中国东北某核电基地流出物排放致公众剂量评价(2013—2020年)

李玉鑫　张蔚华　王忠杰等

关键词：核电厂;流出物;公众剂量

中图分类号：TL75 文献标识码：A

中国东北某运行核电站（ 以下简称该核电厂），是国家“十一五”期间首个批准建设的核电项目，是中国首次一次同时装机4 台百万千瓦级核电机组标准化、规模化建设的核电项目，也是东北地区第一个核电站。该核电厂址规划建设6 台百万千瓦级压水堆核电机组，一期工程 4 台机组分别于2013 年6 月6 日、2014 年5 月13 日、2015 年8 月16 日、2016 年6 月8 日投入商业运行，二期工程处于建设阶段。

该核电厂是中国自主创新最多、国产化率最高的核电站，为东北地区电力供应结构调整，实现节能减排，改善空气和水质量，做出较大贡献，与同等规模的火电项目相比，该核电厂一期工程4台机组全部投入运行后，每年减少标煤消耗约1 000 万t，减排二氧化碳2 400 万t、二氧化硫23万t、氮氧化物15 万t，相当于造林6. 6 万公顷。截至2020 年底，该核电厂累计上网电量达1 572亿千瓦时，为东北老工业基地振兴提供了充足的电力保障，对调整东北地区能源结构产生积极作用。

1 厂址周围基本社会环境状况

1. 1 地理位置

该核电厂厂址地处渤海辽东湾东海岸，北、西、南三面临海，东侧与陆地接壤。反应堆位于厂址西侧，距厂址ESE 方位的红沿河镇7. 0 km，复州城22 km， 瓦房店市49 km。南距大连港110 km，北距沈阳270 km。

1. 2 气象特征

1. 2. 1 温度

根据2013—2020 年该核电厂厂址地面10 m和80 m 气象塔逐时观测数据[1] ：该核电厂80 m年平均气温最低月份为1 月，约为-4. 1 ℃ ;平均气温最高月份为8 月，约为25. 3 ℃ 。10 m 年平均气温最低月份为1 月，约为-4. 3 ℃ ;平均气温最高月份为8 月，约为25. 2 ℃ 。具体参数列于表1。

1. 2. 2 风向及风频

根据2013—2020 年该核电厂厂址气象塔气象观测数据[1] ，统计分析主导风向、次导风向及风频列于表2。

1. 2. 3 风速

2013—2020 年该核电厂厂址80 m 及10 m 年平均风速[1] 列于表3。

1. 2. 4 降雨

2013—2020 年该核电厂厂址各年度降雨量[1]列于表4。

1. 3人口及食谱

根据该核电厂一、二号机组环境影响报告书（首次装料阶段）[2] ， 该核电厂厂址周围半径80 km 范围内的总人口数为2 468 308 人，其中东南偏东（ESE）方位人口最多，達到644 068 人。该核电厂厂址半径5 km 范围内的居民点有8 个，分属东岗村和前大地村管辖，厂址半径5 km 范围内常住人口2 218 人，分布在东北偏东（ ENE）、东（E）和东南（SE）三个方位。以下是该核电厂周围5 km 范围内主要的居民情况[3] ：

大衣屯（ENE，1. 6 km）， 居民326 人;

小衣屯（E，2. 2 km）， 居民371 人;

林家沟（E，3. 1 km）， 居民188 人;

林家洼（E，4. 3 km），居民25 人;

程家沟（SE，2. 1 km），居民317 人;

赫屯（SE，3. 2 km），居民341 人;

大房身（SE，4. 2 km），居民353 人;

红沿河（SE，4. 8 km），居民297 人。

需要说明的是，该核电厂内工作人员作为职业照射群体进行剂量照射评价，其按照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》执行，不列入环境对公众造成的有效剂量的评价群体。

各评价子区居民（ 成人） 的饮食习惯差别不大，消费食物主要为小麦、大米、蔬菜、水果、肉、禽蛋、淡水鱼和海产品等。除部分小麦及冬季蔬菜以外，评价区居民消费食物主要为本地自产。在对该核电厂开展的环境调查过程中，针对可能受该核电厂放射性流出物排放造成辐射影响相对较大的职业群体进行了现场实地走访。位于厂址东南偏南（SSE）方位3 ～ 5 km 子区内有一处海水养殖区域，为东岗村民的岸上池塘养殖;位于厂址东北（NE）方位1 ～ 2 km 子区内的老渔窝为一处渔民出海渔船停靠聚集点，聚集点的渔民约有150人，其中约 100 人主要来自老渔窝附近ENE 方位2～3 km 子区大衣屯的老渔窝渔民，这批渔民作业海域为老渔窝附近海域，海边搭建简易房，捕鱼期生活在海边，冬季海面结冰期及七、八两月休渔期不能出海作业则回大衣屯生活，此外厂址半径5km 范围内没有其他职业群体。

2 评价目的及意义

定期开展核电厂放射性流出物排放至公众剂量影响的分析与评价是落实法律法规，确保人类与环境免受辐射危害，保障核设施健康稳定运行的重要途径，也是促进核与辐射安全公众沟通，维护公众参与权、知情权，做好流出物安全排放经验反馈的重要体现。持续开展核电厂放射性流出物排放评价工作对促进核事业健康发展，建设生态文明和美丽中国，推动核安全治理体系和治理能力现代化具有重要现实意义。

2. 1 评价方法概述

该核电厂正常运行时，排放的气态及液态流出物中包含的放射性核素，会对核电厂周围的公众产生影响。根据《核辐射环境质量评价一般规定》（GB 11215—1989）[4] 的规定，核电厂运行期间需评价放射性物质释放对周围公众产生的剂量影响，评价指标包括关键人群组的个人年有效剂量、评价范围内集体有效剂量。《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871—2002）[5] 规定实践使公众中关键人群组的成员所受到的年有效剂量不应超1 mSv。《核动力厂环境辐射防护规定》（GB 6249—2011）[6]要求任何厂址的所有核动力堆向环境释放的放射性物质对公众中任何个人造成的有效剂量每年必须小于0. 25 mSv 的剂量约束值。

为实施有效监控及评价，该核电厂开发了辐射剂量评价系统[7] 。系统采用适合厂址环境特征的大气扩散、地面沉积模式和参数以及水体稀释因子，并根据厂址周围公众生活习性和食物链参数，利用核电厂正常运行期间气态流出物、 液态流出物中相关核素的实际排放量作为源项，对关键人群组的个人年有效剂量和集体有效剂量进行评价[7] 。

2. 2 评价范围与子区划分

辐射剂量评价系统[7] 覆盖了以该核电厂1 号机组为中心、半径80 km 的区域。评价区划分为192 个子区，由半径为 1，2，3，5，10，20，30，40，50，60，70，80 km 的同心圆与圆心角为22. 5 度的16个方位相截而成[1] ，如图1 所示。

2. 3 评价指标和方法

辐射剂量影响评价的基本指标[7] 是评价区域内关键人群组居民的年最大个人有效剂量及年集体有效剂量。

评价方法[7] 以模式计算为主， 利用2013—2020 年该核电厂放射性流出物实际排放量、厂址气象塔和地面站逐时气象观测数据，采用适合厂址环境特征的大气扩散和地面沉积模式和参数、水体稀释因子，以及厂址周围公众生活习惯和食物链参数，估算该核电厂机组运行对周围公众造成的辐射剂量，再结合环境监测结果，对环境质量做出综合分析和评价[8] 。

2. 4 环境辐射影响评价所使用的计算程序

该核电厂进行放射性释放环境影响计算所使用的评价系统[7] 包括正常运行期间气态和液态放射性流出物释放所致公众辐射剂量计算两部分内容。该计算模式适用于该核电厂厂址特征，可用于核电厂正常运行期间气态途径和液态途径放射性释放所致公众辐射剂量计算。

2. 4. 1 气态流出物扩散计算模式与参數

气态流出物对厂址80 km 范围评价区内的辐射剂量主要包括空气浸没外照射D_EA、地面沉积外照射D_EG、吸入内照射DEI 、食入陆生食品造成的内照射D_EE，气态流出物排放所致的个人有效剂量为其总和D₁=D_EA+D_EG+D_EI+D_EE。以上气态途径的计算模式详见该核电厂放射性释放环境辐射影响评价系统模式和参数[7] 。图2 给出了气态放射性流出物对公众造成辐射的照射途径[1] 。

惰性气体的空气浸没外照射有效剂量转换因子取自《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》（GB 18871—2002）[5] ，其余核素的空气浸没外照射有效剂量转换因子取自IAEA 第19 号安全报告[9] ，具体参数列于表5;地面沉积外照射有效剂量转换因子取自IAEA 第19 号安全报告[9] ，具体参数列于表6;空气吸入内照射有效剂量转换因子取自《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》（GB18871—2002）[5] ，具体参数列于表7;食入内照射有效剂量转换因子取自《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》（GB 18871—2002）[5] ，具体参数列于表8。

2. 4. 2 液态流出物扩散计算模式与参数

液态放射性流出物在水体中稀释模式根据该核电厂建设时期开展的废水排放数值模拟计算成果以及相关导则推荐参数，按照近区和远区取不同的稀释因子的方法，估算海域海水中的放射性物质浓度和岸边沉积量，从岸边沉积外照射D_ES、海上活动外照射D_EW 、食入海产品内照射D_EP三个照射途径评价液态放射性流出物对公众造成的辐射剂量。液态流出物排放致公众个人有效剂量为以上各途径所致剂量之和D₂=D_ES+D_EW+D_EP，以上各途径的计算模式详见该核电厂放射性释放环境辐射影响评价系统模式和参数[7] 。图3 给出了液态放射性流出物对公众造成辐射的照射途径[1] 。

液态流出物对公众的辐射剂量中，所使用的参数如下：食入有效剂量转换因子取自《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》（ GB 18871—2002）[5] ，具体参数列于表9;公众食用的海产品的浓集因子取自IAEA 第19 号安全报告[9] ，具体参数列于表10;评价时采用的海水稀释因子取自该核电厂取水口改造液态流出物数模计算报告[10] ，具体参数列于表11。

3 辐射源项

3. 1 放射性气态、液态流出物源项总项排放情况

该核电厂流出物监测主要通过在线系统和离线实验室仪器监测分析两种方式，2013—2020 年流出物排放量数据[11] 主要通过离线实验室仪器监测分析得出，在线监测主要由电厂辐射监测系统（KRT）相关通道完成，离线监测主要由NaI γ 谱仪、HPGe γ 谱仪、液体闪烁计数器等设备完成，具体数据列于表12。通过表12 统计分析可以看出，各年度放射性气态、液态流出物排放总量均低于生态环境部批准的年排放限值。

3. 2 放射性气态、液态流出物源项分项排放情况

系统用下列源项来分别计算放射性气态、液态流出物对环境剂量的影响。其中液态放射性流出物的源项计算方法为[1] ：实验室测量主要核素的活度浓度与排放体积计算排放量，如测量结果小于探测限，以1/ 2 探测限参与统计。气态放射性流出物的源项计算方法为[1] ： 惰性气体监测⁴¹Ar、⁸⁵Kr、¹³³Xe、¹³⁵Xe 等主要核素的活度浓度，卤素监测¹³¹I、¹³³I 等主要核素活度浓度，气溶胶监测⁵⁸Co、⁶⁰ Co、¹³⁴Cs、¹³⁷Cs 等主要核素的活度浓度，以核素活度浓度与相应的排放气体体积计算排放量，如测量结果小于探测限，以1/ 2 探测限作为统计依据。具体源项分项数据列于表13 及表14。

4 环境辐射影响分析

4. 1 关键居民组

根据1. 3节人口及食谱所述该核电厂厂址周围群体的职业特点及该核电厂2013—2020年《辽宁红沿河核电厂流出物与环境监测评价年报》[3]和《辽宁红沿河核电厂辐射剂量影响评价报告》[1]统计数据，梳理公众剂量最大子区所在方位及个人年有效剂量数据列于表15。由表15 可知，来自ENE 方位2～3 km 子区大衣屯的老渔窝渔民所受辐射途径更多，受照剂量更大，为关键居民组[1] ，与该核电厂一、二号机组环境影响报告书（首次装料阶段）[2] 分析评价结果一致。表15 数据显示：2013—2020 年期间，关键人群组的成员所受到的年有效剂量最小值为8. 82×10^-6mSv，年有效剂量最大值为4. 50×10^-4mSv，满足GB 18871—2002 规定实践使公众中关键人群组的成员所受到的年有效剂量不应超1 mSv 的要求，同时满足GB 6249—2011 要求任何厂址的所有核动力堆向环境释放的放射性物质对公众中任何个人造成的有效剂量每年必须小于0. 25 mSv 的剂量约束值的要求。

4. 2 关键途径

根据2013—2020 年《辽宁红沿河核电厂流出物与环境监测评价年报》[3] 和《辽宁红沿河核电厂辐射剂量影响评价报告》[1] 数据统计分析结果，梳理关键照射途径及个人年有效剂量数据列于表16。由表16 可知，关键照射途径主要包括食入海产品内照射和食入陆生食品内照射，合计占比达99. 84%。其中2014 年至2018 年及2020 年关键照射途径为食入海产品内照射途径，2013 年和2019 年关键照射途径为食入陆生食品内照射。

4. 3 关键核素

根据2013—2020 年《辽宁红沿河核电厂流出物与环境监测评价年报》[3] 和《辽宁红沿河核电厂辐射剂量影响评价报告》[1] 数据统计分析结果，梳理关键核素及剂量占比列于表17。由表17 可知，该核电厂放射性流出物关键核素为¹⁴C;2013 年至2020 年随着运行机组数量的增加，关键核素¹⁴C的排放量和个人有效剂量也呈现增长趋势。

5 评价结论

通过对2013—2020 各年度《辽宁红沿河核电厂流出物与环境监测评价年报》[3] 和《辽宁红沿河核电厂辐射剂量影响评价报告》[1] 数据分析及核算，并对比国家标准、环境影响报告书及生态环境部批复的年排放限值，该核电厂对周围公众的辐射剂量影响评价如下：

1）2013—2020 年期间，各年度放射性气态、液态流出物排放總量均低于生态环境部批准的年排放限值。

2）2013 年—2020 年各年度流出物排放量数据满足放射性流出物排放量相关标准、批复要求（GB 6249—2011 要求：月度流出物排放量不超过所批准的年排放总量的五分之一，季度的排放总量不应超过所批准的年排放总量的二分之一，且需满足GB 6249—2011 第6 章排放限值）。

3）“三关键”分析如下：关键居民组主要为位于厂址ENE 方位2～3 km 处的大衣屯在老渔窝的捕鱼渔民;关键途径主要为食入海产品内照射和食入陆生食品内照射途径;关键核素主要为¹⁴C。

4）2013—2020 年期间，关键人群组的成员所受到的年有效剂量最小值为8. 82×10^-6mSv，年有效剂量最大值为4. 50×10^-4mSv，满足GB 18871—2002 规定实践使公众中关键人群组的成员所受到的年有效剂量不应超过1 mSv 的要求，满足GB6249—2011 要求任何厂址的所有核动力堆向环境释放的放射性物质对公众中任何个人造成的有效剂量每年必须小于0. 25 mSv 的剂量约束值的要求，低于《核安全综合知识》[13] 中国居民所受天然本底辐射年有效剂量3. 1 mSv 的水平，同时远远低于世界范围内天然本底辐射对成人造成的平均有效剂量2. 4 mSv/ a[14] 的水平。