氚、辐射防护限值和饮用水标准的背景资料

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来源:美国核管理委员会

https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/tritium-radiation-fs.html

在本页面:

  • NRC 正在如何处理核电厂的氚泄漏和溢出问题?
  • 来自核电站的氚
  • 人们如何接触到氚?
  • 核电相关氚的辐射剂量与人从自然本底放射性或医疗程序中接收到的剂量相比如何?
  • 氚辐射暴露可能带来哪些健康风险?
  • 辐射防护限制
  • 饮用水标准
  • 参考

核管理委员会评估核电厂中氚污染水的异常释放,特别是那些导致地下水污染的水。NRC 一再确定这些释放要么留在发电厂财产中,要么涉及如此低的场外氚水平,以至于它们不会影响公共健康和安全。NRC 非常重视这些异常排放,并继续审查这些事件,以确保核电厂运营商采取适当的行动。

NRC 正在如何处理核电厂的氚泄漏和溢出问题?

NRC 的检查评估核电厂检查、评估和修理可能泄漏的设备和结构的计划。NRC 还专注于评估工厂分析溢出或泄漏如何影响地下水的能力。该机构在每个运行中的美国核电厂的常驻检查员定期监测所有这些活动。任何不足都可能引发 NRC 对工厂进行更密集的监督。

2006 年,NRC 的“经验教训”工作组检查了美国商业核电站以前异常的放射性液体释放。工作组的调查结果和 NRC 的回应,以及 2010 年对建议的高级管理审查,可在NRC 网站的地下水污染页面上找到。工作人员在2012 年提交给委员会的文件中再次更新了信息。2016 年,工作人员建议,并且委员会同意,当前的监管要求足以保护公众健康和安全,不需要额外的要求或指导。

与任何工业设施一样,核电站可能会无意中溢出或泄漏液体材料。然而,工厂设计和 NRC 的检查计划都有助于确保满足安全限制——即使是在异常情况下。本背景资料概述了氚对健康的影响,以及 NRC 保护公众健康和安全的标准的技术基础,以及美国环境保护署制定的饮用水标准。

氚、辐射防护限值和饮用水标准的背景资料

  • 氚是一种天然存在的放射性氢形式,当宇宙射线与空气分子碰撞时会在大气中产生。因此,在全世界的地下水中都发现了极少量或痕量的氚。它也是核电站发电的副产品。氚发出一种微弱的辐射形式,一种类似于电子的低能贝塔粒子。氚辐射不会在空气中传播很远,也不能穿透皮肤。

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来自核电站的氚

  • 核电站报告了含有氚的水的异常释放,导致地下水污染。
  • 核电站产生的大部分氚来自一种称为硼的化学物质,它从工厂的链式反应中吸收中子。核反应堆使用硼(一种良好的中子吸收剂)来帮助控制链式反应。为此,硼要么直接添加到冷却水中,要么用于控制棒以控制链式反应。反应堆堆芯中铀 235 的分裂,或冷却水中的其他化学物质(例如锂或重水)吸收中子时,也会产生少量的氚(NAS,1996 年;UNSCEAR 1988 年)。
  • 像普通的氢一样,氚可以与氧结合形成水。当这种情况发生时,由此产生的“氚化”水具有放射性。氚化水(不要与重水混淆)在化学上与普通水相同,氚不能从水中过滤掉。
  • 核电站定期安全地释放稀浓度的氚化水。这些授权发布由公用事业公司密切监控,向 NRC 报告,并在NRC 网站上向公众提供。

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人们如何接触到氚?

  • 氚几乎总是以氚水形式存在,主要是在人们吃或喝含有氚的食物或水或通过皮肤吸收时进入人体。人们还可以吸入空气中的气体氚。
  • 一旦氚进入体内,它就会迅速扩散并均匀分布在整个软组织中。一半的氚在暴露后约 10 天内排出体外。任何氚暴露剂量的大约 10% 来自身体作为有机结合氚保留的暴露的一小部分 (ICRP-30, 1979)。
  • 每个人每天都会接触到少量的氚,因为它自然存在于环境和我们吃的食物中。联邦武器设施的工人;医疗、生物医学或大学研究设施;或核燃料循环设施可能会受到更多的氚暴露。

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核电相关氚的辐射剂量与人从自然本底放射性或医疗程序中接收到的剂量相比如何?

  • 氚天然存在于环境中,天然氚产生的辐射与核电站氚产生的辐射相同。
  • 核电厂的氚剂量远低于自然本底辐射和医疗管理造成的照射量。
  • 人类每年大约 50% 的辐射剂量来自天然本底辐射,48% 来自医疗程序(例如 X 射线),2% 来自消费品。氚和核电站释放的剂量不到总本底剂量的 0.1%(NCRP,2009 年)。例如,从每升氚为 1,600 微微居里的井中饮用一年的水(与核设施发生严重氚水泄漏后饮用水井中确定的水平相当)将导致辐射剂量(使用 EPA 假设) 的 0.3 毫雷姆 (mrem)。该剂量是:
    • 至少比涉及全身 CT 扫描的医疗程序的剂量低2,000 至 5,000 倍(例如,来自 CT 扫描的 500 至 1,500 mrem)
    • 比来自天然本底辐射的大约 300 mrem 剂量低 1,000 倍
    • 比您体内天然放射性(钾)的剂量低 50 倍(例如,钾的 15 mrem)
    • 比往返跨国飞机飞行的剂量低 12 倍(例如,从华盛顿特区到洛杉矶再返回 4 mrem)

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氚辐射暴露可能带来哪些健康风险?

ALARA(尽可能低)
是一种辐射安全原则,通过使用所有合理的方法来最小化放射性物质的剂量和释放。原则上,如果可以避免或没有益处,任何剂量都不应被接受。[参见联邦法规(10 CFR 20.1003)第 10 条第 20.1003 节。]

NRC 同意国家和国际辐射防护监管机构的意见,即任何辐射暴露都可能造成一些健康风险。这种风险随着暴露以线性、无阈值的方式增加。因此,较低水平的辐射具有较低的风险。健康风险包括癌症的发生率增加。由于假设任何辐射暴露都可能对健康造成一定风险,因此将辐射剂量保持在合理可达到的低水平(称为 ALARA)是有意义的。NRC 的辐射剂量限制和 ALARA 要求将健康风险降至最低,并确保没有个人超出联邦健康和安全标准。

毫雷姆(毫雷姆)是一个术语,科学家用来描述身体吸收的辐射量。例如,科学家估计我们每年从自然(例如氡)和人造(例如医疗)辐射源中接收到 620 mrem 的剂量。

NRC 为辐射工作人员和公众设定的剂量限制远低于对人类健康造成影响的辐射暴露水平——包括发育中的胚胎或胎儿。高剂量和高剂量率的影响是众所周知的。然而,公共卫生研究尚未确定低剂量和低剂量率(低于约 10,000 mrem)的健康风险。

NRC 计算出伊利诺伊州布莱德伍德核电站发生重大氚水泄漏事件对公众造成的最大年剂量小于 0.1 mrem。该剂量远低于 NRC 为核设施中申报的怀孕工人规定的 500 mrem 剂量限值和对公众成员 100 mrem 的年剂量限值。

为了进一步比较,美国公民平均每年从自然资源中获得大约 310 兆雷姆,主要是氡气(NCRP,2009 年)。从这些自然辐射暴露水平产生的剂量中,没有发现对健康有不利影响。来自医疗、商业和工业活动的人为辐射源对我们每年的辐射暴露贡献了大约 310 mrem。

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辐射防护限制

NRC 评估来自国际和国家科学机构的辐射防护建议,以确保我们的标准适用。在这些标准中,NRC 和 EPA 建立了三层辐射防护限制,以保护公众免受核电站泄漏或放射性液体泄漏带来的潜在健康风险。NRC 的分析表明,核电厂异常氚释放对公众造成的剂量远低于最严格的保护限值,因此不会对公众健康和安全构成可衡量的风险。

第 1 层:每年 3 mrem ALARA 目标 — 10 CFR Part 50 的附录 I

 

NRC 要求核电厂运营商必须将气体和液体释放的场外辐射剂量保持在合理可实现的低水平。对于液体释放,例如稀释的氚,ALARA 年异地剂量目标是全身 3 毫雷姆,生活在植物边界附近的人的任何器官 10 毫雷姆。该 ALARA 目标是年度公共辐射剂量限值 100 mrem 的 3% 和天然本底辐射剂量的一小部分。

如果核电厂在一个日历季度内超过这些辐射剂量水平的一半,电厂运营商必须调查原因,启动适当的纠正措施,并在 30 天内向 NRC 报告这些措施。本季度末。

第 2 层:每年 25 mrem 标准 — 10 CFR 20.1301(e)

 

EPA 与核能相关的辐射剂量限制为:全身为 25mrem,甲状腺为 75mrem,公众个人的任何其他器官为 25mrem。NRC 法规于 1981 年纳入了这些 EPA 标准,现在所有核电站都必须满足这些要求。这些标准适用于研磨和制造核燃料的核电站和设施。NRC 的 ALARA 目标低于这些 EPA 标准(NRC,1980)。

第 3 层:每年限制 100 mrem — 10 CFR 20.1301(a)(1)

 

NRC 保护公众健康和安全的最后一层将个人公众的辐射剂量限制在每年 100 毫雷姆。此限制适用于每个使用放射性物质的民用设施。

NRC 每年 100 mrem 的剂量限值与国际放射防护委员会 1990 年的建议有关。ICRP 的科学家提供有关辐射防护的建议,包括剂量限制。这些剂量限制通常由世界各地的政府作为具有法律强制力的法规来实施。国际放射防护委员会建议在终生暴露在此水平后,每年 100 mrem 的限制将导致非常小的健康风险,大致相当于来自天然来源(不包括氡)的背景辐射(ICRP,1991 年)。美国国家放射防护和测量委员会也建议将剂量限制为每年 100 mrem (NCRP, 1993)。

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饮用水标准

美国环保署根据《安全饮用水法案》的授权规定了饮用水污染物的联邦限制。供水商必须提供符合这些标准(称为最大污染物水平)的水。一些州已采用 EPA 的饮用水标准作为具有法律约束力的地下水保护标准。这些标准通常用于评估私人井水的实验室测试结果。

皮库里(pCi) 是科学家用来描述水中有多少辐射以及多少氚的术语。pCi 是可以通过实验室测试测量的单位。

EPA 每年 4 mrem 的基于剂量的饮用水标准是基于氚每升 20,000 微微居里的最大污染物水平。如果饮用水中还存在其他类似的放射性物质,则所有物质组合的年剂量不得超过每年 4mrem。只有在特殊情况下才会超过该标准(EPA,1975;EPA,1976b)。

1991 年,EPA 使用改进的计算得出结论,60,900 pCi/L 的氚浓度将产生每年 4 mrem 的剂量。然而,EPA 在其最新法规中保留了 20,000 pCi/L 的氚值。

额外的氚资源

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参考

原子能委员会(美国)(AEC),“生产和利用设施的许可”,《联邦公报》,卷。36,第 111 期,第 11113-11117 页,华盛顿特区,1971 年 6 月 9 日。

加利福尼亚环境保护局,环境健康危害评估办公室 (CAL-EPA),“饮用水中氚的公共卫生目标”,2006 年 4 月 27 日。

联邦法规,第 40 篇,“环境保护”,第 141.16 节,“来自人造源的 Beta 粒子和光子放射性的最大污染水平”。

EPA,“40 CFR 190 铀燃料循环活动正常运行的环境辐射防护要求:最终环境声明,第 1 和第 2 卷”。1976 年 11 月 1 日(1976a)。

EPA,“饮用水法规:放射性核素”。联邦纪事,卷。41,第 133 期,第 28402-28409 页,1976 年 7 月 9 日(1976b)。

EPA,“临时初级饮用水法规:建议的放射性最大污染物水平”。联邦纪事,卷。40,第 158 期,第 34324-34328 页,1975 年 8 月 14 日。

国际放射防护委员会(ICRP)。ICRP 出版物 26,“国际放射防护委员会的建议”,1977 年。

ICRP 第 30 号出版物,“工人摄入放射性核素的限制”,1979 年

ICRP 第 60 号出版物,“国际放射防护委员会的建议”,Ann。国际放射防护委员会 21(1-3),1991 年。

国家辐射防护和测量委员会 (NCRP)。第 116 号报告,“电离辐射暴露的限制”,1993 年 3 月 31 日。

NCRP,第 160 号报告,“美国人口的电离辐射暴露:最新情况”,2009 年。

国家研究委员会,“核动力反应堆中的放射化学”,美国国家科学院出版社:华盛顿特区,1996 年。

核管理委员会(美国),“辐射生物效应情况说明书”(2004 年,2011 年 1 月)

NRC,NUREG-0543,“证明 LWR 符合 EPA 铀燃料循环标准(40 CFR Part 190)的方法”,1980 年 1 月。

NRC 发布:NRC 的意见和决定以及选定的命令,“案卷编号 RM-50-2:设计目标和操作限制条件的数值指南,以满足轻水中放射性物质‘尽可能低’的标准-冷却的核动力反应堆流出物,”1975 年 4 月 30 日。

联合国原子辐射影响科学委员会 (UNSCEAR),“电离辐射的来源、影响和风险,附件 B:核电站生产的暴露”,1988 年。

2019 年 4 月

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页面上次审核/更新时间:2019 年 5 月 7 日,星期二

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