江苏田湾核电站1、2号2台1 000 MWe级压水堆核电站机组分别于2006、2007年建成投产, 3、4、5、6号机组的建设已纳入计划。田湾核电站已是我国重要的核电基地之一, 其30 km范围内常住人口约108万。虽然核电是安全清洁的能源, 但存在潜在风险。周围公众内照射剂量评估已成为核应急工作的重要内容。因此我们于2003年开始对田湾核电站0 ~ 30 km范围内居民膳食结构进行了调查^[1]

根据核电站外围公众膳食结构调查结果, 应用UNSCEAR2000年报告书中提供的食品中铀钍系放射性核素浓度, 依据剂量转换系数分析食品中铀钍系放射性核素致内照射剂量, 为今后评价核电站排放的人工放射性核素所致公众内照射剂量建立基础资料。

1 资料和方法 1.1 资料来源

调查对象为田湾核电站周围30 km以内居住6个月以上, 有当地户籍的18周岁以上常住人口。实际有效调查人数19 138人。

1.2 调查方法

调查采用分层整群随机抽样的方法, 以行政村或自然村为最终抽样单位, 按距核电站1 ~ 4km、5 ~ 8km、9 ~ 15 km、16 ~ 30 km将调查人群分为四个调查层次区域。调查点采用单纯随机抽样的方法选择。

1.3 调查内容

调查内容包括个人基本情况(年龄、性别、教育与背景、与核电站相对居住位置)和膳食结构(食谱、饮食频率和饮食习惯)。所有调查员都经过流行病学专家和心理学专家的培训, 统一调查标准, 并经考核合格。

1.4 统计分析

调查数据采用键盘双录入方法, 对双录入中不一致的数据通过人控核对原始调查表修整数据, 数据录入的软件环境为Epidata。

2 铀钍系放射性核素公众摄入量估算及剂量评价模式

因为本底水平、气候以及农业条件的不同造成食品中天然放射性核素浓度变化很大。UNSCEAR1993年报告书选编了铀钍系放射性核素在食品中浓度的参考值, USCEAR2000年报告书中进行了汇总, 给出了食物中天然放射性核素的含量、食物的消费量以及内照射剂量估算方法。由于不同地区公布的食品中铀钍系放射性核素浓度数值范围很宽, 我们将报告书中中国的参考值列于表 1, 同时根据内照射剂量转换系数估算待积有效剂量, 内照射剂量转换系数列于表 2^[2]。核素i经食入途径所致公众内照射剂量E_i,j见以下计算公式:

(1)

式中: I_食入j为j类食物的年摄入量, kg·a^-1; P₁为核素i在j食物中的活度浓度, mBq·kg^-1; P₂为核素i的食入有效剂量系数, μSv·Bq^-1; E_i,j为核素i经食物j所致的年待积有效剂量, μSv·a^-1。

2 结果 2.1 田湾核电站周围公众食品年消费量

由于婴儿调查数量偏少, 仅以成人和儿童为调查对象进行汇总分析。调查人员基本情况见表 3, 田湾核电站30 km内公众食品年消费量见表 4。

根据表 4结果, 与UNCEAR2000报告书中食品年摄入参考值比较^[2], 田湾核电站周围公众膳食特点为谷物、叶类制品和鱼制品年消费量较多, 其他食品消费相对较少。

同时根据核电站周围公众中成年人所在不同调查区域和不同人口类别进行食品年消费量汇总, 不同调查区域内成年人人口类别表见表 5, 不同人口类别和不同调查区域食品年消费量数据分别见表 6和表 7。

根据表 5数据, 渔民主要分布在距离核电站5 km范围内, 盐场人口主要在距离核电站5至8 km范围内, 农业人口则分布较为分散, 但以5 km范围内和16 km以外为主。城镇人口主要分布在距离核电站5 km以外范围, 以16至30 km范围内人员最多。

由表 6可见, 渔民的鱼制品和谷物制品的年平均消费量远高于其他居民, 而城镇居民的奶制品消耗高于其他居民。而根据表 7, 奶制品的消费随着距离的增加逐步增加, 鱼制品和谷物制品随着距离增加消费量逐步减少, 综合表 5和表 6数据推断, 随着距离变化, 居民食品消费量的变化是由于人口类别差异造成。

2.2 铀钍系放射性核素年摄入量及有效剂量

根据表 1、表 2参数及公式(1)计算的田湾核电站周围公众铀钍系放射性核素年摄入量及年待积有效剂量, 结果见表 8。

根据目前膳食年消费量, 铀钍系放射性核素致田湾核电站周围公众年内照射待积有效剂量儿童为691μSv·a^-1, 成人为327μSv·a^-1。UNSCEAR2000报告书中给出了经膳食铀钍系放射性核素致儿童和成人年待积有效剂量世界平均值, 分别为200μSv·a^-1和110μSv·a^-1, 田湾核电站周围儿童和公众年待积有效剂量是世界平均的3.5和3.0倍。

按人口类别分成年人铀钍系放射性核素年摄入量及年待积有效剂量见表 9。年待积有效剂量大小依次为渔民、盐场人口、城镇人口和农业人口。

3 讨论

根据成人待积有效剂量计算结果分析, ²¹⁰Po致成人待积有效剂量为201μSv·a^-1, 占总剂量的61.5%, 对总剂量贡献最大。除此以外²¹⁰Pb和²²⁸Ra的剂量贡献也分别占到了26.9%和9.9%, 上述3种核素年待积有效剂量占总剂量的98.3%, 是经膳食影响田湾核电站周围公众内照射剂量的主要核素。

由于渔民主要居住在距离核电站5km范围内, 同时鱼制品的消费量比其他类型人口多, 铀钍系放射性核素致年待积有效剂量是城镇人口的1.7倍。根据秦山核电基地外围调查数据, 水声食物链途径中鱼贝类是¹³⁷Cs和⁹⁰Sr的主要来源^[3], 提示今后应关注渔民的内照射剂量估算与评价。

根据表 8结果, ²¹⁰Pb、²¹⁰Po、²³²Th和²²⁸Ra的年摄入量是世界平均的3.1 ~ 4.3倍, 分析造成原因是田湾核电站周围公众膳食结构中, 谷物、叶类制品和鱼制品年消费量较多, 并且根据UNSCEAR2000报告书, 我国食品叶类制品中的²¹⁰Pb、²¹⁰Po和²²⁸Ra活度浓度是世界平均的4.5、4.3和5.5倍, 鱼制品的²¹⁰Pb、²¹⁰Po活度浓度是世界平均的17和2.5倍。同时²¹⁰Pb、²¹⁰Po、²³²Th和²²⁸Ra的有效剂量系数也远高于其他核素, 故造成田湾核电站周围公众年待积有效剂量高的原因。

《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB18871-2002)^[4]和《放射性核素摄入量及内照射剂量估算规范》(GB/T16148-1995)^[5]对职业人员剂量限值和内照射剂量评价方法。而公众的内照射剂量的估算依赖于广泛的膳食摄入资料, 本次调查显示核电站周围居民对各类食物摄入量与2002年全国居民膳食调查结果有一定差异^[6], 说明核电站周围公众有自己的生活方式和饮食习惯, 需要定期调查掌握饮食状况和食谱变化, 可以正确估算内照射剂量结果, 对今后评价人工放射性核素对居民内照射剂量贡献有积极地指导意义。