科技成果

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成果名称: 核环境安全和事故状况下的环境分析方法体系

成果登记号: 9612017J0008

第一完成单位: 中国科学院地球环境研究所

联 系 人: 汶玲娟

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

技术领域: 环境保护与资源综合利用

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

       1课题来源与背景:

       本项目为科技部科技基础性工作(创新方法)专项项目。

       日本福岛的核事故引起我国大范围民众核恐慌,而我国在核事故状况下对食品和环境安全全面评价方法极度缺失,引发公众对我国核环境安全的忧虑。为应对我国急需的核事故状况下食品和环境安全全面评价方法的缺失和公众对我国核环境安全的忧虑,亟需开展难分析重要放射性核素的分析方法研究和建立多核素全自动快速分析系统,提高我国核环境安全研究的事故应急处理水平,缩小与发达国家在这一领域的差距。

        2研究目的与意义

        本项目通过建立相对完善的环境放射性分析实验室,重点开发核能工业和国家环保机构尚不具备和难以开展的难分析放射性核素的系统分析流程和方法,建立和完善数据处理、分析和模拟预测系统、初步建立核环境安全分析和评价体系。通过开展重要放射性核素的形态分析方法研究、和建立多核素全自动快速分析系统,提高我国核环境安全研究的事故应急处理水平,提高我国在该领域的分析能力,缓解社会与民众在核环境安全方面的忧虑情绪。

        3主要的论点与论据

      (1) 目前每个核电站均建立有辐射防护和监测中心(实验室),但监测指标一般较为单一。政府所属的实验室的分析指标难以定量给出其它放射性核素水平。在事故状态下,这两方发布的数据难以为公众所接受。在研究所或大学建立相对独立的第三方分析实验室,对核电站以及环保部门的监测中心无法分析的重要指标和内容进行补充监测,另外也可更好满足社会与公众的信息需求。

      (2) 鉴于我国目前环境放射分析方法的缺失,首先应借鉴欧美国家相关实验室的发展和运行经验,并在以前工作的基础上,初步建立各类环境样品的相对系统的放射分析方法,先从易分析伽马放射性核素开始,再逐步建立难直接测定的放射性核素的放射化学分析方法,完善分析方法体系。

      (3) 在事故紧急状况下,快速分析体系对政府的快速准确判断和决策极为重要,并对降低公众核恐慌具有重要作用。建立一系列针对不同事故状态下各种放射性核素的快速分析方法,结合不同部门和实验室的样品收集、分析、评估能力,就能够建立技术共享、协调行动、统一部署的快速反应机制。其中关键是建立一系列快速分析方法。

       4创见与创新

       项目采用加速器质谱技术、电感耦合等离子体质谱技术、伽马谱仪系统等,建立并优化了不同类型样品中多种放射性核素的分析方法体系,建立了相对完善、独立的环境放射性分析实验室,同时,建立了难分析放射性核素快速分析方法、重要放射性核素的形态分析方法、多核素全自动快速分析系统。

      (1) 项目建成了一个独立的第三方环境放射性安全分析实验室。

项目建立了大容量气溶胶采集系统、气态碘采集系统、大体积降水样品采集系统,对已有实验室技术设备进行了完善,研制了多功能14C制样系统、大气样品自动收集装置、土壤有机物分离燃烧真空系统、水中溶解有机碳和无机碳14C提取系统等。

      (2) 建立了各类环境样品中较为系统的放射分析方法,包括伽马放射性核素、难测定β和α放射性核素的放射化学分析方法,完善了分析方法体系。

建立了气溶胶、降水、土壤、植物等样品中伽马放射性核素分析的样品预处理方法、能量和效率刻度,以及重要β和α放射性核素的前处理、放射化学分离和测量的分析方法。

      (3) 开展了核事故状况下的快速分析、评估和预测体系建设。

        建立了一系列放射性核素的快速分析方法,对核事故的环境影响进行了评估分析。在国际上首次开发了一种无化学制样加速器质谱直接测定环境固体样品中 14C和 129I的快速分析方法,极大的提高了事故状况下对难分析核素的快速测定,将分析时间由传统分析方法的一周以上缩短到一天以内。

       5论文发表及人才培养

       项目已发表相关学术论文17篇SCI论文,研究生学位论文5本,获得国内专利8项,公开报道2篇。课题培养青年科研骨干3名到国外交流学习,培养硕士研究生2名,博士研究生6名(含博士后1名),其中在职博士2名。

       6社会效益,存在的问题

       本项目的实施获得了快速有效地环境安全检测方法和体系,同时针对我国的核环境背景水平做了初步的调查,研究成果已发表在国际权威学术期刊上,同时被研究所选中在网站上做了科普报道,此方面的宣传有利于消除公众对核工业发展的恐惧心理,维护社会稳定,为经济、社会可持续发展做出一定贡献。

       虽然通过本项目的执行,包括关键放射性核素的环境分析方法体系已成功建立,但是仍有很大的提升空间,比如将无化学制样加速器质谱分析进一步拓展到其它核素(如239Pu, 240Pu,10Be等)。其次,在核应急状况下,多单位联合协同作战非常重要,但是目前的合作程度仍有待提高。