HJ 53-2000 拟开放场址土壤中剩余入射性可接受水平规定(暂行).pdf

1、国家环境保护总局标准拟开放场址土壤中剩余放射性可接受水平规定暂行发布实施国家环境保护总局发布前言鉴于我国目前核设施退役的迫切需要本标准暂行参考国际上推荐的原则方法和某些实例编制而成的在计算中结合国情采用了我国的食谱以及某些实际参数同时在内照射剂量转换因子上采用了国际上最近推荐的数值为了必要时能查阅到本规定的主要推导中所用到的假定和条件附录中列出了有关的计算模式和参数本标准的附录是提示的附录本标准此次为首次发布于年月日起实施本标准由中国原子能科学研究院负责起草本标准由国家环境保护总局负责解释国家环境保护总局标准拟开放场址土壤中剩余放射性可接受水平规定暂行国家环境保护总局批准实施适用范围本标准给出

2、了土壤中剩余放射性的可接受暂行水平它适用于核设施包括铀钍矿冶设施和放射性同位素生产设施退役场址的开放利用对于其他从事导致天然放射性水平增高活动的场址的开放利用可参照执行污染场址开放的审管核设施退役或由于其他原因受到污染经去污后的场址拟向公众开放时除了所有剩余建筑物和设备的污染水平必须满足相关法规要求以外其土壤中的剩余放射性水平也必须经审管部门审查确认已满足本标准规定的要求后方可解除控制开放利用根据我国辐射防护标准中对拟议的和继续进行中的实践对公众中关键居民组成员的平均年有效剂量不得超过的要求本暂行标准要求所选剂量约束值能保证在场址开放后由土壤中剩余放射性核素对公众中关键居民组成员所造成的附加年

3、有效剂量不超过上述剂量限值的一小部分一般为公众年剂量限值的到即场址的开放可分为无限制开放和有限制开放两类前者指不附带限制条件的开放后者指在某些限制条件下的开放其剂量约束值可适当放宽具体剂量约束值的选择应该基于在开放之后必须保证对现在和将来可能生活或工作在场址内或其附近的任何个人所产生的危险足够小的基本原则在考虑开放类型污染原因污染土壤量去污代价以及其他因素的基础上通过辐射防护最优化的方法来选定审管部门在最后决策中还应考虑除辐射防护以外的其他因素在选定剂量约束值的基础上再具体确定土壤中剩余放射性的可接受水平关于土壤污染状况的报告污染场址的营运单位应就拟开放场址的开放问题向环境保护审管部门提交一份

4、关于场址开放的申请报告或作为其他相关报告的一部分在该申请报告或总报告的相关部分中在涉及土壤中剩余放射性的状况方面至少应包括下列内容场址相关特征要点包括邻近周围的土地使用和水文地质简况应说明场址是无限制开放还是有限制开放若是有限制开放还应说明场址开放后的用途和限制使用条件土壤污染的原因水平范围核素种类污染土壤估计量去污方案要点费用估计剂量约束值的申报值及其优化分析的依据对土壤中剩余放射性水平的监测方案及其质保要点开放后对公众的可能辐射后果估计去污后的污染水平实测结果其他土壤中剩余放射性可接受水平相应于的剂量约束值的土壤中剩余放射性可接受水平的参考值见表和表当采用不同于的剂量约束值时其解控水平可按

5、比例作相应修正表基于年剂量约束值为所导出的土壤中若干种放射性核素的剩余活度浓度可接受水平核素可接受水平注包括了与其处于平衡状态的所有子体核素表基于年剂量约束值所导出的土壤中及剩余活度浓度可接受水平链链链链链链链可接受水平可接受水平注链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括对于和的污染应根据各单位铀污染物可能包含的铀子体种类及平衡度的实际情况来选择表中不同的数值对于同时存在有多种污染核素的情况可根据下列公式是否得到满足来判断是否可以接受式中放射性核素在土壤中的污染浓度放射性核素在土壤中剩余放射性的可接受水平土壤中存在的污染核素的数目表和表中的数值是指开

6、放时土壤中剩余放射性的可接受活度浓度水平如果在清污完毕到实施开放之间还有一段监护期那么表和表中的数值可以相应放宽倍是有关污染核素的放射性衰变常数土壤中不得含有废放射源或局部强污染的热点不得采取大面积平均的办法来不适当地满足表和表的要求表或表的数值是指不小于范围内的浓度均值且要求其中任何范围内的浓度不得超过上述范围内所有读数平均值的倍关于土壤采样测量抽检等方面的具体要求均应按有关质量保证规定要求进行确认和审批审管部门应根据申请的污染场址开放后的实际用途以及其他有关情况首先对申请开放所依据的剂量约束值进行审查然后再根据剂量约束值来核准相应的剩余放射性可接受水平一般来讲这种申请和审批可分为可研阶段和

7、清污终态阶段两个阶段进行审管部门或委托某有资格单位还应对申请报告的其他部分包括工作大纲监测质量保证计划和测量或验收报告等进行审查必要时进行一定的实地监督性监测审管部门可以根据审查结果视申请开放的场址土壤中剩余放射性的实际水平满足本标准的情况提出具体审批意见在未得到审管部门的正式批准之前该场址应仍然处在监控之中假若存在监护期的话只有在监护期之后方可开放假若某一场址的有限制开放在得到审批之后需改变其限制条件如场址用途或其他条件则必须经过审管部门的重新审批关于非辐射危害方面的管理要求污染厂址的开放除辐射危害方面的控制要求外还必须满足其他非辐射危害方面如有害病菌病毒化学毒物等的管理要求附录提示的附录土

8、壤中剩余放射性水平推导中用到的计算模式与参数照射途径分析关于受污染土壤对公众所引起的照射的估算在国内一些退役报告中曾对其进行过分析计算在国外许多国家对此也进行了研究根据现已收集到的有关文献资料结合国内退役场址的特点考虑其照射途径为食入与污染土壤有关的食品包括有蔬菜谷物奶肉类地表外照射通过再悬浮引起的吸入内照射饮用受污场址附近的地下水剂量模式总剂量对于污染土壤的照射剂量的估算其总有效剂量应等于上述各途径产生的剂量的总和式中总有效剂量通过食入受污产食品产生的有效剂量吸入再悬浮污染物产生的有效剂量地表外照射产生的有效剂量通过饮水途径所产生的有效剂量作为铀系蜕变子体氡及其子体所产生的剂量贡献显然在对地

9、表外照微尘再悬浮吸入和食物链内照射途径中已经包括在内并且假定氡与其子体完全平衡但作为从土壤中扩散出来的空气中游离氡及其子体的吸入内照射剂量未单独计算因为有下列三方面原因上述已考虑的途径中作完全平衡假定是保守的其计算结果已大部分覆盖了氡及其子体的贡献国际上通常也不分开考虑释出氡的贡献氡的扩散和稀释条件因情况而异不易假定计算条件通过食入受污产食品产生的剂量的估算对于污染产品的摄入一般考虑以下几种情形蔬菜农产品奶肉类对于不同食品中放射性核素的浓度分别用下面公式计算蔬菜及谷物中核素的浓度式中核素在农产品中的浓度核素在农产品中的浓集因子干土壤核素在土壤中的浓度根系层深度根系层区土壤有效密度指到根系层底的

10、每平方厘米表面内干土壤的重量奶中的核素浓度式中奶中放射性核素的浓度饲料中核素浓度核素在牛奶中的转移因子奶牛每天摄入的核素量转移到每升牛奶的平均份额奶牛每天摄入饲料量肉类中放射性核素的浓度式中肉中的放射性核素的浓度饲料中放射性核素的浓度核素在肉类中的浓集因子动物每天摄入的核素量转移到每公斤肉中的平均份额饲料摄入量通过各种食入途径产生的总有效剂量式中通过食入途径产生的总有效剂量通过谷物途径每年摄入的核素的量通过蔬菜每年摄入的核素的量通过食入牛奶每年摄入的核素的量通过肉类每年摄入的核素的量个人每年摄入不同类食品的量食入内照射剂量转换因子通过吸入再悬浮污染物产生的有效剂量式中通过吸入途径所产生的有效剂

11、量核素在土壤中的浓度再悬浮造成的空气中尘埃的浓度个人呼吸速率吸入内照射剂量转换因子土壤密度在计算中关键的是确定再悬浮空气中尘埃的浓度但由于不同场址在地域及其自然条件的差异使得对再悬浮因子的确定比较困难一些国家例如美国则采用实测的方法即先对其国内大部分厂址进行实测取其平均值直接用于计算通过饮水途径引起的内照射剂量的计算通过饮水途径所造成的公众的照射剂量可由下式计算式中通过饮水途径产生的个人年有效剂量核素在水中的浓度个人饮水量食入内照射剂量转换因子受污染厂址的放射性核素通过降雨被浸出后入渗到地下水而造成地下水的污染而且在计算中假定是全场址浸出然后点源瞬时释放因此是保守的假定对水中的放射性核素浓度的

12、计算方法有很多在此采用较为保守的最小稀释倍数法进行计算该方法是通过求出最小稀释倍数从而由释放浓度得出下游方向距离处地下水中核素的最大浓度在计算剩余放射性可接受水平时假定井位距释放点式中时刻下游米处的最大浓度时刻下游米处的最小稀释倍数在时瞬时释放的核素在水中浓度污染厂址中地下水中放射性核素的初始浓度可以通过下式进行计算式中核素由土壤向地下水的释放速率大气降水年入渗到土壤中的水量等于径流份额年降水量年蒸发量年蒸腾量年灌溉量污染场址面积核素的浸出率污染土壤层的总体土壤密度污染土壤层深度污染厂区放射性核素在土壤中的浓度在有界含水层表面释放点下游的某个距离上可以认为浓度在垂直方向已混合均匀了靠近释放点或

13、者在无限含水层中含水层的下边界会影响垂直弥散在这两个区之间有一个不能认为浓度是混合均匀的区域边界顶和底影响着弥散在厚度不变的均匀有界含水层中垂直的混合程度可表示为式中垂横向弥散度含水层厚度释放点到下游的距离可以用值近似表达上述三个区域含水层特征若垂向混合均匀程度大于释放物既无完全混合又不受边界影响释放物受含水层垂直边界影响不超过对上述三个区域在其下游处的最小稀释倍数分别采用下面公式计算式中最小稀释倍数滞后系数有效孔隙度液体源项体积纵向及横向弥散度分别为纵横向弥散系数为地下水孔隙流速放射性核素的分配系数土壤的总体密度下游的距离含水层厚度迁移时间地下游水孔隙流速放射性衰变常数混合因子是的复杂函数见

14、下式值小时接近为垂向混合的情况值大时的斜率为为没有反射混合的情况地表外照射产生的有效剂量的估算本工作中对于污染土壤层产生的外照剂量转换因子我们参考有关文献给出的数据和我们自己利用方法计算的结果作了比较发现他们之间在合理的误差范围内符合因此我们采用自己通过方法得出的计算值污染在土壤中沿深度方向均匀分布污染土壤层深无限大土壤密度假定无其他覆盖层人员在污染土壤区的占有和屏蔽因子为即假定人员全年有时间在室内而室内的剂量率为室外无限大区域上剂量率的倍且在室外时其中有一半时间在非污染区活动因此占有和屏蔽因子上式中由污染土壤层产生的辐射外照年有效剂量土壤中污染核素浓度占有屏蔽因子外照剂量转换因子放射性物质的

15、衰变与损耗假定自退役后经过一段时间以后才开放和允许公众在厂址内进行活动包括永久居住那么核素在这个过程中的损失率常数可以表示为式中总损失率常数核素的衰变率常数环境损失率常数即前面节段中给出的核素浸出率式中该场址的土壤中水含量的年净增量为年降雨量年灌溉量年蒸发量年流失量单位体积土壤中含水量土壤层深度一般取计算中假定为土壤密度核素的分配系数计算参数的选定在计算关键居民组剂量时考虑到对及子体主要是外照射贡献对钚主要是吸入贡献而对吸入剂量而言成人的呼吸比幼儿大出的倍数比剂量因子的差别更加重要虽然以食入为主但并不以奶为主因此计算中一律以成人的剂量为准是偏保守的个人饮水量幼儿岁少年岁成人岁资料来源于中国核工

16、业三十年辐射环境质量评价潘自强等原子能出版社食谱食品谷类蔬菜类肉类乳类消费量资料来源于中国人膳食组成及食入元素和放射性核素摄入量研究一全国性调查结果诸洪达等辐射防护通讯该数据为年省市统计结果肉类包括猪肉牛羊肉及禽肉牲畜对饲料及水的消费量动物饲料消费量干水消费量牛羊猪家禽资料来源于中国核工业三十年辐射环境质量评价潘自强等原子能出版社根系层耕作层深度资料来自等用于计算核素在植物中转移的土壤表观密度资料来源同公众呼吸速率幼儿少年成人资料来源于中国核工业三十年辐射环境质量评价潘自强等原子能出版社元素在植物中的浓积因子元素干牧草土壤谷物土壤资料来源同再悬浮后空气中粉尘浓度土壤密度元素由根部吸收转入奶及肉

17、类中的转移因子元素奶肉类资料来源同分配系数元素资料来源同厂区污染面积厂区污染土壤层深度污染厂址土壤含水率污染厂址土壤有效孔隙度污染厂址含水层厚度污染厂址地下水的纵横向弥散系数污染厂址地下水流速污染浸出水进入地下水假定在场址的中央到第一个饮用井的距离厂区降水年入渗量核素剂量转换因子公众核素食入吸入注数据为国际原子能机构安全丛书提供的最新数据对内照射剂量转换因子选用成人的三类中最大的一类数据及他们的子体的剂量转换因子核素食入吸入子体子体子体子体子体注子体包括子体包括子体包括子体包括数据来源同子体包括污染土壤层的辐射外照射剂量转换因子核素子体子体链链链链续表核素链链链注链核素包括链核素包括链核素包括

18、链核素包括链核素包括链核素包括链核素包括包括其所有子体核素计算结果所得计算结果见表和表表土壤污染水平为情况下几种放射性核素对个人所产生的年照射剂量和基于年剂量约束值为所导出的土壤中剩余放射性可接受水平核素外照射剂量食入内照射剂量吸入内照射剂量饮水产生的内照射剂量总剂量可接受水平注包括其所有子体核素表土壤污染水平为情况下及对个人所产生的年照射剂量和基于年剂量约束值为所导出的土壤中剩余放射性可接受水平核素外照射剂量食入内照射剂量吸入内照射剂量饮水产生的内照射剂量总剂量可接受水平链链链链续表核素外照射剂量食入内照射剂量吸入内照射剂量饮水产生的内照射剂量总剂量可接受水平链链链注链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括链为核素包括