日本福岛核电站周边核辐射监测分析

[摘 要]2011年3月11日日本福岛第一核电站发生了七级特重大核事故。为测定核事故后核电站周围辐射量对居民健康，环境安全等影响，采用直接测量的方法，利用美国Inspector手持式射线检测仪测定了福岛核电站附近环境的表面γ射线吸收剂量率。同时利用高纯锗γ能谱仪检测土壤样品中Cs-127等人工放射性核素含量。结果显示，当地受辐射影响地区辐射量随与事故中心距离以对数模型形式减少，当地居民甲状腺健康程度并不直接受环境辐射量影响。

[关键词]核污染，γ吸收剂量率，健康评估。

中图分类号：F40723 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0283-01

本文测定了距离福岛第一核电站20km内土壤及植物的γ射线放射水平。福岛核事故是一起由海啸，地震，核泄漏等多重因素引发的重大灾害。福岛核泄漏时间是自1986年苏联切尔诺贝利核电站事故以来最为严重的核泄漏事件，其危害不仅涉及当地居民，而且还造成了全球性的环境与生态灾难，其危害将持续数十年[1]。核爆炸和核泄漏等突发事件的安全排查和预警预报问题已经引起我国有关部门和广大群众的广泛关注[2]。因此，本文对此次事故后对环境与居民健康影响进行了调查。

福岛第一核电站第一台机组在1967年9月动工，1971年3月投入商业运行。二号至六号机组在1972年至1979年陆续完工，并网并投入商业运行，是当时世界最大的核电站。在发生多次中小型事故后，福岛第一核电站于2011年3月11日在海啸影响下发生了7级特重大核事故，当地居民除福岛县外六县均申请紧急撤离。为了监测福岛核事故对周围环境的持续影响，组成检测小组对永久封堆处理后的福岛第一，第二核电站周围进行了环境放射性检测。

核电站正常运行时对环境的直接γ射线照射是较小的，因为大多数核电站反应堆都有厚重的混凝土防护罩。所以一座正常运行的核电站对环境的直接危害较小。但是当较严重的核泄漏事故发生后，放射性物质会通过水，空气以及生物等诸多途径对外环境进行照射。人体摄入含有放射性核素的组织后，还会受到α射线以及γ射线的内照射。当人体接收到一定的照射剂量后，就会发生不同程度的病变反应。所以当公众得知福岛核电站发生核泄漏事故后发生了恐慌。其实，福岛核事故对中国大陆的影响并不足道。小组为了测量在隔离区内人体受到的直接外照射剂量率，用便携式个人剂量仪计算并得出结论。

由土壤中天然放射性核素和人工放射性核素137Cs，估算我国外剂量水平，其均值为7.4×10-8Gy・h-1[3]。小组在宫城县以及福岛第一核电站附近采取了土壤样品，并利用γ能谱法对其Cs-137含量进行了测量。

1.监测方法

1.1测量点选择

测量时间为2016年8月中旬，测量点分布于福岛第一核电站100km范围内包括隔离区域的环境。由于考虑到海啸对放射性物质的传播途径的影响，选取在3-11海啸中受灾的同海拔村落作为对照。环境表面γ辐射来自多种介质，因此选择的介质主要为土壤，植被，水源，设施以及空气。在各个采样点随机选择具有代表性的介质，标记并测量。土壤等测量点各有十六个测量点。选择测量点后用Inspectorγ剂量仪进行检测。

1.2测量方法

采用美国Inspector手持式射线检测仪对所选样本进行检测，测定样品表面γ射线吸收剂量率，相对于Cs137标准源灵敏度3500CPM/mR/hr。不同采样点由于环境因素影响，连续测得五个数值，取平均值。

1.3个人吸收剂量检测

采用便携式个人γ辐射吸收剂量仪计算在各个采样点个人吸收剂量。将剂量仪随身携带。在滞留较长时间的采样点计时，并计算年吸收剂量。

1.4土壤样品采集

在距福岛第一核电站约20km处随机选择无植被覆盖的土壤，按梅花形分成五个子采样点，采取1-5cm深处土壤。将采取样品混装，风干，去掉杂草后密封。使用HPG-高纯锗γ能谱仪对土样所含核素种类及其比活度进行检测。

2.结果与分析

2.1 环境表面γ辐射吸收剂量率测定结果

采用距离事故中心不同距离的空气中γ吸收剂量率数据，每个监测点的五个数值取平均值。由：年吸收剂量=γ吸收剂量率×3.156×107÷1000得出每个监测点的γ吸收年剂量。

将计算所得空气年吸收剂量值与监测点与事故中心距离进行线性拟合后结果表明R2较大，曲线模型很好的解释，涵盖了实验数据：有效说明当地空气年吸收剂量随着与事故中心距离增加而以对数模型形式减少。

2.2土壤样品γ能谱分析

采集距福岛第一核电站事故中心约20km地区土壤137Cs，利用γ能谱法对其人工放射性核素种类及比活度进行分析。γ谱方法测定环境样品的放射性，制样简单，不需要冗长的化学流程，大大减少实验室工作量[4]。结果表明，样品中137Cs比活度为（144.6±11.4Bq/Kg，高于世界平均水平（0.92-32.2Bq/Kg[5]。134Cs活度为（27.3±3.6）Bq/Kg。未检测出其他人工放射性核素，说明该地区当时受福岛核泄漏辐射影响严重，且还存在持续影响。

2.3 地区辐射性综合分析

目前，福岛县的原住民，仍有15.4万人过着避难生活，有5.7万人因核辐射污染问题在县外避难。

（1）福岛县内根据辐射量将辐射区域划分为“返还困难区域”（辐射量超过50毫希沃特/年，10微希沃特/小时，超过本底40-50倍）、“限制居住区域”（辐射量在20至50毫希沃特/年之间）和“避难指示解除准备区域”（辐射量在20毫希沃特/年以下）。原先生活在这些区域的居民至今无法返回家乡，其中“返还困难区域”的居民可能今后永远无法回家。

（2）负责清理核废料的工作人员的工作时长也是按照正常核电站工作的辐射量来计算的。根据官方数据，因此他们每年最大只能接受50毫希沃特/年的辐射，5年累计并不是250毫希沃特，而是只有100毫希沃特。1毫希沃特大约相当于照10次X光所接受的辐射。一般在福岛核电站内部工作的话，辐射高的情况下每天就会受到1毫希沃特的辐射。这样计算他们每年只能工作50天。

（3）而根据我们自己的数据，如我们于8月12号于岩石中测得的数据2.104μSv/hr（18.431mSV/yr），可以证明我们当时所处的地域为“避难指示解除准备区域”，而这也和日本政府给出的数据一致。又如我们8月13号途经一处被日本政府分为“限制居住区域”的地区时，因为被告知这里辐射过高所以不能下车，我们便在车上直接使用仪器进行了测量。结果数据显示此处的辐射值为3.294μSV/hr（28.855mSv/yr），正好落入“限制居住区域”的年辐射值范围。

经过统计，小组到过“避难指示解除准备区域”和“限制居住区域”。

3.结论

1.环境介质中的γ辐射表面吸收剂量率随测量点与事故中心距离以对数模型下降。

2.根据数据不能有效说明当地甲状腺健康情况与该地区年辐射量水平有关。

3.土壤中检测出了明显高于世界平均值的137Cs和134Cs，表明当地仍然受核污染影响。