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14C是为核设施正常运行中向外部环境中排放的放射性核素之一,其半衰期长、流动性强、且易进入生物链和食物链。14C是核设施对周围公众所受辐射剂量的主要贡献者,也是辐射环境安全评价中最重要的核素之一。目前,国内有关核设施排放的14C环境影响研究还处于起步阶段,研究内容和测量方法尚存在许多不足。本论文在调研国内外相关研究的基础上,建立了一套利用加速器质谱法(AMS)测量14C,来研究核设施14C排放的环境影响的实验方法,并在秦山核电基地成功应用。 该套方法涵盖了常见环境样品的采集、预处理、氧化还原以及加速器测量过程。在建立方法的过程中,搭建了便携式大气CO2采集装置用于空气样品的采样;搭建了水样品无机碳(DIC)提取装置用于分离水样品中无机碳;搭建了索氏提取装置用于树轮样品的α纤维素组分的提取。利用该套实验方法,通过核设施附近的环境样品的采集和分析,我们能够得到核设施排放的14C在大气环境、水环境、植被环境的空间分布,也能得到核设施运行以来历年对环境影响的时间分布,最后还可以得到外围公众所受剂量的估算值。 在秦山核电基地用该方法对其周边环境的14C的水平分布和行为规律进行了实验研究和理论模拟。实验发现:(1)基地外围2km的松树年轮14C分析结果表明,第三核电厂是该基地14C主要排放源,树轮中的14C与第三核电厂的14C排放量具有很好的相关性。2005年树轮14C活度最大,比本底高25.8%。(2)空气样品的14C活度分布规律表明,该基地排放的气态14C的扩散主要受到风向和地形的影响。(3)水样品的调查结果表明,没有发现外围水体中14C浓度的明显增高。核电站排放的冷却水没有引起近海岸海水中14C浓度增高,也没有观察到14C富集现象。(4)苔藓、松针指示样品14C活度分布,表明2010年秦山核电基地排放的14C的影响范围为6.5km,其活度最大值为265.6Bq/kg C,比本底高41.8Bq/kg C。(5)基地外围食物样品14C分析结果表明,2010年该基地排放的14C给当地居民带来的额外剂量为:0.5uSv,远低于国家标准的剂量约束值0.25mSv。(6)利用高斯烟羽模式对基地排放的气态14C扩散进行了理论模拟,并和苔藓样品的实测结果进行了比对。结果表明,气态14C扩散过程中,气象条件是影响扩散的最主要的因素,地形因素对扩散有一定影响,但主要局限在秦山山体附近。