核安全綜合知識

2021-04-03 11:08:33 字數 5194 閱讀 2785

1. 熟悉輻射源的種類(宇宙射線,天然放射性同位素,用於醫學、學業、工業、食品加工等的放射源,密封型和非密封型源,輻射產生器/設施,核動力廠和其他反應堆以及其他核燃料迴圈設施等);

2. 了解放射性同位素的基本特徵;

3. 了解反應堆和加速器生產同位素的基本知識;

4. 了解放射性同位素在醫學、農業、工業、食品加工等行業的應用;

5. 熟悉放射性同位素在醫學、農業、工業、食品加工等行業的應用中的輻射安全問題;

6. 了解輻射產生器/設施的應用;

7. 熟悉輻射產生器/設施在應用中的核與輻射安全問題;

8. 了解與核燃料迴圈設施(包括鈾釷及伴生放射性礦勘探、開採與加工,富集鈾的生產,燃料元件製造,核動力廠和其他反應堆、乏燃料後處理以及放射性物質運輸、放射性廢物管理等)有關的基本知識;

9. 熟悉核燃料迴圈設施(包括鈾釷及伴生放射性礦勘探、開採與加工,富集鈾的生產,燃料元件製造,核動力廠和其他反應堆、乏燃料後處理以及放射性物質運輸、放射性廢物管理等)在選址、設計、建造、執行、退役等階段核與輻射安全方面的主要問題;

1. 試述天然輻射源和人工輻射源的**;

2. 非密封源工作場所是如何分級的?

3. 反應堆和加速器生產放射性同位素的基本原理;

4. 工業上是如何利用核儀表進行檢測、控制、計量和分析的?

5. 放射性同位素和射線裝置在醫學上有哪些主要應用?

6. 放射性同位素應用中有哪些主要的輻射安全問題?

7. 工業輻照加速器和γ輻照裝置的區別和各自的優缺點。

8. 電子直線加速器可能產生的汙染源項和防護措施。

9. 如何對中子發生器產生的氚汙染進行防護?

10. 按照對乏燃料管理策略的不同,核燃料迴圈有哪兩大技術路線?

11. uf4和uf6乾法生產的工藝過程及其主反應裝置是什麼?生產過程中可能逸出哪些有毒、有害氣體?如何預防?

12. 什麼是乏燃料?它有哪些特性?乏燃料後處理的目的是什麼?

13. 在乏燃料運輸容器的研製過程中,按規定容器要經受哪些事故條件下的試驗?

14. 在乏燃料後處理過程中,要考慮哪些核安全問題?

15. 什麼是核臨界條件?有效增殖因子(keff)的值與核臨界有何關係?實施核臨界控制的技術手段有哪些?

16. 核動力廠廠址所在區域內可能發生的外部自然事件或人為事件對核動力廠有什麼影響?

17. 核動力廠的廠址特徵對廠址所在區域有什麼影響?

18. 控制棒落棒時間超過設計限值或卡棒的原因和後果是什麼?

19. 全廠斷電下失去反應堆冷卻劑幫浦密封注水的後果是什麼?

20. 什麼是核動力廠的最終熱阱?失去最終熱阱將會產生什麼後果?

21. 核動力廠裝置製造中的主要問題有哪些?

22. 什麼是半迴路執行工況?在半迴路執行工況下要注意什麼?

23. 核動力廠執行中出現異物的原因,它對核動力廠執行有什麼危害?

24. 核動力廠在退役階段的主要核與輻射安全問題是什麼?

25. 核動力廠以外的其他反應堆有哪些特殊的核與輻射安全問題?

● 輻射源按其產生**分為天然輻射源和人工輻射源;其中天然輻射對人類的照射佔總劑量的90%以上;其次是醫學輻射,約佔總劑量的4%;

● 目前廣泛應用的各種放射性同位素基本上都是由反應堆和加速器生產的,其基本原理是由反應堆產生的中子和由加速器產生的帶電粒子和靶材料相互作用,通過(n,f)、(p,n)、(d,n)等各種核反應行到所需要的放射性同位素;

● 放射性同位素和射線裝置在國民經濟各個領域的應用越來越廣泛:

在醫學上用於臨床診斷和**,包括放射性藥物影像診斷和x射線放射診斷,放射源近距離**、遠距離**和電子加速器放射**;

在工業上利用射線與物質相互作用的各種效應製成了用於檢測、控制、計量、分析用的各種核儀表和x射線工業ct、加速器工業ct;

在農業和食品加工上最主要的應用是利用放射源和射線裝置產生的射線進行輻射育種、消毒殺菌,達到改良品種、提高產量、輻照保鮮、延長食用期的目的;

● 在放射性同位素和射線裝置應用中,必須遵循輻射防護「三原則」:

首先確定應用的正當性,慎重考慮放射性同位素和射線裝置應用可能提供的有用資訊是否大於能承受的危險;

其次在進行輻射防護時要控制放射工作人員、患者和周圍公眾的照射劑量盡可能低,實現輻射防護最優化;

在使用密封源時,重點防護外照射,特別要加強放射源的安全管理,防止丟失被盜;

使用非密封源時,要防止放射性物質潑灑造成表面汙染和內照射,要設定有效的放射性「三廢」處理設施;

使用放射性裝置時,要根據不同型別的裝置產生的汙染源採取不同的防護措施,特別要設定確實可靠的安全連鎖裝置,防止人員誤照射;

● 為了較深入地了解核燃料迴圈設施和反應堆工程的相差知識和核電站相關知識,在本章:

首先介紹了核燃料迴圈設施與核反應堆的基本工作原理,包括鈾礦勘探、開採與加工、鈾化合物的轉化、濃縮(富集)鈾的生產、核燃料元(組)件製造、乏燃料儲存、運輸與後處理、放射性廢物管理與核設施退役、核燃料加工、處理設計的核臨界安全控制的基本知識;

臨界概念、轉化與增殖概念、中子注量率分布與展平概念等;

對五種主要埨進行了概要介紹,內容包括該種堆型的基本特徵及其主要特點等;

以壓水堆核電站為例介紹了反應堆核燃料、燃料元件、堆本體、主輸熱系統的結構組成和相關功能;

。● 輻射源:可以通過發射電離輻射或釋放放射性物質而引起輻射照射的一切物質或實體;

● 從輻射源的**分為天然輻射源和人工輻射源兩種;

一天然輻射源

● 天然存在的輻射源稱為天然輻射源,把這種輻射稱為天然輻射;

● 天然輻射源主要來自宇宙射線、宇生放射性核素和原生放射性核素;

1 宇宙射線

● 宇宙射線來自太陽和星際空間,主要由中子、質子、電子和各種介子等調整粒子組成;

● 這些粒子有較強的貫穿能力,可輻射到地球,對人體造成外照射;

● 宇宙射線的強度隨海拔高度的增加呈指數增加;

2 宇生放射性核素

● 宇生放射性核素:宇宙射線與大氣層中和地球表面氧、氮等多種元素的原子核相互作用後產生的放射性核素;

● 宇生放射性核素約20種,其中氚3、碳14、鈹7和鈉22的貢獻較大;

3 原生放射性核素

● 原生放射性核素:自有地球以來就存在於地殼內的放射性核素;

● 原生放射性核素分為兩類:主要以鈾系(以鈾238為母核的放射性)、錒—鈾系系(以鈾235為母核的放射性)和釷系(以釷232為母核的放射性)三個系的一些核素;另一類是無衰變系列的長壽命放射性核素,如鉀40,rb87等;

● 原生放射性核素廣泛存在於地球的岩石、土壤、江河、湖海中;

● 這些元素的濃度和分布隨岩石構造的型別不同而變化,花崗岩的活度濃度最高;

● 土壤和岩石中所含的鈾、釷、鉀等元素,以鉀40的活度濃度最高;

二人工輻射源

● 人工輻射源:用人工方法產生的輻射源;

● 人工輻射源主要有核設施、核技術應用的輻射源和核試驗落下灰;

1 核設施

● 在核設施執行的每一步驟都有可能使工作人員受到職業性照射,並因少量放射性物質的環境釋放引起公眾照射;

● 反應堆輻射源:反應堆是既能使原子核裂變的鏈式反應受到控制,又能使鏈式反應持續下去的裝置;反應堆正常執行時的主要輻射源γ輻射源和中子源;

γ輻射源:最主要的是核裂變瞬發γ射線和裂變產物放出的緩發γ射線;

◆ 瞬發γ射線:

◆ 裂變產物放射的緩發γ射線:鈾235每次裂變大約有6.65mev的γ能量在衰變一秒後由裂變產物放出,其中四分之三以上的能量在1000秒內放出,γ射線能量大部分在2mev以下,平均是0.

7mev。

◆ 其它γ射線:主要有熱中子輻射俘獲反應(n, γ)產生的γ射線,快中子非彈性散射而激發的原子核放出的γ射線,核反應產物放出的γ射線,活化產物的γ射線,在與物質相互作用過程中放出的電子引起的軔致輻射和正電子湮沒輻射等;輻射俘獲γ射線和非彈性散射γ射線可產生在遮蔽體內,而且輻射俘獲γ射線的能量很高(6~8mev),在遮蔽計算時必須予以考慮;

中子源◆ (瞬發)裂變中子:裂變中子具有分布很寬的能量,從ev級一直到18mev,峰值位於0.8mev,平均能量約2mev;反應堆的活性區(堆芯)相當大,是乙個體積中子源;

◆ 緩發中子:裂變產物衰變時放出的中子,每次裂變放出的緩發中子只有0.0158,而且能量較低;

不論是堆內的輻射場還是堆外的引出束,都是γ射線和中子的混合場,不僅中子注量高,γ輻射劑量也高,中子場往往又是快中子、共振中子與熱中了的混合場。

● 核燃料迴圈設施:包括核燃料生產、加工、儲存和後處理設施等;在核燃料迴圈各個工序中,有可能受到各種射線照射,因而在輻射防護上應予以足夠的重視;

2 核技術應用

● 密封源:密封在包殼裡或緊密的固結在覆蓋層裡並呈固體形態的放射性物質。

● 密封源的種類很多,分類方法也是多種多樣:按輻射的射線分為…;按放射源的幾何形態形態可分為…;按活度的不確定度可分為檢查源、工作源、參考源、標準源等;按用途可分為醫療用、工業照相(探傷)用、核儀表用、射線輻照用、放射性測井用、放射性測量及儀表刻度用等;

● 由於使用要求不同,密封源的核素種類、輻射型別、活度大小、幾何形狀、密封方式和效能指標等各不相同。

α放射源:主要用於煙霧報警器、靜電消除器和放射性避雷器等的離子發生器;常用的α放射性核素有210po、238pu、239pu、241am、235u和238u等;

◆ 常用的α放射源活度一般較低(104~3.7×109bq)

◆ α粒子的能量一般低於7mev,在空氣中的射程小於6cm,沒有外照射的危險;

◆ 絕大多數α核素屬於極毒或高毒核素;

◆ 使用時要特別注意保護源的密封效能,防止將源丟失或被盜;沒有使用價值的廢源應按規定處理,不能隨便拆開或扔掉。

β放射源:主要用於β活度測量和β能量響應刻度時的參考源和工作源,還可用作放射性測厚儀、**科敷貼器和氣相色譜儀的電子捕食器等;常用的β放射性核素有:3h、14c、58c0、60co、63ni、85kr、90sr-90y、147pm和204ti等;

◆ β射線的穿透能力比同樣能量α粒子約強100倍,能量超過70kev的β粒子可穿透**表層,故應考慮β外照射的防護;

◆ β衰變時常伴隨有γ輻射或其他形式的光子,只有少數核素(3h、14c、32p、35s、90sr、90y等);β粒子穿過周圍物質量產生軔致輻射,其穿透能力比β粒子強得多;在使用時不能忽視γ光子的防護,即使是純β發射體,也要注意減少軔致輻射的影響。

◆ 遮蔽β作用應選用低原子序數的材料(如塑料、有機玻璃、鋁板等)以減少軔致輻射,外面再用高原子序數的材料遮蔽軔致輻射和其他γ光子。

低能光子源:利用發射低能γ射線和x射線的放射性核素或利用β輻射體與靶物質產生的軔致輻射製成的源統稱;主要用於厚度計、密度計、x射線螢光分析儀等儀表;發射低能光子的常用放射性核素有55fe、57co、125i、238pu、241am、244cm等;

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