核事故应急（共9篇）
核事故应急 篇1
0 引言
核事故主要是指那些有可能对广大公众造成异常照射的超临界事故或(和)放射性物质严重泄露事故。一旦核辐射事故发生,救援人员应携带核应急监测终端,立即赶赴现场进行勘察,将现场采集并处理后的数据传输到监测指挥中心,使指挥中心及时了解情况做出快速反应,以应对紧急情况,将损失减到最小。但是,传统测量或监测需要人员对仪器实时看护,这样不可避免地会造成对人员的辐射,对身体健康有很大的危害。
1 技术方案
核事故后释放到环境中的放射性物质阻隔了事故处置与救援人员的正常进入,因此在对未知放射性强度的事故现场进行处置前,了解现场的真实情况十分必要。本文设计了移动式的核辐射环境实时监测设备,实现对事故现场的核辐射程度、环境状况的实时监测与现场视频的监控,指挥人员可在远程查看,全程指挥救援行动的开展。整个系统框架如图1所示。
1.1 远程测控终端设计
远程测控终端采用小型数控车形式,主要对现场的核辐射指标(γ辐射剂量率、总α、总β)、环境指标(温度、湿度、VOC、气压)和语音视频进行数据的采集,为整个系统提供数据支持。
(1)前端的各种探测器与传感器,可将环境中的相应信息量化为标准数值,包括有γ辐射探测器、α探测器、β探测器、温湿传感器、VOC传感器、气压传感器。
(2)处理控制模块,模块对各个探测器与传感器有控制功能,同时响应用户的各种指令,完成指令的执行,模块包括处理器、存储器、算法和协议、系统电源管理等部分,是整个设备的中枢。处理控制模块的功能是实现系统中各设备的调度使用和数据的处理。系统中采用的处理器为Atmel公司推出的MEGA16处理器,处理器负责对各探测器输出信号的采集、无线遥控履带车的控制、系统电源的管理等功能。
(3)设备正常工作需要的其它模块,主要包括通信模块和供电模块。通信模块包括履带车无线遥控通信、无线音视频采集通信与本地有线通信。无线遥控通信实现与现场外的调度指挥中心之间的数据无线交互,包括现场数据信息的传送、中心指令的接收。无线音视频采集通信部分采用1.2GHz微波实现将摄像头和拾音器采集到的音视频无线传送到控制中心PC机进行播放。本地有线通信主要为满足本地存储需要,直接存储各种重要信息到处理器内部EEPROM中。
1.2 指挥控制中心远程测控信息系统
指挥控制中心的远程测控信息系统采用B/S模式进行设计。系统在IIS上提供Web服务,空间数据采用百度地图API完成连接,现场采集信息与系统运行数据采用ADO.NET连接。用户在任何能接入系统的计算机中的浏览器中进行登录,即可使用系统提供的所有功能。
系统采用RIA(富互联网应用)技术在浏览器端提供高交互性的较流畅的图形丰富美观的应用。系统主要的功能包括核辐射指标展示、环境指标展示、在线视频、在线音频、救援队伍跟踪等。指标展示拟采用曲线图与数据表格图文结合方式,图形和数据采用后台静默方式自动更新。系统数据显示界面如图2所示(采用的模拟数据)。
2 结语
本文中硬件系统采用具有高稳定性的AVR处理器MEGA16,具有运行稳定,扩展功能强大等特点。音视频采集采用1.2GHz微波传输方式,具有图像清晰,传输距离远,不受第三方运营商限制等诸多特点。另外,履带车以无刷直流电机驱动,其供电电源独立,不影响测量部分电源系统。配套的远程测控信息系统采用静态实时刷新技术,实现了数据与视频的实时监测,可有效应用于核事故应急处置与救援行动中。
参考文献
[1]蒋维华,张宪民.核事故应急辐射监测系统设计[J].计算机应用研究,2005(4):180-182.
[2]中国会议.第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C].贵阳,2010.
[3]刘振景.辐射场数据采集及无线传输处理[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2009.
[4]汪伟,张宏建,周洪亮,等.核事故应急移动实时数据监测系统[J].核电子学与探测技术,2006,1(26):91-94.
核事故应急 篇2
一、**核电建设和发展状况
**的核电发展起步于上个世纪50年代。到1970年，在**原子能委员会主持下，开发出了具有自主知识产权的石墨气冷反应堆技术，并建成6台机组，总装机容量237万千瓦，占**总发电量的7％。然而，这种技术存在先天不足，容量上不去，没有规模效应，与同类规模的美国压水堆机组相比，电力成本高了许多，市场竞争力差。基于此，**放弃自己的“成熟技术”，从美国西屋公司购买压水堆技术专利，在**本土生产压水堆设备，并授权**电力公司全面承担6台cp0系列压水堆的建设任务。1974年又开始建设26台单机容量为百万千瓦的cp1系列压水堆。此后不久，12台cp2系列压水堆核电机组也开工建设。**电力作为政府授权的惟一核电运营商，成功地将运营中的经验反馈给设计部门，不断优化设计，使**核电机组从cp0、cp1、cp2，到自行设计开发4环路的130万千瓦级的新机组p4，并于上个世纪80年代末着手建造国际上最先进的主控室基于计算机辅助运行概念的145万千瓦系列反应堆n4，该机组采用最先进的机械制造和信息产业技术。这样，**在20年内建成运行了58台核电机组，而且使核电站体系实现了技术标准化。**在放弃了有自主知识产权的气冷堆之后，又重新拥有了自主知识产权的压水堆技术。在短短几十年内，**从引进许可证开始起步，实现了设计、建设、运行和设备制造全方位的核电自主化。随着这些核电机组的投运，1995年以后，**核电占到了全国总发电量的80％，能源自主率由1973年23.9％，提高到现在的51％以上。
**现有19座核电站，58台核电机组在运行，2007年发电量418twh,占**年发电量的87.6%,为世界第二核电大国。核电布局合理是**核电的一大特点。**核电不仅分布在西部沿海，大量的核电机组还建在内陆濒河地区，基本*近负荷中心。在55万平方公里土地上，从东到西、从南到北依次布点建设了19座核电站。核电站所发电量直接输送各大用户，减少了电能的损耗，也避免了长距离、大功率输送的弊端，为地区经济发展及居民生活用电提供了有效的能源保障。同时，全国形成相互连接的大电网，确保电力供应的稳定与安全。
到2011年，**50%的核电机组寿命将达到30年，为了解决核电站老化问题，从上世纪80年代末，法德两国就开始联合开发了面向21世纪的新一代核电站(即第三代核电站)——欧洲压水堆(epr)，用来承担核电站更新换代这一重要的战略任务，目前，epr的研发工作已基本完成，最大输出电功率可达165万千瓦，是改进型压水堆核电机组，用于替代即将退役的核电机组。与在运行的核电站相比，epr的安全性将提高十倍，造价降低10%，产生的废物将减少15%—30%。除了第三代核电技术的开发，**还积极参与了第四代核电技术(g4)和可控热核聚变能(iter)的研究，并已成为世界首座聚变堆的两个候选厂址之一。**政府计划在2012年建成第三代(epr)反应堆的首台机组，2015至2020年具备批量建设第三代反应堆的能力，2035年完成第四代反应堆的开发。
二、**核安全管理体制和运作机制**核电工业及相关产业较为发达，规模宏大，遍布各地，核安全管理任务也相当繁重。早在20世纪60年代初期，**政府就成立了核管理局，主要职责除了制定核安全原则，还有很重要的一条就是监督核设施运行安全，充当核电“警察”。自始即把核电运营单位与核安全监督机构的职能完全分开。随着核电工业的发展，放射性废料增多。1991年，**根据法令组建了放射性废弃物管理局，完全独立于废物生产单位，负责对**的放射性废物进行长期管理。2002年，又根据法令重组了**核安全与辐射防护总局，负责政府在核安全方面政策法规的制定与相关工作的具体实施。这样，**逐步建立了完备和有效的核安全管理体制。**核安全管理机构具有五大基本职能：即制定法规、审批执照、监督执行、应急组织和信息发布。为确保核安全监督的有效性，2006年通过修订法律，独立设置了**国家核能安全局（asn），该局直接对**议会负责，由总统和议会独立任命的5人委员会领导，每个委员任期6年，不能连任。国家核安全机构颁发的执照或许可证，根据不同内容，由工业部和环保部两个部长联合签发，或直接由国家总理签发。**国家核能安全局（asn）在全**有11个派出机构，分11个区对核安全实施监督，每个核电厂都派有监督员。国家核安全的财政经费，由国家预算拨给。**辐射防护与核安全研究院（irsn）是**国家核能安全局（asn）的技术支持单位，担任技术顾问，包括对核事故分析评估，核安全评价等。
**的原子能法规比较健全，在核工业实践中形成了大量的法律性规定和文件，构成了行之有效的原子能法规体系。覆盖范围广泛而全面，涉及放射性防护、核设施监督、放射性材料管理、放射性医疗、核辐照加工、核贸易出口、第三方核责任、核废物管理、核矿资源开采、核事故应急等各方面。这些法规，既满足了**庞大核工业体系管理的需要，又与国际惯例和跨国经营接轨。
三、**核应急系统的运行与管理经验**核应急管理体制概括起来说就是“二条主线、二级管理、二个决策中心”。二条主线分别是政府行政当局和核电营运者单位；二级管理是指政府行政当局线上的国家核应急协调机构、国家核能安全局、民防总局构成的国家级机构和以省长为主的地方级机构，在营运者单位线上有**电力公司总部为主的国家级机构（业主总公司）和以核电站为主的地方级机构；二个决策中心分别是省长为保护公众、保护环境而采取行动的行政中心011和核电企业为控制机组状态、保护电站工作人员、保证信息畅通的技术中心。
**核应急管理主要机构包括：**核安全部际委员会，主要负责协调各方面行动，保证安全，保护公众和环境，制定严重事故救援计划和事故后处置计划；国家核能安全局（asn）。负责组织、协调和管理**的核应急工作，事故状态下向有关部门和公众、媒体通报信息，负责派技术专家到各级应急指挥中心；内务部民防总局（ddsc）。民防总局负责核应急准备、计划编制、组织演习和救援指挥、协调应急资源等工作。该局设有一个跨部门应急指挥中心（cogic），是全**核事故应急救援的最高决策指挥机构，各种信息都集中到该中心的控制室，军队、航空、铁路、气象等各有关部门都有明确职责，事故状态下都须进入中心，负责指挥和沟通；辐射防护与核安全研究院（irsn）。主要从事辐射防护与核安全的技术工作，包括辐射监测（现场测量、取样测评、分析处理）、信息数据管理、评估决策系统等。该院是**辐射防护和核安全的技术支持单位；地方应急组织（pcf）。设在地方政府，负责应急救援决策和指挥协调。平时作为政府日常工作机构，负责应急准备，应急响应时全体人员到位进入中心，负责应急救援指挥协调工作；核电企业的核应急机构（pcl）。核电企业在业主（地方公司）和电厂都建有核应急机构。**电力公司（edf）有健全的应急体制，包括辐射防护研究和监测机构、应急指挥中心等，各项应急准备工作都十分到位。各核电厂也都有应急机构，负责应急预警、预案制定、场内应急救援等工作。**消防部队在发生核事故时，主要任务是交流、评估、计划和行动是**核应急工作的4个主要环节。简单说，**核应急工作顺利开展主要得益于以下几点：完备的法律制度，健全的组织体系，较高的核应急关注度，充足的人、财、物投入以及积极兼容方针等。以核应急演练为例，各类演习是核应急准备的主要工作内容，**规定每个核电站每3年应参与1次国家级核应急演习，平均每年要组织8次全国核事故应急演习，其中6－7次为模拟核电站核事故，1－2次为其它核设施事故。地方政府核应急管理部门、核电厂以及有关单位都制定核应急计划，为应急响应提供了可*依据。此外，**把辐射监测工作摆在重要位置，形成监测网络数据库和信息系统，成为核应急的一项基础性业务工作。
四、**核故障处理组织机构及其职责
（1）国家：设核安全部级委员会。由总理直接领导，有关部部长组成。部级委员会下设秘书处由12—13人组成，从各部委抽调，秘书长相当省长一级，主要职责：发生重大核事故时进行协调指挥，主要部门的职责如下：
外交部：报告国际原子能委员会，通知欧共体及邻近的国家。
环境保护部：报告国际原子能委员会。负责水源、空气等测试；协助事故所在地的省长处理核事故对环境的影响。
运输部：指挥全国交通，停止向核事故地区的火车、飞机、船舶的运行。省长有权指挥辖区的交通。
国防部：需要时，派遗国家宪兵、防化部队进行干预。
内政部：搜集信息，协调、指挥消防部队和警察处理事故。
工业部（又称工业与外贸部）：核安全主管部门，设指挥中心。发生核事故后，对省长和有关部门提出救援意见和信息。
核安全防护研究所：①有关专家根据区域和分工不同，发生核事故后，接到通知，立即赶赴有关安全委员会和指挥中心，参与指挥、调度。②提出核事故信息，建议核事故处理措施。③负责核事故原因的调查协调工作，一星期后，提出事故的后果及进一步应采取的措施意见。
（2）省长：省长是遇到事故，命令执行特别干预计划的唯一的人。职责：①通知市长及市民；②有必要时下命令采取特别干预计划。
（3）核电站：每个核电站都设有救援与消防指挥中心，直接受站长的指挥，该中心也是一个多功能机构，负责电站的所有安全技术问题，核电站站长是发生核事故后，下命令采取内部干预的唯一的人。
五、**核电站的火灾预防
由于职业特点，我特别关注了**核电站火灾预防工作。**核电站注重从源头防控火灾隐患，制定了严格的消防技术规范，并严格落实到位。**核电站的技术规范是由核防护研究所制订，核安全局审核，工业与外贸部审批颁发并与核安全局负责日常的监督实施。核电站火灾预防的主要途径：（1）稳定的结构。核反应堆采用混凝土封闭，其厂房耐火等级为一、二级，以防止核泄漏和火灾的发生；（2）防火分隔。划分防火区，防火门的耐火的极限1.5小时以上，控制火势的蔓延；（3）封堵严密。各种管廊、管沟、风道、夹层及其他部位采取合理有效的封堵措施，切断火势蔓延的途径；（4）使用不燃或难燃材料，采用阻火电缆，尽可能少地使用易引进火灾危害的设备，减少可燃物；（5）防排烟。采取合理有效的防排烟措施，把发生火灾时产生的烟雾及时排出去；（6）火灾探测。进行火灾自动探测，迅速及时探知火灾的发生及发生点；（7）可*的自动灭火系统。设置水、气体等自动灭火系统。为提高系统安全，对部位的电流、电缆、灭火系统均采用了“双保险”，一旦一处发生故障，另一回路将会自动切换运行。
六、**核电应急体系对我国消防部队参与核应急的启示
一要健全完善统一的核应急组织体系。从目前情况看，建立健全国家核应急体系和专业应急机构是极为必要的。我国已建立了核应急办公室，并有公安、消防、环保、卫生等部门作为应急成员单位，各成员单位有行政首长作为负责人。这种机制对加强统一管理调度、提高政府效能和减少资源浪费等都起到了良好作用。但如何将分散的职能部门统一到应急工作中来，进而形成最大工作合力是摆在我们面前的一个课题，还需要在实践中进一步探索整合。随着核应急工作的深入开展，核应急组织的职业化是提高和保持应急能力的重要措施，尽快将兼职、半专业和分散的应急力量转变为专业应急力量，有利于应急经验的积累，提高并保持应急组织的活力与能力。此外，核应急工作在实战中需要得到各方面的支持，充分发挥民间组织的作用就显得格外重要，鼓励其参与应急工作，充分发挥其积极性，使其成为核应急组织体系的重要组成部分。当前，要从核事故应急工作的实战性出发，建立完善应急志愿者组织体系，通过制度建设和应急演练，充分发挥其作用，提升核应急整体能力。
二要保证核电安全信息共享。核电信息主导核应急响应工作，这一点应成为核电站与地方政府领导的共识。核电站涉及核运行、核安全、核应急的重大信息理应与地方政府、消防部队共享，以利消防部队积极有效的处置核事故。借鉴**等发达国家经验，核电企业应自觉承担起应有的社会责任，提高其安全运行情况透明度，与驻地消防部队、市政府相关职能部门建立信息通报制度，加大核电安全公益宣传力度。此外，要特别重视核事故情况下快速准确的信息收集和发布，牢牢把握正确的舆论导向，这对稳定社会秩序将起到十分重要作用。相反封锁消息，往往会导致组织无序，措施乏力，群众猜疑，谣言四起，秩序混乱，这一点在前苏联切尔诺贝利核电事故中已得到验证。
三要加强核应急实战性演练。要适时组织消防部队和核电站同步的场内、外联合演习，解决应急响应中的接口和行动协作，以及前沿指挥体制和动作机制等问题，进一步检验场内场外应急计划和实施程序的有效性、协调性和可操作性。通过核电站和消防部队在核应急工作方面的密切有机配合，使核应急响应工作更具前瞻性、实效性。在应急演练工作中，要将计划与随机导调相结合，将核事故中可能发生的情形尽可能在演习中反映出来，以切实增强现场处置能力。只有这样，才能全面检验核事故应急工作的实际情况和应急响应能力，不断改进应急准备工作，使核应急的实际响应能力达到或接近实战水平。为提高自身的演习水平和应急技能，建议组织相关人员对国外先进核电技术国家定期举行的核应急演习进行观摩学习，充分借鉴好的经验，在应急预案中进行补充和完善。
四要建立核应急教育培训体制。在核应急工作中，人是起主导作用的、具有决定性因素的资源，这其中包括对应急人员进行业务培训和工作作风磨练。目前，江苏省消防部队还没有具体的核应急培训大纲，官兵对核应急处置的对策了解有限。因此，应建立多层次的教育训练体制，编制统一的培训教材，切实提高消防官兵综合素质。可以将辐射防护和应急知识培训纳入执勤岗位练兵中，进行专门教育并形成制度化。还可以利用各种形式的载体，开展经常化的科普宣传，让官兵对辐射防护、应急知识有关科学的、理性的认识，这对做好核应急工作是至关重要的。要进一步加强对消防部队的培训，重点是通过有组织的合成演练，使其在应急状态下能有序度熟练地进行指挥，并有效的进行事中、事后的处理工作。
五要加强与公众的沟通和宣传。长期以来，大众对核电存在不同程度的恐惧感，对核电应急方面的知识更是知之甚少。这一方面是由于对核电常识原理不了解，另一方面是对紧急情况下如何应急保护不知所指。在这些方面**有着很好的经验，那就是加强宣传，宣传应急处置方案，提高信息公开透明度，增强公众应急响应能力和参与水平。作为有核电城市，除连云港市政府要承担核电常识宣传外，消防部队也要加强对核电安全常识的宣传，要在加强部队官兵层面宣传同时，特别加强对中心城区公众宣传，拓展宣传范围和对象，使公众都能系统了解、正确认识核电，消除认识误区，营造支持核电发展和参与核应急工作的社会氛围。
核事故应急 篇3
我国的核能发展十分迅速,从1991年秦山一期核电动机组并网发电,到2007年底已有6座核电站共11个台机组先后投入商业运行,总装机容量已达到9.068×106k W,8台机组7.9×106k W在建。根据国家核电中长期发展规划,到2020年我国核电运行装机容量将达到4×107 k W,正在建设中的1.8×107k W[1];到2035年核电装机容量将达到1.5×108k W。这意味着在此期间平均每年将有2台核电动机组并网发电,拥有核电站的省份将增加。
随着核工业的不断发展,核安全、核事故应急工作已成为我国核电事业健康发展的有力保障。我国已建成了国家、地方和核电站运营单位组成的三级核应急管理体系。按照加入核事故应急国际公约要求,我国需要履行有关国际义务。根据国务院颁布的《核电厂事故应急管理条例》和《国家核应急预案》规定,成立了由18个国家部委领导组成的国家核事故应急协调委员会,卫生部是其成员单位之一,承担着医学救援任务,在应急状态下,要求决策部门对事故的局势迅速作出判断,快速响应,正确指挥医学应急响应工作[2,3]。为了履行在应急准备和应急响应中的职责,应建立核应急医学应急响应系统,以便在核应急情况下,能迅速有效地获取、显示、传递有关信息,并进行分析、预测、评价、决策,从而实施有效的医学救援行动,控制或者缓解核事故造成的危害。同时该响应系统也可以用于核应急演习、应急专业人员培训以及国际合作与交流。
2 系统设计构架
2.1 系统功能
(1)接受、传递和显示上级应急指挥中心和下级应急指挥中心等应急响应的有关信息,并进行分析和评价,为专家咨询和领导决策提供依据。
(2)为核应急响应提供通信联络手段。
(3)为核事故医学应急专家及应急工作人员提供工作环境,保障应急响应活动顺利进行。
(4)积极兼容,在平时开展应急值班、应急培训、应急演习、数据库应用和现代化办公等工作。
2.2 建设目标
2.2.1 硬件平台
包括建立通信系统、显示会议控制系统、计算机网络系统和安全保密系统等部分。其功能参照现代化指挥系统进行设计,即C4I2(指挥、通讯、控制、计算机、信息与图像)模式。各部分均围绕数据信息收集、利用进行应急技术支持。
(1)通信功能:包括语音通信系统、数据通信系统和值班通信系统等,具备通信群发功能和外来信号自动报警通知功能等,并能自动记录值班情况[4]。
(2)显示会议功能:包括大屏幕投影显示系统、视频会议系统和电视接收系统等。通过显示会议系统可召开多方紧急电话会议和远程视频会议,整个系统通过语音、图像、计算机数据的采集、存储、录制等辅助手段,经过主控机房的多媒体矩阵,实现各会议室之间信号的混合传输处理。
(3)计算机网络功能:包括专网、内部局域网和互联网(Internet)等,实行物理隔离,专网与Internet也实行物理隔离,专网通过网络安全系统可与内部局域网进行信息交流。
(4)安全保密功能:包括入侵检测系统、网络实时监控系统、防病毒系统和安全管理服务器等。
2.2.2 软件平台
对核事故医学应急决策指挥管理系统和核事故医学应急技术支持管理系统进行集成,建立基于网络的数据资料库系统,采用地理信息系统(GIS)直观显示有关数据与分析结果[5]。综合分析决策,供决策和指挥人员使用[6]。
(1)决策指挥管理系统:包括图形显示系统、医学救援程序系统、医学救援人员调配系统和分析决策系统等,为核应急决策指挥管理提供技术支持。
(2)技术支持管理系统:包括医学应急计划系统、干预原则与干预水平快速判定系统、放射损伤医学处理咨询系统等,为医学应急决策指挥提供技术支持。
(3)核应急数据资料库系统:包括放射源数据资料库、核电站周围人口和地理数据资料库、可动员医学救援力量数据资料库、急性放射病数据资料库、应急组织及有关文件资料库等,为核应急医学救援提供资料检索、数据分析和决策支持等。
2.2.3 剂量估算系统
剂量估算软件包括对γ外照射剂量估算系统、中子外照射剂量估算系统、生物剂量估算系统、放射性内污染剂量估算系统和皮肤剂量估算系统的集成,可用于估算辐射受照人员的受照剂量,为辐射受照人员的医学处理和核应急医学响应提供技术支持。
2.3 建设原则
核事故医学应急响应系统建设应遵循可靠实用、积极兼容、技术先进、规范合理的总原则。系统在具有可靠性、先进性、实用性、规范性、开放性的同时,具有良好的升级、扩展能力,并在系统设备选型符合要求的前提下,综合考虑性能指标和规格统一性及系统性能价格比,尽可能节约资金投入。其具体原则为:
(1)可靠实用:核事故医学应急响应系统是保障核应急医学救援响应的重要基础设施,必须满足突发情况下可靠使用的需要。
(2)积极兼容:为了有效发挥核事故应急响应的作用,该系统建设应符合积极兼容的原则,除在核事故时使用外,平时还可应用于应急人员培训、核应急演习、国际交流与合作、信息发布、数据库应用、应急值班、多方电话和电视会议。
(3)兼顾先进性、实用性和可扩充性:充分借鉴、利用国内已有的成功经验,选择先进、实用的软件及硬件设备,集成为先进的整体系统,使整体水平达到国内先进水平,并在今后几年内不落后。
(4)系统的规范或标准:依据或参照国家标准和规定,确定本系统硬件建设以及地理背景图形的显示方式及数据编码体系。图形数据库和属性数据库建设要依据或参照国家标准和规定,确定数据源采集操作规程、图形数字化与编辑处理操作规程、属性数据的录入处理规程、数据精度检查与质量控制规程、数据库更新周期与方法等,实现图形数据、属性数据一体化管理。
3 技术要求
3.1 通信系统
通信系统在应急技术支持系统中担负信息联络、信息传递的重要任务,是本系统的中枢神经。
3.1.1 语音通信系统
语音通信系统应采用多种通信设备、多种通信信道的冗余构架,组成以有线通信方式为主,其他通信方式为辅的语音通信系统,以确保通信安全、可靠。直拨电话采用一部话机具有2个局号,冗余路由,以保证通信的可靠性。建立会议电话汇接系统,该系统要支持电话交换业务、会议汇接业务、指挥及调度业务。
3.1.2 数据通信系统
指的是广域网数据通信系统。提供实时输入数据时最低峰值流量为1 Kb/s,视频会议传输最低峰值流量为128 Kb/s。
3.1.3 数据通信网络
核应急数据通信网络要求具有高的可用性,应采用星型拓扑结构,配置必要的网络管理软件,便于使用、管理、维护。网络系统的配置要考虑系统未来扩充的可能,特别是中心路由器的配置要满足目前的需要并具有适当的扩充能力,系统中的重要设备要求有必要的冗余配置。利用SDH数据网作为主通信信道,利用ADSL网或海事卫星信道作为冗余信道,保证在事故现场国家公用网络全部失效时的后备通信,尽量缩短建立通信链路连接的时间。
3.1.4 视频会议系统
视频会议系统作为信息交互的重要手段,要求能够实时传输音频、视频信号,同时能与智能白板有机结合。视频会议系统的主要设备和通讯协议应符合国内外相关技术标准和技术规范。系统应具有一定的可扩充能力,便于使用和维护。
3.2 显示会议控制系统
3.2.1 大屏幕投影系统
大屏幕投影系统是信息显示的主要设备,在核应急技术支持系统中占有重要地位。根据实际情况,可采用影视墙方式、投影方式和电视方式实现,系统应对各类数据、图形、图像等信息能灵活方便地切换显示。
3.2.2 智能白板系统
智能白板与视频会议软件和声像设备相结合,可组成拥有数据、视频等技术完备的视频会议解决方案,不仅可看到出席人员的影像,更可准确地交换各种意见和思路,全面实现信息交流。
3.2.3 数字语音会议系统
语音会议系统已从传统的调音系统发展到数字语音会议系统。数字语音会议系统具有多功能、高音质、数据传送保密可靠等特点,它可以对会议的过程实行全面的控制。语音会议系统由1台中央控制机、1个主席机和若干台代表机组成,同时支持3种语言的同声传译功能。
3.2.4 电视接收系统
接收有线电视台和单位内部现有的有线电视信号。
3.2.5 智能中央控制系统
能够控制房间内各种电器设备及传动设备的关闭、开启或调节,如投影设备的关闭与开启、音响设备的开启等,带有智能触摸屏,可通过红外、无线方式实现控制。
3.3 计算机网络系统
本系统的计算机局域网单独建网。该局域网应与现有局域网严格物理隔离,采用100 Mb/s的网络节点(各个服务器)与局域网交换机1 000 Mb/s端口间采用多模光纤布线。局域网是一个传输多媒体信息的综合性传输信道,在该局域网中传输各个信息系统中的数据、视频会议系统中的图像和伴音。在局域网中主网络服务器采用双机容错、配置磁盘阵列,保证可靠的数据备份。
3.4 安全保密系统
核应急医学响应系统是结构较为复杂、覆盖面较广的广域网信息系统,网络系统应有必要的安全保密措施,在网络建设中使用的安全保密技术、产品应符合国家安全要求及相关规定。在整个网络系统中,安全保证分为:与Internet的安全边界、与本系统内其他网络的安全边界和内部网络的可控制性分级安全。建立安全保障体系,使其符合国家有关的安全标准,配置合理的认证机制,保证系统使用管理的安全性,以及信息的安全性。针对系统所面临的潜在的、来自于内部、外部的安全风险,进行必要的分析,制定信息安全需求,及与之相适应的安全目标。
3.5 软件平台
采用Active X地理信息系统平台,在计算机硬软件支持下,以空间数据库为基础,运用系统工程和信息科学的理论,对空间数据进行科学管理和综合分析,为规划、决定、管理和研究提供信息的技术服务。地理信息系统应该是一个全方面的开放系统,选择GIS平台时,需要考虑其在硬件平台、操作系统、数据库环境、开发工具等方面的通用性和多选择性,以便根据实际情况选择最适合自己的运行模式,要支持多种大型商用数据库,并支持空间数据库的分布式存储和管理。通过GIS对核事故医学应急技术支持系统和核事故医学应急决持支持系统各模块进行集成,形成一套能运行在核事故医学应急响应系统中的软件平台[5]。
3.6 剂量估算系统
核与放射事故受照人员剂量估算由多个模块组成。分别开发,互相独立,最后将这些应用集成到核事故医学应急响应中,形成一个完整的综合应用系统。因此,在各模块集成中应采用客户端/服务器结构进行应用系统的开发,实现网络环境下的数据共享,使之成为有机的整体,做到统一数据库系,统一界面风格,统一操作方法。将文件中的基本数据(参数)以数据库形式储存,从文件中提取判断逻辑关系,据此编写判断函数,建立人机交互界面核事故医学应急剂量估算系统的开发环境,采用VB语言编写。
4 讨论
(1)根据核事故医学应急响应系统的设计方案,卫生部核事故医学应急中心已建设了卫生部核事故医学应急响应中心,目前已联入国家核应急响应系统,并通过国家核应急响应中心,成功地与省级核应急指挥中心和核电场核应急组织进行了互联,在多次应急演练中得到应用。
(2)在核应急响应系统设计上应采用成熟技术,保证系统稳定、安全、可靠。但成熟技术不一定是最先进技术,因此,在设计上应进行利弊分析,采用具有升级功能的产品和信誉度高的产品,保证5~10年内不被淘汰,避免造成经济损失。
(3)目前,缺乏较为规范的应急响应系统设计方案,在已建成的多个核事故应急响应系统中,设计方案不统一,没有统一的接口标准。
摘要：目的:利用现代信息技术研究设计一套在核事故时开展医学应急响应的工作系统。方法:根据核事故医学应急工作的特点,进行硬件和软件设计,集成一个包括通信系统、显示会议控制系统、计算机网络系统、安全保密系统、决策指挥系统、技术支持管理系统、核应急数据资料库系统和剂量估算系统等软硬件为一体的核事故医学应急响应系统。结果:通过系统编制和集成,具有通信功能、显示会议功能、计算机网络功能、安全保密功能、人员受照剂量估算功能、信息检索功能和辅助决策功能。结论:该套系统可在实施核事故应急时,组织专家和医学救援人员对事件进行健康影响综合评估,开展核事故医学响应工作。
关键词：核事故,医学救援,应急响应,计算机网络
参考文献
[1]刘英,秦斌,雷翠萍,等.核应急和放射应急医学准备与响应[J].中国医学装备,2007,4(4):1-4.
[2]刘英,秦斌,韩玉红,等.核与放射应急医学救援准备和响应[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2006,1(4-5):134-137.
[3]从慧玲.居安思危预防为主提高核应急能力[J].中国核工业,2006(3):35-36.
[4]许菘.CTI和3G技术在120急救指挥中心的作用[J].医疗卫生装备,2007,28(6):48-49.
[5]王醒宇,施仲齐.地理信息系统在核电站事故场外后果预测评价系统中的应用[J].辐射防护,2002,22(2):65-69.
科学认识核事故 篇4
2011年3月11日下午，日本发生了9级大地震，受地震影响东京电力公司福岛第一核电站发生核泄漏事故，引起世界范围内的广泛关注。
1.什么是“核事故”？ 核事故发生时会产生什么样的辐射危害？
简单地说，核事故就是指涉及核设施的事故，尤其是涉及核反应堆的事故。在事故状态若安全设施不能按设计要求发挥作用，则可能释放出大量的放射性物质。
事故发生时释放出的放射性碘和铯是危害人体健康的主要放射性核素。这些放射性核素对人员的照射，一方面来自于放射性烟云所致的小剂量外照射，另一方面来自通过吸入和食入被放射性污染的食物和水产生的内照射。2.食用碘盐可以防核辐射吗？
根据卫生部日前发布的《核事故防护知识要点》，在发生较严重核污染的情况下，应该有计划地在一定时间内服用一定量的碘片。碘片的主要成分是碘化钾化合物，是一种稳定性碘，能阻断放射性碘被人体甲状腺吸收，使放射性碘快速排出体外，达到保护机体组织的目的。卫生部推荐的含碘食盐中的含量为每公斤35毫克，也就是说，一个人一次食用1公斤含碘食盐才能获得35毫克的碘，而真正在核泄漏事故中可能受到照射的人员推荐的一次碘片服用量为100毫克，3公斤的含碘食盐才能达到这样的含碘水平，故含碘食盐不具备抗辐射的功效，更没必要多食用或在家中储备含碘食盐。此外，盲目过量
吃碘盐或碘片，可诱发甲状腺毒症、甲状腺机能减退、甲状腺肿等疾病。
3.日本福岛核事故可能对我国产生什么影响？
目前我国部分地区监测点气溶胶取样中检测到了极微量的人工放射性核素碘-131，浓度均在10-4贝克/立方米量级及以下。结合近年来辐射环境监测数据分析，初步确认各地所检测到的人工放射性核素来自日本福岛核事故。
由于各地检测出的人工放射性核素所造成的辐射剂量极其微弱，只有10-7微希沃特/小时量级，小于岩石、土壤、建筑物、食物、太阳等自然辐射源形成的天然本底辐射剂量（0.1微希沃特/小时左右）的十万分之一，仍在当地本底辐射水平正常涨落范围之内；公众暴露在这样的环境中，一年之内所接受的附加辐射剂量，仅相当于乘坐飞机飞行两千公里所受辐射剂量的千分之一，因此，不会对环境和公众健康造成影响，不需要采取任何防护措施。4.日常生活与核辐射
我们生活的世界里有着各种各样的辐射：从穿越星系而来的宇宙射线、核电站的核燃料到家里的大理石地板砖、医院的X光机，辐射无所不在。
世界平均每人受到的自然照射量约为2.4毫西弗（包括宇宙射线0.39毫西弗、大地辐射0.48毫西弗、食物辐射0.29毫西弗、空气中的氡气辐射1.26毫西弗）。我们做一次CT检查受到的辐射量为6.9毫西弗；做一次胸部集中X射线检查0.05毫西弗；乘坐飞机由日本
东京至美国纽约（往返）受到的辐射量为0.2毫西弗；每天抽20支烟，一年有0.5毫西弗至1毫西弗的辐射量。因此，我们大家不必过分担忧，只有过量的放射性照射才会对人体造成伤害。
5.就目前情况，我区疾控中心尚不需开展放射性污染检测工作。
目前，北京市疾控中心对日本归国人员设立了放射性污染检测站开展相关检测工作。据市疾控中心检测工作人员介绍，每日前往检测点检测的人员仅有几个人到十几人不等。目前，不会出现大量人员前去检测现象。
近日，各大媒体广泛报道有关日本核事故的相关新闻，并对此次核事故对我国的影响做了详细的分析，公众已不像起初那样恐慌、茫然，能够理性对待此事件的发展。
核事故应急 篇5
自1991年12月秦山核电一期投入运行以来, 秦山核电基地到目前已安全稳定近23年。为保证在事故情况下及时有效地采取应急响应行动, 保护电厂、保护公众、保护环境, 根据相关国家标准[1,2,3,4], 中核核电运行管理有限公司环境应急处 (以下简称环应处) 编写了《秦山核电厂/秦山第二核电厂/秦山第三核电厂场内应急计划》 (以下简称场内应急计划) , 承担秦山基地统一应急准备、应急响应、应急环境监测。
《核动力厂环境辐射防护规定》 (GB6249-2011) 中明确规定:环境应急监测是核动力厂事故应急计划的重要组成部分。
福岛核事故后, 国家核安全局编制的《福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求》[5]中第7条主要内容之一:在事故工况下提供必要的辐射环境监测手段, 为核电厂及其周边环境质量评价提供现场监测数据。
2013年6月, 国务院办公厅编制的《国家核应急预案》[6], 内容包含开展事故现场和周边环境放射性监测, 开展事故工况诊断和释放源项分析, 判断事故发展趋势, 评价辐射后果, 判定受影响区域范围, 为应急决策提供技术支持。
根据关键核素、关键途径、关键居民组的三关键原则中的关键核素, 辐射环境监测中关注的放射性γ核素包含131I、133I、137Cs、134Cs、58Co、60Co、124Sb、54Mn、103Ru, 106Ru、144Ce、110mAg等, γ能谱法在分析γ核素具有很好的作用, 能定性、定量分析同一种样品多种γ核素。本文将介绍γ谱仪在应急环境监测中的应用。
1 事故早、中、后期及γ谱仪特点
事故早期应急环境监测对象主要是放射性烟羽, 场址边界外的环境辐射水平可通过应急环境监测车巡测获得, 巡测的重点是烟羽应急计划区的5km内区。
事故早期巡测项目包含气溶胶、放射性碘样品的采集, 放射性烟羽γ核素分辨测量。其中采集的空气样品交实验室分析, 分析空气样品中γ核素活度浓度, 空气中放射性碘同位素浓度, 该两项分析采用高纯锗γ能谱仪;放射性烟羽γ核素分辨采用固定在应急环境监测车上的溴化镧γ能谱仪实时测量。
事故中期监测范围包括整个食入应急计划区, 并可能拓展到半径50公里, 主要对地面沉积外照射、吸入再悬浮核素内照射和食入被污染饮水的内照射等重要途径的监测。采集的样品包含气溶胶、沉降物及空气放射性碘同位素、陆地表层土样、饮用水 (或井水) 等, 样品中131I、133I及其他γ核素比活度均采用高纯锗γ谱仪测量分析。
事故后期重点是对食入危害途径的监测, 至少半径50公里的区域, 监测项目包括事故中期的项目、粮食作物、蔬菜、水果、其它农作物、与食物链有关的陆地和水生动物、奶及其制品, 水体及其底泥, 样品中的γ核素比活度采用高纯锗γ能谱仪测量分析。
便携式核素识别仪使用近年来出现的新型闪烁体探测器———溴化镧探测器, 具有分辨率高, 且工作在室温条件, 作为应急监测车载设备之一, 非常适用于核应急状态下应急环境巡测过程中γ核素的识别。目前环应处使用的便携式γ谱仪为ORTEC公司的Digi Dart-La Br3探测器, 分辨率为3%。
高纯锗γ能谱仪 (Hp Ge) 具有高分辨率、高效率、稳定性好等众多优点, 实验室分析样品中γ核素活度主要采取该类型仪器, 环应处目前使用Hp Ge仪器相对效率分别为50%和80%, 分辨率均为1.9ke V。便携式溴化镧γ谱仪在应急环境监测中的应用
在事故早期, 将进行放射性烟羽γ核素分辨测量。溴化镧闪烁体探测器优点在于具有较高能量分辨率 (3%@661.67ke V) 和极短的闪烁衰减时间。溴化镧探测器在-10℃~50℃范围内探测器性能受到的影响不大, 能量分辨率和峰总比变化都不大, 不会影响探测器的使用。便携式溴化镧γ谱仪作为应急环境巡测车载设备之一, 由于室外环境温度不可控, 在使用前必须进行能量刻度, 主要采用137Cs、60Co、152Eu等核素进行能量刻度。每月将定期开机运行仪器, 利用放射源对谱仪进行能量刻度, 测量放射源并查看仪器是否有能量漂移。
利用秦山核电环境应急车车载监测系统软件 (简称为车载监测系统) 对溴化镧谱仪进行读谱工作, 谱文件可利用车载监测系统上传至应急控制中心服务器。根据γ峰能量可准确分辨出放射性烟羽中的放射性γ核素, 部分γ核素的主要能量见下表1。
2 高纯锗γ谱仪在应急环境监测中的应用
2.1 质量控制措施
高纯锗γ谱仪作为实验室的定性、定量分析高精度仪器, 为保证监测数据的准确性和可靠性, 采取了切实可行的质量控制措施。质量控制措施包括外部质量控制和内部质量措施。
2.1.1 外部质量控制
1992~2013年, 环应处总计参加13次外部单位组织的放射性γ核素测量比对, 其中中国计量院5次、国家计量院和401同位素所共同组织2次、中国辐射防护研究院2次等, γ核素测量结果与标准值吻合均较好。
2.1.2 内部质量措施
每4年对γ谱仪系统进行各种介质探测效率刻度;每季度从测量分析样品中抽取10%, 进行重复测量, 检验前后测量结果的一致性;每天用环境中40K监视γ谱仪的道漂, 确保其峰位漂移在±0.5ke V之内, 否则需要进行能量刻度;每月用60Co点状标准源检验γ谱仪系统的相对效率和稳定性, 仪器稳定性均通过Х2检验。
2.2 探测限和判断限
γ能谱仪法是相对测量方法, 在测量样品前, 需对谱仪进行能量刻度和效率刻度。能量刻度是建立特征γ射线能量和相应全能峰峰位置道址的关系直线;效率刻度是指在给定测量条件下, 建立γ射线能量与其全能峰效率关系曲线, 效率刻度源、被测量样品的几何条件、介质成分、密度、物理状态一致, 刻度源、被测量样品与探测器的相对距离、位置一致。
在核事故状态下, 为判断是否向环境中释放放射性物质, 可使用判断限和探测下限来判断。核事故状态下, 环境监测主要监测131I、133I、137Cs、134Cs、58Co、60Co、124Sb、54Mn、103Ru, 106Ru、144Ce、110mAg等核素, 因以上核素为人工放射性核素, 核素探测限不受本底峰的影响。以下将不对有天然本底峰核素的判断限和探测下限作讨论。
判断限 (LC) 是判断样品中有无超过本底的放射性的标准, 在统计学上, 是允许发送第一类错误, 概率为α时判断样品中有放射性存在的样品净计数的最小值。当测得的样品净计数N (峰净面积, 下同) N>LC (计数形式, 下同) 时, 可作出样品中存在超过本底的放射性的结论;当N<LC时, 则可作出样品中无超过本底的放射性的结论。
探测下限是回答能否探测到的问题, 是测量装置能发现的最小期望放射性水平。当N>LD时, 可作出样品中的放射性可被探测到;当N<LD时, 可作出样品中的放射性不一定能被探测到。它是由LC、允许发送第二类错误的概率β和正太分布的标准差确定。
根据Currie算法的判断限与探测下限可分别用公式1和2表示。
式中:
Kα、Kβ分别为标准正态分布单侧概率为α、β时的分位值;
Nb, s是本底加样品的总计数的观测值;
Nb是本底计数的观测值。
在国标《用半导体γ谱仪分析低比活度γ放射性样品的标准方法》 (GB11713-1989) 中, 对于低活度测量的无本底峰的核素, 待测样品中所含放射性往往比较低, 考虑本底加样品的总计数Nb, s可以和Nb相比拟, 则有Nb, s≈Nb, 并考虑α与β处于相同水平, 当α=β=0.05, 即置信水平为95%, Kα=Kβ=K=1.645, 可得:
由于Nb数值基本都是2个数量级或者3个数量级, 甚至4个数量级及以上, 因此LD可以简化为
在实际计算样品的判断限和探测下限时, 因样品中所含放射性核素的康普顿散射会使所要计算判断限和探测下限核素的连续谱的积分面积增加, 故一般情况下在实际计算样品的探测下限时, 用Nb, s或者Nb, s—Na (样品谱峰净面积) 来代替Nb, 计算判断限时则是用Nb, s—Na来代替Nb, 在一些公开发表的论文中也是采用这种算法[7]。
则式3和4分别变为式6和7。
式中Na为样品谱中核素的全能峰面积。
2.3 修正因子
分析样品中的放射性γ核素浓度, 从样品采样、制样、测量过程中, 放射性核素均有一定的衰变, 主要分为采样校正因子、放置校正因子、测量修正因子, 对于一些半衰期特别短的放射核素, 比如131I、133I半衰期分别为8.04d、20.8h, 可能有显著性的衰变。因此放射性核素的衰变校正显得比较重要。各校正因子的计算公式如下:
采样修正因子:
放置修正因子:
测量修正因子:
上式中Ks、Kd、Km分别为采样修正因子、放置修正因子、测量修正因子, λ为核素衰变常数, ts、td、tm分别为采样时间、放置时间、测量时间, 三阶段修正因子均无量纲。因样品密度和刻度源密度相似, 故样品的自吸收因子F为1。
2.4 不确定度
样品中放射性核素活度不确定度来源包括A类不确定度和B类不确定度, 其中A类不确定度有净计数统计误差和测量装置的重复性;B类不确定度有峰分析方法、堆积损失、长期稳定性、源几何条件一致性、γ发射几率、全能峰效率、活时间等分量。净计数统计误差从样品谱中可得到, γ发射几率不确定度可根据具体放射性核素从《衰变岗图》中计算得到, 除去净计数统计误差、γ发射几率以外的不确定度分量的合成标准不确定度1为2.5%[8]。
因《衰变岗图》给出的跃迁几率的不确定度未给出置信水平, 按均匀分布处理, 因此131I、134Cs、137Cs的峰364.5、604.7、661.7由发射几率引入的标准不确定度2分别为0.57%、0.18%、0.34%。合成标准不确定度为合成标准不确定度1、标准不确定度2、净计数统计不确定度合成。
2.5 数据结果表示
把探测下限、判断限变换成样品中核素活度表示的核素活度探测下限AD、核素活度判断限AC, 计算公式如下
核素活度计算公式
上式中ε为γ射线的全能峰效率、T为测量时间 (s) 、P为γ射线跃迁几率、m为样品质量或体积、Ks为采样修正因子、Kd为放置修正因子、Km为测量修正因子。
当A<AC时, 表示样品无超过本底的放射性。
当AC<A<AD, 表示样品中有超过本底的放射性, 但A的置信度为50%~95%。
当A>AD, 表示样品中的放射性被探测到, 置信度为95%。
标准不确定度的合成按照4.4节所述合成。
3 结论
在核事故应急状态下开展的应急环境巡测过程中, 利用便携式溴化镧γ谱仪可以快速准确的依据γ核素能量识别出放射性烟羽中的放射性γ核素;为准确分析出采集环境样品中的放射性γ核素含量, 利用高分辨率、高效率、稳定性好的高纯锗γ谱仪可以准确得分析出环境样品中的放射性γ核素及其含量, 为判断事故发展趋势, 评价辐射后果, 判定受影响区域范围, 为应急决策提供技术支持。
摘要：本文介绍了在核电厂事故应急状态下, 事故早、中、后期的监测对象、范围及其特点, 以及γ谱仪在不同阶段的应用。在事故早期的应急环境监测对象主要是放射性烟羽, 利用便携式溴化镧γ谱仪快速的识别出放射性烟羽中放射性γ核素;在事故早、中、后期采集的环境样品, 均能利用实验室高纯锗γ谱仪准确分析出样品中放射性γ核素的种类及其含量, 可为判断事故发展趋势, 评价辐射后果, 判定受影响区域范围, 为应急决策提供技术支持。
关键词：秦山核电基地,高纯锗γ能谱仪,溴化镧γ谱仪,应急环境监测
参考文献
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[7]沙连茂, 等.放射性环境监测中探测限附近测量数据的处理[J].环境监测管理与技术, 2006, 18 (1) .
核事故应急 篇6
1 核与辐射事故的分类及特点
核辐射事故包括核反应堆事故、辐射装置事故、核材料临界事故、核武器事故、放射性废物储存事故、放射源丢失事故以及医疗照射事故等。核与辐射事故具有以下特点: (1) 突发性。核辐射事故与其他灾害事故一样, 具有突发性的特点, 是事先无法预知的, 这是一切事故的共同特点。一旦核事故发生, 其发展是迅速的。 (2) 多途径。核辐射事故可污染土壤、水源、大气、植物和食品等。环境中的核素可以直接照射人体, 也可以通过被核素污染的水、食物进入体内, 对人体组织和器官造成损害。早期的危害主要来源于放射性核素的吸入及放射性烟羽的外照射。中期和后期的危害主要来源于辐射性物质地面沉积的外照射及摄入污染的食物和水。 (3) 危害大。核事故不仅可以造成人员的近期损伤, 而且可以造成后代畸形。照射可以分为内照射和外照射。外照射事故是指人体外部的放射源对人体组织器官造成危害的事故, 主要是γ射线对组织器官的照射;内照射事故是指由于各种原因吸入或食入放射性核素对甲状腺、肺或其他组织器官的内照射, 以及沉积于体表、衣服上的放射性核素对皮肤的照射。照射所致的损伤程度取决于受照方式、核素的种类及相对量。切尔诺贝利核事故、三哩岛核事故等证明, 核事故可以造成广泛的社会心理影响, 严重影响人们的身心健康, 干扰、破坏正常的生产和生活秩序, 造成重大经济损失。这种不良的社会心理效应, 其危害可能比辐射本身造成的后果更加严重[1]。 (4) 影响范围广。发生核反应堆事故, 尤其是在释放大量放射性物质时, 放射性烟羽随大气漂移, 放射性的污水随海水播散, 辐射影响的范围往往较为广泛, 受照的人群较多, 不仅核设施周围的居民受到照射的影响, 甚至更远距离的公众及世界上某些地区的人员均有可能受到电离辐射的异常照射。由于核素的半衰期较长, 所以放射性物质的作用时间较长, 可以持续几十年。
2 建设必要性及意义
2.1 建设区域性核与辐射事故应急医学中心是应对事故风险, 保障人民健康的有力支撑
核与辐射事故发生具有突然性、难预测、低概率性的特点, 一旦发生所造成的危害巨大。核与辐射应急医学救援又不同于一般的灾害救援, 有些药品和设备需要专门储备, 不能同时对每个医院投入, 必须指定某一医院作为应急医学中心, 对其进行专项拨款, 使其成为救援的骨干力量, 拥有完备总体预案、完善的信息平台、充足的应急资源、先进的救援技术。应急预案明确医院在核与辐射事故事前、事发、事中、事后各环节的任务, 具体什么时间做, 谁做, 用什么做, 怎么做, 为应急救援提供了行动指南[2]。信息在应急救援中的起着关键作用, 直接影响决策指挥、资源调度、多部门合作等环节。构建含应急医学数据库、应急指挥系统、数据交换-共享系统的省级应急平台可以整合各部门应急资源能, 利用GPS或其他卫星定位技术, 为应急救援提供了决策工具[3,4]。科学的管理、充足的物资为应急救援提供有力后勤保障, 保证在最短时间内能快速作出响应, 人员、物资快速集结, 提供种类齐全和数量充足的仪器、检测与治疗设备、后送工具、药品和器械。救援技术是救援成功的有效保障。面对复杂危险的救援现场, 救援人员必须全面掌握预防、侦查、检测、洗消、治疗、后送等知识和技术应对事故风险。
2.2 建设区域性核与辐射事故应急医学中心维护社会稳定与国家安全, 完善核与辐射应急医学救援体系的必要手段
核与辐射事故具有突发性和危险性, 如何防范核与辐射事故, 保证社会稳定和国家安全, 保障公众的健康, 已成为各国政府和公众关注的焦点。核与辐射事件对公众的社会心理影响很大, 可对政治、经济和社会生活造成较严重的干扰、破坏。国外发生的几次重大辐射事故的经验证明, 由它引起的公众社会心理影响所造成的健康危害和在政治、经济等方面的损失, 远比辐射所致的危害和损失要大。例如:1979年美国三哩岛核事故释放的放射性物质对人体健康的影响较轻, 但由此产生的心理应激又导致了公众恐核的心理, 爆发了大规模的反核示威和骚乱, 许多工作处于停顿状态。应急医学中心是医学救援体系的关键环节, 是核与辐射事故救援的指挥者和主要参与者。通过应急医学中心, 使政府部门、科研机构、大专院校、医疗机构等部门进行沟通—协调—合作—协同和资源整合, 各部门的知识互惠分享, 资源优化配置, 行动最优同步[5]。
3 对构建区域性核与辐射应急医学中心的思考
3.1 构建核与辐射应急医学中心的原则
根据中值模型选址理论与协同创新理论, 核与辐射事故应急医学中心既需要保证其与各核设施的距离最短, 运输时间最短, 救援成本最低, 又要汇聚最好的医学救援人员、科研人员和应急资源[6]。因此, 核与辐射应急医学中心的选取应当遵循以下几个原则。
3.1.1 救援半径最短
应急医学中心选址的好坏直接关系到救援的效率、运输时间和救援成本。为了保证救援的及时、高效, 降低运输时间和费用, 应急医学中心的救援半径应该最短。根据应急选址理论点覆盖的中值模型, 应急中心到救援地点的平均权重距离应最短, 即救援地点和应急中心之间的距离与需求量的乘积之和最小。除此之外, 应急中心应尽可能设置在交通便利处、铁路网和公路网交汇点, 一旦发生核与辐射事故能够迅速启动应急响应流程。
3.1.2 科研能力最强
核与辐射事故的医学救援是一个综合过程, 涉及核技术、医学、管理学、心理学等多个学科, 需要各类救援人员积极参与, 密切配合。科研院所的专家学者经常参加与核有关的研究, 在处置事故方面有较强的救援技术。选取拥有较强科研能力的教学或科研单位作为应急医学中心, 或与这些单位进行合作, 这样可以明显缩短资源整合与能力形成时间。
3.1.3 救援经验丰富
核与辐射应急医学救援是一个特殊复杂的医学救援过程, 处置放射性物质对机体的照射损伤。救援人员不仅要对受照射的人群进行处置, 还要保护自身的安全。这对医学救援人员的专业知识和技能水平要求较高。区域性应急中心拥有最高救援水平的人员, 熟练掌握了防护、侦查、洗消、检测、治疗等专业知识, 参与了现核与辐射事故场救援、演习及培训, 具备丰富的实战救援经验。如果现有核单位医院或有救援经验的医院符合此条件, 可以直接考虑将其作为应急中心, 以缩短对救援人员的培训时间, 减少救援经费投入, 提高救援效率和救治成功率[7]。
3.1.4 应急资源充足
充足的物资是应急医学救援成功的物质保障。应急医学中心作为救援能力最强的医疗机构, 医疗资源应当非常充足, 储备大量应急药品、先进仪器设备。为了充分利用现有医疗资源, 可以把三级甲等综合医院作为应急中心。三级甲等综合医院的医务人员的技术水平高, 仪器、设备、药品等资源丰富。应急中心配备信息人员、应急管理人员、医护人员、核医学人员、核技术人员、心理咨询师等, 就能在事故发生的前、中、后分别承担相应的任务。人员完备、资源充足可以避免人员临时抽调重组, 节省了培训的时间和费用, 真正使中心的救援人员成为核应急医学救援的中坚力量。
3.2 构建核与辐射应急医学中心的措施
3.2.1 加大对应急医学中心的投入, 保证经费和物资供应
应急医学中心为区域安全与社会稳定提供了有力保障。现阶段国家和各省对核应急救援都不够重视, 应急经费几乎为零。应急医学中心的建设需要政府的高度重视, 国家财政和地方财政应设立经常性项目的工作经费和非经常性项目下的应急装备专项经费, 健全卫生机构核应急工作经费财政补偿制度。应急中心加强经费管理, 及时购买新的应急药品, 包括外照射急性损伤防治药物、阻止吸收核素药物、核素促排药物, 特别是储备不常见的外照射急性损伤防治药物;定期对仪器设备进行检测, 掌握其使用情况, 对停止工作的仪器进行维修, 不能维修的仪器要报废, 及时购买新的仪器设备, 保障仪器设备有效使用。
3.2.2 加强应急医学救援人员的培训, 定期开展演练与急救知识宣教
应急医学中心要提升应急救援人员的能力, 必须加强对应急人员的培训和模拟演练。围绕核应急医学救援的“侦”“检”“消”“防”“治”和“送”6个过程, 以伤病员为中心, 采取专家指导、模块组训、分项演练等方式, 就现场处置、个体防护、伤员急救、沾染洗消等科目进行了综合演练[8]。公众对核应急的认知水平高不仅能促进我国核电产业的发展, 也可以消除核恐惧心理, 保障事故后救援有效开展和社会稳定。中心应该每年定期开展普及核与辐射事故的救援的知识宣教, 通过网络、报刊、电视、广播、展板等多种形式, 提高公众的认知水平[9]。
3.2.3 创新物资管理, 提升物资使用率
物品管理采用定期检查、定人管理、定点放置、仪器固定的方法。定期检查是指每3个月对应急医疗物资进行例行检查, 确保仪器性能完好, 药品无过期。定人管理是指所有的物资由1人专门负责, 定期抽查并记录, 及时增补。定点放置是指应急物资集中固定放置在一个地方, 分区、分类、分层放置, 标识明确, 存取方便;使物有其位, 物在其位。仪器固定是指仪器由某科室管理使用, 每天请专人清点和维护仪器, 及时保养维修。完善和严格执行各项管理制度, 常态化开展应急医疗物资使用的培训, 定期检查, 及时发现和纠正问题, 确保紧急应对能力和医疗保障能力[10]。
3.2.4 加快信息平台建设, 提升决策指挥效率
信息在核与辐射事故中发挥了关键性的作用, 及时的信息传递能极大地提高救援效果。省应急中心应当建立一个总的信息平台, 涵盖应急资源数据库、应急响应系统、决策指挥系统等, 实现不同部门之间的信息共享与协作。如:将地理信息系统 (GIS) 用于核事故医学应急工作中, 建立网络数据资料库系统, 综合分析处理核设施、射线装置、核事故医学应急救援力量、资源等地理信息, 为应急指挥决策提供技术支持, 快速响应及应急资源合理分布、调用[11];利用核事故评价系统快速评估事故并给出应急方案和决策[12];利用“实时在线决策支持系统” (RODOS) , 为核事故应急医学救援的处理、知识与经验获取及决策提供了强大的技术支持[13]。
3.2.5 建立多层次、立体化、网络化的医院救援体系
高效的救援体系必定以应急中心为主, 建立覆盖全省的省、市、区分级医学救援网络和分级救援的运行机制, 涵盖国家和省区应急救援人员、市应急医学救援人员、市区应急医学救援人员、非专业人员 (医药卫生人员) 、志愿者、社会公众, 形成覆盖全省的区域性应急医学救援体系, 构建一个健全的救援服务框架[14]。多层次、立体化、网络化的救援体系是指组织体系由省、市、区县三级、二级和一级医院、专科医院组成, 将现有医疗资源整合到应急救援中去, 实现优化配置。
3.2.6 完善组织制度, 再造救援程序
应急中心应建立系统、健全的组织管理机构, 完善“一案三制”, 即应急医学救援预案、应急医学体制、应急医疗机制、应急医疗法制。应急医学救援预案要明确医院在核与辐射事故事前、事发、事中、事后各环节的任务, 通过实践不断检验和更新预案[2]。应急医学体制和应急医疗机制明确应急中心应组建一支按任务模块分工的应急医疗小分队, 各模块成员平时开展理论学习, 进行分组与合组训练, 提高救援人员的反应速度, 应对任务的多样化, 提升保障能力。应急医疗法制明确政府必须制定并完善湖南省核与辐射事故救援法律法规体系, 明确事故前、中、后各方的责任, 规范救援行为。核与辐射事故的救援流程应当是由下而上, 事发地所在的应急分中心在事故发生后迅速启动救援流程, 在省应急中心的救援小分队到达前开展救援, 实现救援流程的无缝对接。针对救援过程中的组织运行不畅、效率低下、成本高等现实问题, 对救援流程进行分类, 筛选核心流程, 明确职责, 找出缺陷, 确立优化和重组方案, 经过实证检验, 再造救援流程, 提高救援效率和救治成功率[15]。
摘要：探讨区域性核与辐射事故应急医学中心的选取方法, 根据核与辐射事故的特点以及建设核与辐射事故应急医学中心的必要性, 将中值模型选址理论和协同创新理论用于核与辐射应急医学中心的选址与建设, 提出构建核与辐射事故应急医学中心的的原则和措施, 缩短救援半径和救援时间, 降低救援费用, 提高救援效率。
核事故应急 篇7
1.1979年3月28日三里岛核电站事故
三里岛核电站2号反应堆发生的放射性物质外泄事故是美国历史上最为严重的核电站事故, 尽管此次事故并没有造成人员伤亡。
2.1966年1月17日帕利马雷斯氢弹事故
在西班牙海岸上空进行加油时, 美国一架B-52轰炸机与KC-135加油飞机发生相撞。撞击之后, 加油机彻底毁坏, B-52轰炸机惨遭解体, 所携带的4枚氢弹“逃离”破裂的机身。其中两枚氢弹的“非核武器”撞地时发生爆炸, 致使490英亩 (约合2平方公里) 的区域被放射性钚污染。搜寻人员在地中海发现了其中一个装置。
3.1986年4月26日切尔诺贝利核泄漏事故
切尔诺贝利核泄漏事故被称之为历史上最严重的核电站灾难。1986年4月26日早上, 切尔诺贝利核电站第4号反应堆发生爆炸, 更多爆炸随即发生并引发大火, 致使放射性尘降物进入空气中。据悉, 此次事故产生的放射性尘降物数量是在广岛投掷的原子弹所释放的400倍。
4.1968年1月21日图勒核事故
由于舱内起火, 美国一架B-52轰炸机的机组人员被迫作出弃机决定, 在此之前, 他们本可以进行紧急迫降。B-52轰炸机最后撞上格陵兰图勒空军基地附近的海冰, 导致所携带的核武器破裂, 致使放射性污染物大面积扩散。
5.1957年10月10日温斯克尔大火
位于坎伯兰郡附近的一个英国核反应堆石墨堆芯起火酿成核灾难。大火导致大量放射性污染物外泄。此次核灾难是三英里岛核电站事故发生前最为严重的反应堆事故。
6.1987年9月13日戈亚尼亚核事故
在巴西的戈亚尼亚, 一名垃圾场工人撬开了一个废弃的放疗机, 并拆掉了一小块高放射性的氯化铯, 灾难就此降临到这座城市, 当时共有超过240人受到核辐射。由于被放射性材料的亮绿色蒙骗, 孩子们用手接触并涂抹在皮肤上, 导致几个街区污染, 不得不拆除。
7.1993年4月6日托木斯克-7核爆炸
这起发生在西伯利亚托木斯克的核事故是由硝酸清洗容器时发生爆炸导致的。爆炸致使托木斯克-7的回收处理设施释放出一个放射性气体云。
8.1985年8月10日K-431核潜艇事故
在符拉迪沃斯托克 (K-431核潜艇) 补充燃料过程中, E-2级K-431核潜艇发生爆炸, 放射性气云进入空中。10名水兵在这起核事故中丧命, 另有49人遭受放射性损伤。
9.1999年9月30日东海村核事故
发生在东京东北部东海村铀回收处理设施的核事故是日本历史上最为严重的核灾难。事故发生时, 工人们正在混合液体铀。
10.1970年12月18日加卡平地核事故
在巴纳贝利核实验过程中, 美国内华达州加卡平地地下一万吨级当量核装置发生爆炸, 实验之后, 封闭表面轴的插栓失灵, 导致放射性残骸泄漏到空气中。现场的6名工作人员受到核辐射。
新浪科技
历史上的核事故 篇8
1957年10月7日:英国东北岸的温德斯凯尔一个核反应堆发生火灾, 这次事故产生的放射性物质污染了英国全境, 至少有39人患癌症死亡。
1961年1月3日:美国爱荷华州一座实验室里的核反应堆发生爆炸, 当场炸死3名工人。
1966年1月17日:帕利马雷斯氢弹事故。在西班牙海岸上空进行加油时, 美国一架B-52轰炸机与KC-135加油机相撞。撞击之后, 加油机彻底毁坏, B-52轰炸机惨遭解体, 所携带的4枚氢弹“逃离”破裂的机身。其中两枚氢弹的“非核武器”撞地时发生爆炸, 致使约合两平方公里的区域被放射性钚污染。搜寻人员在地中海发现了其中一个装置。
1967年夏天:前苏联“车里雅宾斯克65号”用于储存核废料的“卡拉察湖”干枯, 结果风将许多放射性微粒子吹往各地, 当局不得不撤走了9000名居民。
1968年1月21日:图勒核事故。由于舱内起火, 美国一架B-52轰炸机的机组人员被迫作出弃机决定, 在此之前, 他们本可以进行紧急迫降。B-52轰炸机最后撞上格陵兰图勒空军基地附近的海冰, 所携带的核武器破裂, 致使放射性污染物大面积扩散。
1970年12月18日:加卡平地核事故。在巴纳贝利核实验过程中, 美国内华达州加卡平地地下一万吨级当量核装置发生爆炸, 实验之后, 封闭表面轴的插栓失灵, 导致放射性残骸泄漏到空气中。现场的6名工作人员受到核辐射。
1971年11月9日:美国明尼苏达州“北方州电力公司”的一座核反应堆的废水储存设施发生超库存事件, 结果导致5000加仑放射性废水流入密西西比河, 其中一些水甚至流入圣保罗的城市饮水系统。
1979年3月28日:美国三里岛核反应堆因为机械故障和人为的失误而使冷却水和放射性颗粒外溢, 但没有人员伤亡报告。
1979年8月7日:美国田纳西州浓缩铀外泄, 结果导致1000人受伤。
1985年8月10日:K-431核潜艇事故。在符拉迪沃斯托克补充燃料过程中, E-2级K-431核潜艇发生爆炸, 放射性气体云进入空中。10名水兵在这起核事故中丧命, 另有49人遭受放射性损伤。
1986年1月6日:美国俄克拉荷马一座核电站因错误加热发生爆炸, 结果造成一名工人死亡, 100人住院。
1986年4月26日:前苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸, 其放射性云团直抵西欧, 造成约八千人死于辐射导致的各种疾病。
4月26日凌晨, 位于苏联乌克兰加盟共和国首府基辅以北130公里处的切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸, 反应堆机房的建筑遭到毁坏, 同时发生了火灾, 反应堆内的放射物质大量外泄, 周围环境受到严重污染, 造成了核电史上迄今为止最严重的事故。
4月25日, 切尔诺贝利核电站第4号反应堆的工作人员违反操作规程连续切断反应堆的电源, 使主要冷却系统停止工作。于是堆芯温度迅速升高, 造成氢气过浓, 以至26日凌晨发生猛烈爆炸, 爆炸引起机房起火, 浓烟使人呼吸困难, 放射性物质不断外溢。核电站所在地区有2.5万居民, 这些居民从26日晨开始疏散, 疏散共用了34个小时。
核事故紧急救灾机器人探讨 篇9
核事故与机器人
根据国际原子能机构 (International Atomic Energy Agency, IAEA) 规定, 核电站安全事故分为7级。自1954年世界上第一座核电站建成以来, 全世界范围内发生多起极严重的核电站事故, 例如1957年英国温茨凯尔核电站事故 (5级) 、1979年美国三里岛核电站事故 (5级) 、1986年前苏联切尔诺贝利核电站事故 (7级) 、2011年日本福岛核电站事故 (7级) 等均造成了严重的人员伤亡、经济损失、环境污染和国际影响。
核事故造成的高辐照环境对救援人员危害极大, 切尔诺贝利核电站事故发生后, 初期采用了人工直接救援的方式, 导致31名消防和救护人员死亡。虽然世界各国先后开展了核电站紧急救灾机器人的研究, 但是部分发达国家认为核电站本身采用了高安全度的设计和建筑标准, 对研制核电站紧急救灾机器人的必要性缺乏足够认识, 导致各国对核电站紧急救灾机器人的研究大都半途而废。
国际社会利用机器人参与核电站事故救灾的案例并不多见, 其主要用于核事故现场图像获取及辐射监测。日本福岛核电站事故使国际社会充分认识到开展核电站紧急救灾机器人研究的必要性和紧迫性。
在核电站运行中, 最怕出现影响反应性控制、余热导出、放射性包容等安全功能的核事故, 其典型核事故类型主要分为12类:
堆芯熔化事故是指反应堆堆芯熔化导致大量放射性物质释放的严重事故。堆芯熔化事故出现时, 压力容器内外需要注入足量水。因强辐射, 救灾人员无法进入安全壳, 失电时需要机器人拖放软管从消防栓处取水注入堆芯。
水过滤器堵塞事故发生严重事故时, 安注系统 (安全注射系统) 需要足量注水, 水会进入安全壳内壁宽度为1 m、深度为2 m的环形地坑中, 通过位于坑内1.5 m高处的水过滤器进行过滤, 通电时采用安注系统实现水的循环冷却, 但核事故中保温层、漆皮、石棉、工具等杂物会随水进入地坑, 堵塞过滤器, 使水冷却循环失效。
燃料组件包壳破裂事故在核电站维修及核燃料组件更换时, 由于人为因素、机械因素或控制系统故障等原因, 可能会造成燃料元件包壳破裂, 导致核泄漏严重事故。
一回路管道破裂、阻塞事故一回路没有任何阀门, 管道破裂时, 300℃的水与裂变产物进入安全壳, 安全壳内温度会达到150℃, 压力达到5个大气压, 只能依靠地坑循环水注入堆芯冷却。
氢气浓度超标核事故发生后, 安全壳内氢气聚集, 浓度上升, 需要及时消氢, 以降低氢气浓度。氢气浓度在4%~10%时处于可控燃烧状态, 可以采用点火方式消氢。因电池储能有限, AP1000 (Advanced Passive PWR, 非能动先进压水堆, 1000为其功率水平) 目前设计的点火器只能维持工作4 h, 而紧急救灾机器人在安全壳内可确保随时点火消氢。
阀门控制功能失效事故核事故发生后, 需实现安全壳隔离, 避免事故继续发展;如需关闭安全壳内管道的阀门 (如二回路蒸汽输出管道的阀门等) , 当失电或阀门驱动系统失效时, 机器人在安全壳内可实现机械操作方式, 关闭阀门。
“650℃”事故因事故造成堆芯出口温度达到650℃时, 主控室操作员实施救灾作业, 应急指挥中心根据紧急救灾机器人获取的安全壳外、燃料厂房、安全设备厂房、辅助厂房等环境信息进行测量, 获取辐射剂量、压力、温度等数据, 并据此判断事故实情, 指挥应急处理和操作。
换料水箱泄漏事故在安全壳内, 更换核燃料作业前, 需要用换料水箱的水淹没压力容器, 水深为20 m。换料水箱 (AP1000为安全壳内式换料水箱, 2代核电站为安全壳外式换料水箱) 内需存储水2 000 t。若换料水箱发生泄漏, 采用人工实施补漏作业, 则需把水箱抽干, 既耗时耗能, 又影响核电站正常运行和安全, 因此需要机器人实施水下探测和堵焊作业。
乏燃料池泄漏事故在安全壳外, 若燃料厂房水池漏水, 衰变热导致乏燃料元件升温和破损, 放射性物质将会外泄, 必须确保乏燃料水池的水量和水的循环, 紧急救灾机器人应及时进行水池漏处的水下探测和堵焊作业。
二回路管道破裂事故二回路管道破裂会导致高温高压情况出现, 饱和温度高达230℃左右, 气压高达67个大气压, 紧急救灾机器人可进入高温高压、强潮湿滑的事故环境关闭阀门和清理现场。
通道堵塞事故在地震等自然灾害发生后, 安全壳外的安全厂房、辅助厂房、燃料厂房、净化厂房等处易发生坍塌事故, 容易堵塞通道。
辅助厂房事故辅助厂房内的净化系统常有辐射, 若非必要, 一般情况下人员不宜进入;一旦出现事故, 紧急救灾机器人需入内进行救灾作业。
核电站紧急救灾机器人严重事故救援作业任务可划分为3类, 即强辐射环境探测, 狭窄空间内移动和重载灵巧救灾操作, 水下探测与焊接堵漏。将辐射强、空间窄、承载大、灵活度高、水下作业等诸多功能特点综合起来开发核电站紧急救灾机器人, 对核电安全生产十分必要。
救灾环境复杂
核电站紧急救灾机器人是在核电站事故发生后的结构化与非结构化相混杂的无网络狭窄空间核辐射环境下服役, 实现灵活运动、大负载作业和远程操控的装备。核电站应急状态和事故发生条件下, 核电站紧急救灾机器人的服役环境复杂。
一是核电站事故核心区及周边区域为高辐射、高温、高湿环境, 核事故中产生的各种带电粒子和高能射线会引起紧急救灾机器人装备内部半导体器件、集成电路、计算机系统、信息采集和传输系统中电子元器件、电路板等电离损伤或失效, 对动力供给系统中绝缘、传动机构中连接、密封和润滑造成危害, 从而导致救灾机器人系统性能的退化和破坏。
二是核电站内、外地理环境异常复杂, 其通道狭窄、陡峭坡壁、管网交错。
三是救灾现场存在高辐射、高温、高压、高度屏蔽等复杂物理环境, 事故核心区域救援人员无法接近, 因此核电站紧急救灾机器人事故现场的实时状态信息感知和无网络条件下的远程信息传输能力尤为重要。
四是核电站紧急救灾机器人作业任务复杂, 如通道清障、抓取搬运、水下切割、水下焊接、水下异物捡拾等, 作业任务多样、负荷随机多变、操作对象各异。
五是核电站事故救灾作业工况复杂、现场状况动态多变。
因此, 核电站紧急救灾机器人必须具备核事故复杂环境和作业任务适应能力、灾变信息感知与实时传输和重构能力、多机多任务协调和人机交互与自律协同控制能力、抗失效防护能力以及合理可靠的功能适用性评价手段。
面临多重挑战
复杂环境的适应性
核电站内部构造复杂, 紧急救灾机器人必须具备适应复杂空间环境的灵活爬坡、穿越狭缝、水下运动等移动能力和适应复杂作业任务的灵巧操作能力。因此, 在装备移动与操作机构设计时, 需要考虑2方面问题:
一是机器人移动与操作自由度多, 需要通过多自由度合理配置, 保证移动机构具有灵活机动行走能力和动态稳定性;为保证复杂环境下的高效、大载荷救灾作业, 行走机构要求具有较高的承载自重比, 机器人装备需要冗余并联驱动, 并具有良好的复杂地形适应性和大承载能力。
二是紧急救灾机器人作业环境复杂, 救灾操作装备应具备抓持、搬运、对准、联接、切割等重载灵巧作业能力, 操作机构和末端执行器的设计需要保证多维输出力和刚度的合理匹配, 实现多自由度高承载灵巧操作特性。
传输信息的准确性
核电站应急状态和事故救灾中, 需要在核岛屏蔽的无网络环境下实时感知并向外界传输灾变现场信息, 为人机交互远程救灾操控提供数据和信息, 实现救灾决策的及时响应。救灾现场往往处于易燃易爆、气液混合物弥散、视觉反差大的环境, 传感器系统在这种极端环境下容易失效。同时, 在核岛屏蔽无网络环境下, 需要构建信息传输通道, 实现感知信息的长距离对外可靠传输。此外, 核电站紧急救灾机器人人机交互系统需要实时感知和重建核事故环境、装备作业运动和操作对象的状态变化, 产生救灾作业复杂操控信息。为保证所感知的核事故环境信息与现场的一致性, 需要利用多元信息快速建立灾害动态模型, 实现现场环境信息的动态重构和现场灾变状态的预测预估。
防护能力的可靠性
核事故现场的环境复杂性需要紧急救灾机器人的组成材料、机械结构与运动界面具有可靠的安全防护能力, 以适应在核事故极端条件下工作, 重点考虑2点问题:
一是核事故产生的各种带电粒子和高能射线会引起视频传感器、信号传输与控制系统电子器件、计算机系统的电离损伤, 造成系统的性能和功能失效。因此, 研究视频传感器的核辐射损伤机理、器件及系统的抗辐射设计, 采取主动防护的方法, 降低核辐射和恶劣环境对系统的影响, 设立保护屏障, 确保传感器和控制系统的电子元件、电源系统和内部机构工作的稳定可靠。