埃及先进压水堆假设核事故后果评估：保障环境与公众安全的关键研究

《Scientific Reports》：Assessment of the consequences of hypothetical nuclear accidents in an advanced PWR, Egypt

为评估埃及先进压水堆假设核事故后果，研究人员用 HotSpot 3.1.2 模拟，发现多种因素影响辐射剂量，对核安全意义重大。

　　

埃及先进压水堆假设核事故后果评估研究解读

在当今全球能源结构不断调整的大背景下，核能作为一种高效、低碳的能源，正逐渐在世界各国的能源版图中占据重要地位。埃及也紧跟这一趋势，在其北部海岸积极筹备建设先进的压水堆（PWR）核电站。然而，核能的利用并非毫无风险，核事故一旦发生，释放的放射性物质会对环境和人类健康造成巨大威胁。就像曾经的切尔诺贝利和福岛核事故，它们带来的灾难后果至今仍让人心有余悸，那些地区的生态环境遭到严重破坏，居民健康受到长期影响，许多人患上辐射相关疾病。所以，准确评估核事故潜在风险，制定有效的防护措施，成为了核能安全利用领域亟待解决的重要问题。

在这样的背景下，来自埃及军事技术学院核工程系的研究人员 M. Abobakr Mohamed、Moamen G. El - Samrah、Mohamed Y. M. Mohsen、A. F. Tawfic 和 Ahmed Omar 开展了一项极具意义的研究。他们旨在通过精确评估埃及先进压水堆在两种假设核事故场景下放射性物质释放的后果，来为保障公众和环境安全提供科学依据。这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为全球核能安全领域贡献了重要的参考。

研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。他们采用健康物理模拟软件 HotSpot 3.1.2 对两种假设的事故场景（AS1 和 AS2）进行建模。HotSpot 3.1.2 基于高斯烟羽模型（Gaussian Plume Model），通过一系列复杂的公式和参数设置，来模拟放射性物质在大气中的扩散情况。研究人员根据埃及核反应堆所在地的实际情况，输入相应的气象参数、核素释放源项等数据，以此来准确模拟事故场景。

研究结果从多个方面展开：

• 不同天气稳定度下的 TEDE 和地面沉积：通过 HotSpot 模拟两种事故场景，发现在不同天气稳定度下，TEDE 和地面沉积情况不同。不稳定类（如 A 类）比稳定类（如 E、F 类）在靠近排放源处剂量更高，A 类剂量峰值出现更快且更靠近源，而 E、F 类在远离排放源处剂量增加。随着下风向距离增加，TEDE 和地面沉积减少，中性大气（D 类）利于污染物扩散。对比 AS1 和 AS2，AS2 导致更高 TEDE 和地面沉积，AS1 放射性释放危害小，AS2 在靠近释放点危害大，80km 处仍需关注。
• AS2 辐射暴露的多种途径：确定了 AS2 辐射暴露途径，包括吸入、浸没、地面照射和再悬浮，其中吸入是主要途径。用总承诺有效剂量当量（CEDE）分析吸入，发现碘同位素对甲状腺影响大，氙和氪等惰性气体对 CEDE 贡献小。研究强调甲状腺对辐射敏感，儿童更易受影响，需采取预防措施，如提供应急碘补充剂、制定疏散协议、监测儿童甲状腺吸收剂量。
• 释放高度的影响：在风速 3m/s、D 稳定度类条件下，研究 AS2 不同有效释放高度（10、20、30、40 米）的影响，发现增加释放高度会降低 TEDE，因高度增加风速加快，利于放射性核素扩散，若无法确定释放高度，常假设为地面释放（高度为零）。
• 风速的影响：在 D 稳定度类、释放高度 10m 条件下，分析 AS2 不同风速（1.5、3、4、4.5m/s ），发现风速增加 TEDE 降低，低风速时放射性核素浓度增加，高风速利于减少核事故辐射影响。
• 降水（雨）的影响：在 D 稳定度类、风速 3m/s、降水速率 1mm/hr 条件下评估降水对 AS2 的影响，发现降水会增加地面沉积和 TEDE，在靠近排放源处更明显，随着下风向距离增加影响减弱。
• 周围环境的影响：对比平原沙漠和城市环境，发现城市环境因复杂因素导致最高 TEDE 距离更近且数值更高，城市地形影响放射性核素浓度分布。
• 基于 AS2 的指定辐射区域等高线图：通过整合 HotSpot6 和 Google Earth 生成 AS2 等高线图，显示不同辐射剂量轮廓和对应区域。根据辐射剂量制定了紧急响应和防护措施，如不同区域人员的行动准则、疏散和安置策略等，并给出了不同干预行动的剂量阈值。

在研究结论和讨论部分，研究人员指出，随着下风向距离增加，TEDE 和地面沉积下降，不同稳定度条件下剂量分布不同；AS2 超过许可阈值，吸入是 TEDE 主要贡献因素；CEDE 分析表明甲状腺受碘积累影响最大；周围环境影响方面，城市景观浓度可能低于农村地区；增加有效释放高度和高风速可减少放射性影响，降水会增加地面沉积和 TEDE。这些结论为埃及核电站的安全规划、应急响应制定以及公众防护措施提供了科学依据，有助于保障当地居民的生命健康和生态环境安全，同时也为全球核能安全领域提供了宝贵的参考案例，对推动核能的安全、可持续发展具有重要意义。