速度可以控制放射性物质的应急处置时间；同样也可以在应急时间一定的情况下确定应急处置的行进速度等。
1.2 扩散型核事故的人员辐射剂量估算
1.2.1 扩散型核事故特点
扩散型核事故的特点是放射性物质泄漏量大并伴随放射性烟云漂移，污染程度因天气条件而异。对于扩散型核事故，放射性核素会从环境空气中和地面两个部分对人员产生辐射，因此需要考虑放射性核素浓度的扩散分布，通过放射性核素的浓度来计算放射性烟云的外照射剂量以及放射性核素降落到地面后产生的外照射，总辐射剂量的大小即为两者的总和。
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