核爆炸监测
核污染的国际法律和条约
核污染的国际法律和条约核污染是指核能源事故或核武器试验导致的放射性物质释放到环境中，对人类和生态系统造成的危害。
为了防止和减轻核污染带来的影响，国际社会形成了一系列的国际法律和条约。
本文将详细介绍核污染的国际法律和条约，并分点列出相关内容。
一、《核冻结条约》（Nuclear Test Ban Treaty）1. 简介：该条约于1963年签署，旨在禁止大气、水下和太空中的核武器试验。
2. 内容：- 禁止任何形式的大气、水下和太空中的核武器试验。
- 鼓励核武器国家进行核冻结，承诺停止新的核武器研发和生产。
- 通过建立国际监测机构，监测并确认各国的合规情况。
二、“核事故责任和救助公约”（Convention on Civil Liability for Nuclear Damage）1. 简介：该公约于1963年签署，为核事故责任和救助建立了国际规范。
2. 内容：- 规定了核事故责任和救助的范围和界定。
- 确定了核事故责任应由核设施经营者承担，并规定了赔偿上限。
- 创立了国际核事故责任基金，用于赔偿核事故受害者。
三、《核不扩散条约》（Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons）1. 简介：该条约于1970年签署，旨在防止核武器的进一步扩散。
2. 内容：- 被称为“三驾马车”的原则，即裁军、不扩散、和平利用核能。
- 将核武器国家和非核武器国家划分并承认，激励核武器国家逐步裁减核武器。
- 规定非核武器国家不得获取核武器，核武器国家应提供和平利用核能的援助。
四、《巴黎公约》（Paris Convention）1. 简介：该公约于1960年签署，旨在加强核能源领域的安全与合作。
2. 内容：- 建立了国际原子能机构（IAEA），负责监督和协调核能源领域的安全事务。
- 规定了加入公约国家在核能源开发和核设施管理方面的义务和责任。
- 鼓励成员国加强信息交流和技术合作，提高核能源的安全性。
放射性气体37Ar_监测方法与系统发展现状概述
㊀第43卷㊀第2期2023年㊀3月㊀辐㊀射㊀防㊀护Radiation㊀ProtectionVol.43㊀No.2㊀㊀Mar.2023㊃综㊀述㊃放射性气体37Ar 监测方法与系统发展现状概述孔淑颖,拓㊀飞,杨宝路(中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所,北京100088)㊀摘㊀要:37Ar 属于地下核爆炸特征活化产物,是全面禁止核试验条约组织(CTBTO )规定的核爆试验现场视察的核查核素,因此对采集的37Ar 气体活度浓度进行精准的现场或实验室测量尤为关键㊂对37Ar 的特性㊁取样纯化技术与活度测量方法进行搜集整理,归纳了国内外现场或实验室测量的先进装置与技术现状,为37Ar 活度浓度相关监测等应用领域提供技术支撑㊂关键词:37Ar ;活度浓度;正比计数器;现场监测;实验室测量中图分类号:TL81文献标识码:A㊀㊀收稿日期:2022-08-30作者简介:孔淑颖(1999 ),女,2020年6月毕业于山东第一医科大学应用物理学专业,现为中国疾病预防控制中心在读硕士研究生㊂E -mail:549830208@通信作者:拓飞㊂E -mail:flytuo@㊀㊀1996年通过的‘全面禁止核试验条约“(the Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty,CTBT )规定所有签约国不得以任何形式进行核爆炸或核试验[1]㊂目前,已有184个国家签约,168个国家批准该条约[2]㊂CTBT 还规定了由现场视察(OnsiteInspections,OSI )㊁国际监测系统(International MonitoringSystem,IMS )㊁建立信任措施(Confidence Building Measures,C&B)及磋商与澄清(Consultation and Clarification,C&C)构成的核查机制,以确保各缔约国在条约生效后履行其责任与义务[3]㊂放射性产物是核爆的确凿证据,因此放射性核素监测是签约国公认的IMS 重要核查技术之一㊂核爆炸释放的气态放射性核素有85Kr㊁37Ar 及Xe 的同位素等[4]㊂其中85Kr 天然本底较高,不易对发生的核事故进行明确判断;而133Xe㊁135Xe 活度虽高,但其寿命较短,不易在较长时间内进行现场核查[5]㊂37Ar 属于地下核爆炸特征活化产物,主要通过40Ca (n,4n )37Ar 与40Ca (n,a)37Ar 反应产生,浓度约为4.7ˑ10-7Bq /L [6],寿命适中且天然本底低,因而便于对其实施监测㊂20世纪80年代,美国物理学家曾开展37Ar 活度测量等相关实验并建议将其用于核爆炸取证,但因在远场大气的取样中未测到37Ar 而未能将其应用于现场核查[7]㊂21世纪初,中国工程物理研究院通过现场实验表明,沿核爆与核试验场地的地下断层和裂隙取样获得较高浓度37Ar 泄漏气体,其放射性强度可用来在现场视察中探测地下核试验[8]㊂2020年,Kirchner 等[9]通过实验数据分析与理论计算得到核反应堆释放的少量37Ar 并不会成为其用于核爆炸现场监测的障碍㊂目前,37Ar 已被全面禁止核试验条约组织(CTBTO)规定为现场视察的核查核素[10]㊂1㊀37Ar 的性质和特征㊀㊀37Ar 半衰期为35.04d,衰变方式为轨道电子俘获衰变(EC,100%),同时释放俄歇电子和特征X 射线㊂在衰变过程中,K 壳层电子俘获发射俄歇电子和X 射线能量均为2.82keV,分支比分别为0.815和0.087;L 壳层发射的俄歇电子或X 射线能量为0.27keV,分支比为0.089,其他壳层电子俘获发射的能量则更低㊂37Ar 衰变纲图示如图1所示[11-12]㊂由核爆炸所产生的37Ar 含量会随周围环境中钙含量㊁爆炸条件的差异而有所不同,变化范围约为4ˑ1011~5ˑ1012Bq /kt [13]㊂Carrigan [13]通过模拟地下核爆,发现核爆后80天内都可探测到通过爆㊃411㊃孔淑颖等:放射性气体37Ar监测方法与系统发展现状概述㊀图1㊀37Ar衰变纲图Fig.1㊀The decay scheme of37Ar炸裂痕扩散到地表的37Ar㊂但在现场视察中能采集到的37Ar气体样品活度较低,通常为100mBq/ m3~10Bq/m3,即使在分离㊁浓缩后放射性活度浓度也只有0.01~1Bq/L[14],因此,高灵敏地探测37Ar活度,发展建立精确㊁先进的现场取样与测量系统,是提升我国禁核试核查气体监测能力与快速应对核禁试验的关键㊂2㊀37Ar活度测量原理及方法㊀㊀在禁核试核查过程中,通过直接测量混入了大量空气的核爆泄漏气体样品来测量微量的37Ar 是不现实的㊂通常采用的办法是将37Ar从空气样品中分离出来,然后纯化㊁浓集,制成待测样品,用物理测量装置测定其放射性㊂因此,37Ar的监测在程序上主要包括三大步骤:泄漏气体取样㊁37Ar 分离纯化和放射性测量㊂2.1㊀37Ar气体的取样㊀㊀获取高浓度的37Ar泄漏气体是CTBT现场视察中的关键技术之一㊂取样常用两种方法:一种是利用真空泵或真空容器直接取地面空气,称为直接取样法;另一种是在场区地面覆盖致密性薄膜,然后将取样管道插入薄膜内取样,称为富集膜取样法㊂对于土壤裂隙中的气体样品,可将 针管 取样器插入土壤中不同深度进行取样,分别在不同抽气量时刻取少量样品进行分析,称为 针管 取样法[15]㊂表1给出了中国工程物理研究院在某次测量泄漏气体样品中通过不同取样方法获得的37Ar活度监测结果[15]㊂表1㊀不同取样方法所得样品活度浓度比较Tab.1㊀Comparison of sample concentrationsobtained from different methods㊀㊀除空腔样品(采用钢丝绳取样,对核查不适用)外,其他各种取样方法所得样品的活度浓度与取样地点㊁时间关系密切㊂表1中所列针管样品及空气样品是在同一地点㊁同一时刻取的,这反映了土壤裂隙中的样品扩散到地面空气中后,被空气稀释大约3个数量级㊂富极膜样品介于两者之间,估计比针管样品要小1~2个数量级[15]㊂在实际测量中,也可以将针管取样法与富集膜取样法结合起来使用,将多根针管取样器布放在场区内一定范围,将上端连接口并联,通过控制阀门分别从每一根取样器中采集一定量的土壤气体,大大提高了土壤气体取样效率,即 阵列 式针管取样法㊂1998年的核试验场区85Kr本底调查过程中,采用 阵列 式针管取样获得了满意的监测结果[16]㊂2.2㊀37Ar气体的分离纯化㊀㊀37Ar的分离和纯化亦是现场核查37Ar的技术难点㊂常采用低温气相色谱结合气-固化学纯化的原理对空气中的37Ar进行分离纯化㊂低温气相色谱法,即当混合样品随气体(流动相)通过固定相(低温色谱柱)时,经过吸附剂对各组分反复多次吸附㊁脱附的分配过程,使得各组分彼此分离后随流动相流出色谱柱的方法[7]㊂气-固化学纯化主要是利用固体反应床在一定条件下通过化学反应将气体组分中的杂质成分除去的办法[7]㊂相关仪器设备有气相色谱仪㊁气体流量仪㊁气体压力传感器㊁温度控制仪㊁真空计㊁色谱分离柱㊁化学纯化柱等[5]㊂实验中,先将含有37Ar的空气样品经过过滤器除尘,而后依次通过纯化柱和除氧柱,分别除去H2O㊁CO2㊁Rn以及大部分氧气,最后进入低温色谱柱中被吸附㊂调节色谱柱的温度,样品中被分离的各组分再通过气-固纯化柱,除去如微量的氧气等杂质,以得到所需的37Ar产品,并将其制备成放射性源[17]㊂将37Ar充入探测装置正比计数器之前,为进一步测定其提取效率及纯度,采用纯氦(He)作流洗气,对收集柱内的气体产品进行流洗并充入金属钢瓶中,用气相色谱仪测定37Ar的总量㊂此外,在进行活度测量时,也可以通过电子学系统考察坪斜㊁坪长情况,进一步判断气体的纯度是否满足物理测量要求[5]㊂㊃511㊃㊀辐射防护第43卷㊀第2期经过多次实验研究及对分离纯化设备参数优化,使用低温气相色谱结合气-固化学纯化法处理的空气量大,37Ar 的提取产额可达45%左右,流程的操作时间仅在2h 左右,产品纯度满足CTBT 现场视察中对活度浓度物理测量的要求[18]㊂2.3㊀37Ar 气体活度绝对测量2.3.1㊀37Ar 活度测量装置㊀㊀对现场视察中收集到的低活度37Ar 气体样品,采用低水平放射性测量方法(LLC )进行测量[19]㊂该方法在监测环境中氚活度㊁14C 考古年代测定㊁放射性示踪等方面都有广泛应用[20-21]㊂LLC 方法采用内充气正比计数器测量如3H㊁37Ar㊁133Xe㊁85Kr 等放射性气体[20]㊂正比计数器属于气体探测器,其工作区位于正比区㊂基本工作原理是入射粒子在通过电极间的工作气体时,与原子分子发生电离相互作用,产生离子对[22],电荷经收集处理后形成电信号并记录㊂当产生的电子漂移至计数管阳极丝附近时,电场强度会变大,电子获得能量再次与工作气体分子发生相互作用,生成新的离子对[23]㊂由于产生的电子离子对不断增加,会产生大量的正离子和电子,即发生气体的放大(电子雪崩)[24],因而易被正比计数器探测到(图2为内充气正比计数器工作原理图)㊂图2㊀内充气正比计数器工作原理图Fig.2㊀The schematic diagram of proportional counter理论上,当有一个带电粒子进入正比计数器的灵敏区内并形成一对电子离子对,便可被电子学系统记录,而低能光子与工作气体分子发生光电效应所产生的光电子亦可重复此过程㊂因此,其适用于探测低能量的电子及光子㊂37Ar 在衰变过程中,释放低能俄歇电子和X 射线,正比计数器的灵敏体积对这两种粒子的探测效率趋近100%[25],故通常采用内充气正比计数器系统探测37Ar 活度㊂2.3.2㊀37Ar 活度测量方法㊀㊀对37Ar 气体放射性活度浓度的测量结果并不能够直接使用,要通过一系列电子学器件修正(如死时间㊁端效应修正)和阈值以下漏计数(如能谱低能端修正㊁壁效应修正),才可得到绝对活度[25]㊂37Ar 测量系统死时间修正一般是对前端电子学和多道能谱的修正,但由于只有几个微秒,且会自动修正,影响较小,因此可不做特别处理[26]㊂由于37Ar 为单能电子,仅在衰变释放粒子的能量处成峰,因此对峰的收集需要卡上㊁下阈㊂实验上电子学卡下阈时会丢掉一部分计数,对于这部分计数损失要进行阈修正㊂37Ar 前端能谱平直,可采用外推法予以修正[27],即卡下阈L 后,在前端选取e 1,e 2,e 3 等各点,计算各选取点到下阈L 的计数,外推至1~L 道的计数即为下阈卡掉的计数㊂正比计数器探测气体需要加高压电场以收集脉冲信号,而其自身结构和内部单一阳极丝的影响会使高压电场在计数器端部发生畸变,致使管端场强减弱,对辐射粒子的探测能力减弱,即端效应㊂对其修正采用长度补偿法[28],即用三个长度不同而其他结构相同的正比计数器,任意两支对37Ar 测量计数率差除以体积差,即为37Ar 的放射性活度浓度㊂长度补偿法可达到极高的精确度,国际上发达国家的计量实验室(如NIST,NPL 等)在进行活度测量时均采用这种方法消除端效应[28]㊂若37Ar 衰变释放的粒子处于计数管壁的边界区域,其能量有较大概率不会沉积在计数管灵敏体积内,而是沉积到管壁上,此时粒子便不会被计数管收集,产生的计数损失称为壁效应损失㊂Mori [27]通过实验与理论计算证明壁效应的影响值与工作气体压力倒数相关,因此壁效应的修正采用压力倒数外推法,即调整多个工作气体压强,分别测量37Ar 的计数,外推至压力倒数为零即压力无穷大时,即为无壁效应的真实计数结果㊂经过上述一系列计数丢失的修正后,便可得到气体活度浓度测量的最终结果㊂㊃611㊃孔淑颖等:放射性气体37Ar监测方法与系统发展现状概述㊀3㊀国内外37Ar测量系统现状由于37Ar在现场采集的样品中活度普遍较低,且其衰变释放的低能俄歇电子和X射线探测难度较大,因此本底大小是影响测量结果精准度的关键因素㊂在测量核爆炸产生的放射性惰性气体活度浓度过程中,会受到来自外本底㊁内本底和噪声本底的影响,其具体来源及减弱方法列于表2㊂表2㊀核爆炸产生放射性气体测量过程中的本底影响3.1㊀国外37Ar测量系统发展现状㊀㊀国外最早对37Ar进行测量的是20世纪70年代瑞士伯尼尔大学建造的地下实验室㊂地下实验室的优势是本底较低,可以一定程度上减小37Ar 测量不确定度的影响[34]㊂近年来,为了进一步降低37Ar活度浓度测量过程中本底的影响,并提高测量装置的精确性和灵敏度,国外陆续建造并改进了内充气正比计数系统㊂2010年,位于华盛顿州里奇兰的西北太平洋国家实验室(PNNL)建造了浅层地下实验室,等效水深约30m[35]㊂该实验室通过在适当深度㊁对探测设施附加多层屏蔽和使用低本底辐射探测材料来减小本底的影响㊂为了解决此前使用的小型石英 Davis正比计数器 因小尺寸和有限气压范围对效率和光谱性能的限制[36],PNNL建立了超低本底正比计数器(ULBPC)㊂ULBPC采用高纯度电铸铜(OFHC铜)作为主要材料,体积为100 mL(STP),内径约为2.5cm,长度为20cm(上部㊁下部的构造如图3所示)[37]㊂PNNL对OFHC铜通过电化学纯化和化学表面处理进一步减少了体积和本底[37-38]㊂表面实验室是反符合装置主动屏蔽中观察到的宇宙射线率的6.1倍,从而达到了屏蔽的设计目标㊂此外,ULBPC在P10(90%氩气,10%甲烷)气体不同甲烷浓度产生的压力下进行了表征,发现其可以在10atm的填充压力下运行,并容纳接近1L的氩样品㊂同时,该系统可平行测量多达12个样品,大大增强了土壤㊁气体中37Ar本底研究能力[39]㊂在地下实验室采用OFHC铜建造的正比计数器进行测量时,宇宙射线及土壤中的放射性射线图3㊀PNNL ULBPC原型设计细节Fig.3㊀Prototype design details for the PNNL ULBPC 是产生本底的主要因素,而如果装置在地面运行,土壤中的放射性污染物对系统本底的有效贡献则会降低,宇宙射线和仪器组件中的铀㊁钍和钾等放射性污染物的影响占主导地位[40]㊂在这种情况下,仪器的屏蔽设计可以专门关注于减轻宇宙射线对测量的影响㊂PNNL新研发建立了地面正比计数器测量装置,该装置同时包含主动和被动屏蔽的正比计数器阵列,并以测量37Ar为例,分析了这种系统在与环境测量相关浓度水平下的灵敏性,以及估算了地面实验室操作时可以达到的最低最小可检测浓度(MDC)㊂该装置的屏蔽体由2cm厚的铅组成,放置在一个尺寸为8cmˑ8cmˑ16cm(WˑHˑL)的长型洞中(如图4所示)[41-42]㊂经实验测量可知,浅层地下实验室ULBPC对37Ar 测量的初始报告灵敏度约为0.002mBq/cm3,而地上装置测量初始获得的37Ar灵敏度水平约0.045mBq/cm3,说明地面测量系统对土壤中产生37Ar气体活性浓度水平范围变化非常敏感,对产生低能量衰变的放射性气体测量具有极高的灵敏度[42]㊂㊃711㊃㊀辐射防护第43卷㊀第2期图4㊀地上实验室低本底气体正比计数器屏蔽装置Fig.4㊀Low-background gas proportional countershielding device at ground-surface laboratory 3.2㊀国内37Ar测量系统发展现状㊀㊀国内方面对于实验室内37Ar活度准确性的测量以及标准建立相关内容尚不完善,目前仅有两家单位(中国工程物理研究院和禁核试国家数据中心)采用现场测量系统对37Ar进行活度精确测量㊂在20世纪80年代,中物院核物理与化学实验室曾采用内充气正比计数系统测量37Ar活度浓度,但受当时技术条件所限,测量结果灵敏度并未达到核查要求[43]㊂为满足禁核试对该气体现场视察的要求,该研究所在2005年建立了移动式37Ar探测系统的测量系统(movable37Ar rapid detection system,MARDS)(如图5所示),并已得到CTBTO的认可[43]㊂现场视察中收集到的气体样品活度比较低,因此MARDS系统的37Ar活度测量装置也采用了LLC方法㊂MARDS系统采用约1000mL的大体积正比计数器,在装入更多样品的同时提高了探测灵敏度[44]㊂该系统由LND4953型正比计数器㊁反符合探测器㊁环型铅屏蔽体和电子学组件构成㊂阴极管壁采用OFHC铜来降低计数管的本底计数㊂在计数管和4cm的铅屏蔽体之间加了井形塑料闪烁反符合探测器,进行主动屏蔽㊂塑料闪烁体构成接近4π立体角的反符合环以放置正比计数器㊂当宇宙射线(或其他射线)产生的脉冲信号输入到反符合电路后,电路将剔除脉冲信号,射线产生的本底计数被消除[44](图6为37Ar测量装置示意图)㊂图5㊀MARDS实物图Fig.5㊀The physical image ofMARDS图6㊀MARDS的37Ar测量装置图Fig.6㊀37Ar measuring device of MARDS MARDS的现场采样结果显示,37Ar的放射性探测灵敏度达到0.01mBq/cm3,满足‘现场视察中的测量设备清单和指标“所规定的0.05~0.005 mBq/cm3探测灵敏度要求[45]㊂现场核查系统为车载式系统,具有设备体积小㊁操作控制方便㊁监测能力高㊁机动性强㊁自我保障能力完善和可以独立完成野外作业等特点,监测能力满足CTBT核查的要求㊂2019年,禁核试北京放射性核素实验室也完成现场测量系统的研制,建立了低本底内充气正比计数器(LBPC)37Ar活度测量装置[19]㊂LBPC 系统与上述MARDS系统构造及材料类似,将体积为1003.8mL的计数管置于屏蔽体内部,屏蔽体采用分层结构,由外到内依次为5cm厚普通铅, 2.5cm厚低本底铅,2mm厚无氧铜和5mm厚的有机玻璃;屏蔽体上下各放置塑料闪烁体并配备光电倍增管㊂宇宙射线在计数管中产生的本底可由塑料闪烁体延迟后的 反符合 输出信号屏蔽㊂㊃811㊃孔淑颖等:放射性气体37Ar监测方法与系统发展现状概述㊀通过与未装备 反符合 装置所测量到的原始能谱进行对比发现,反宇宙射线能谱中37Ar峰区本底计数率最小可探测活度下限达到2.5mBq[19],装置对37Ar探测具有较好的精准度㊂4 结论及建议㊀㊀通过对放射性惰性气体37Ar的衰变性质㊁采样与纯化方式㊁先进探测装置进展的分析总结,可以看出在此类低能放射性核素的监测过程中,获得精确活度浓度水平的探测条件较为严苛㊂为了减小测量本底㊁提高探测灵敏度,国内外37Ar探测装置皆使用多层屏蔽㊁反符合设施和高灵敏辐射探测材料㊂但是,国内外尚无既可应用于快速现场测量系统,又达到极高灵敏度的装置,因此研发先进屏蔽材料与高精度测量技术,开发信噪比更高的电子学系统,仍是未来研究的方向㊂作为CTBT现场视察关键核素之一,37Ar的监测对探测核爆炸与核试验信息,快速组织有效的核防护具有重要意义㊂目前,我国仅开发了用于37Ar快速监测的现场装置,尚未建立针对37Ar活度测量的国家标准体系㊂在今后的研究中,有必要继续改进探测装置,优化电子学仪器,减弱辐射本底及噪声影响,进行实验条件分析和活度测量过程中影响因子的修正,探索放射性气体37Ar活度绝对测量最佳条件和技术,为发展完善放射性气体相关国家测量标准与效率刻度标准提供依据㊂参考文献:[1]㊀prehensive Nuclear-Test-Ban Treaty(CTBT)[M].Vienna,1996.[2]㊀Preparatory Commission for the CTBTO.Current treaty status[EB/OL].(1996-09-10)[2020-12-28].https://www..[3]㊀陈占营,黑东炜,王建龙.CTBT大气放射性氙监测技术进展[J].现代应用物理,2018,9(3):10-20.CHEN Zhanying,HEI Dongwei,WANG Jianlong.Progress 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comprehensive test ban[J].Science,1985,227:251-257.Summary of the monitoring method and system development status of radioactive gas 37ArKONG Shuying,TUO Fei,YANG Baolu(National Institute for Radiological Protection,Chinese Center for Disease Control and Prevention,Beijing 100088)Abstract :37Ar is a characteristic activation product of underground nuclear explosion,and is a verificationnuclide of on-site inspection stipulated by the Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty Organization (CTBTO).Therefore,accurate field measurement or laboratory measurement of the collected activity concentration of37Arare particularly critical.This paper collects and analyzes the characteristics,sampling and purification technology and37Ar activity measurement methods,summarizes the advanced device and technology status offield or laboratory measurement in the world,with the aim to provide technical support for37Ar activityconcentration-related monitoring and other application fields.Key words :37Ar;activity concentration;proportional counter;on-site monitoring;laboratory measurement㊃121㊃。
核弹造成的核污染如何防护
核弹造成的核污染如何防护
核弹造成的核污染是一种非常严重的威胁，但可以采取一些措施来减少或防止核污染的发生和扩散。
以下是一些防护核污染的常见方法：
1. 隔离和疏散：尽早疏散受威胁的人群，将他们转移到远离辐射源的地方，避免接触核辐射和灰尘，减少暴露时间。
2. 防护建筑/避难所：在核爆炸发生后，寻找强固、坚固的建筑，如地下室、隧道或防空洞等，以减少辐射暴露。
这些建筑物可以提供物理屏障来减少核辐射的穿透。
3. 遮蔽物：遮蔽物可以减少核辐射的穿透。
在核爆炸发生后，人们可以寻找坚固的物体，如厚墙、金属、混凝土等，躲避核辐射。
4. 防护服和面具：针对化学和放射性的核污染，人们可以穿戴特殊的防护服和面具来减少接触和吸入污染物的风险。
5. 保持卫生：及时洗手、用洗脸、洗澡，以减少接触和吸入污染物的机会。
避免食用未经检测的食物、饮料和受污染的水源。
6. 监测和检测：设立核辐射监测站，及时监测和检测辐射水平，以便及早判断和采取防护措施。
7. 制定应急预案：政府和社区应制定和实施完善的应急计划，包括紧急疏散、防护建筑、医疗救护和灾后清理等方面的措施。
需要注意的是，核污染极其危险，防护措施需要根据具体情况和专业指导来实施，以最大程度地保护人们的安全和健康。
核辐射监测技术的发展与应用
核辐射监测技术的发展与应用随着人类社会的发展，人们对能源的需求越来越多，而核能作为高效、持续、强大的能源形式，逐渐成为了世界各国发展核能事业的重要选择。
然而，核能的开发也带来了一系列的安全隐患，其中辐射污染是最常见的问题之一。
因此，建立一套完备的核辐射源监测体系，可即时、全方位地监测辐射的污染程度，从而保障人类的健康和生态的平衡，也是人类发展核能事业的必然要求。
核辐射监测技术概述核辐射监测技术（radiation monitoring technology）指的是对一定范围内环境中的辐射量进行测量与监控的技术手段。
其主要包括辐射计、辐射测量探头、辐射分析仪、远程监控设备、先进计算机等方面的技术体系。
在工业生产、核能开发或核事故事故等场合，通过对环境中辐射物质的测量和预测，能够有效地控制环境的辐射污染，预防核辐射事故的发生。
核辐射监测技术的发展历程绿色能源作为未来的重要发展趋势，核能无疑是其中一种极具发展潜力的可再生能源。
但是，在核能的开发过程中，辐射污染问题也同样引起了人们的重视。
因此，核辐射监测技术也随之应运而生。
20世纪60年代，世界各国开始对环境中的核辐射进行监测、控制和管理，并逐步形成了一种综合的辐射监测技术体系。
这种系统包括了辐射计、辐射测量探头、辐射分析仪、远程监控设备和先进计算机等。
此外，为保证辐射监测体系的连续性和稳定性，在辐射监测技术中，还应运用无线传感器、遥测遥感等技术手段，实现数据的实时传输和共享。
核辐射监测技术的应用场景核辐射监测技术主要用于以下场景：1. 核能领域：对核电站、核燃料生产、核医学设施等的辐射源进行监测。
2. 辐射监测与应急响应：在核爆炸、坦克车的核危险物品泄漏、辐射源设备损坏等事故发生后，对辐射水平进行监测和分析，及时采取应急救援措施。
3. 水、土、空气质量监测：对于长期存在的辐射污染源、大气辐射、污染水源等，及时监测辐射水平，评估当地生态环境的健康状况并采取应对措施。
朝鲜地下核试验的地震学观测
朝鲜地下核试验的地震学观测谢小碧;赵连锋【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2018(061)003【摘要】Since 2006,North Korea (DPRK) conducted 6 underground nuclear tests at the test site located near the China-North Korea border.These explosions generated abundant broad band digital seismograms within regional distances.These seismograms show typical features of shallow explosions.Processing methods for event discrimination,yield estimation,and relocation of epicenters were developed to investigate these explosions.The spectral ratios Pg/Lg,Pn/Lg,and Pn/Sn were calculated for all 6 explosions and 4 nature earthquakes.The results show that network averaged P/S type spectral ratios can unambiguously separate explosions from natural earthquakes.With this method,a regional network can effectively monitor nuclear tests of 0.5 kt or larger in the Korea Peninsula.The results also revealed that the mb-Ms magnitude ratio cannot effectively discriminate the explosion and earthquake sources in this region.A body wave magnitude system based on regional phase Lg was created for the Northeast China-North Korea border region.Based on this method,the Lg wave magnitudes of these nuclear tests were calculated and their seismic yields were estimated ranging between 0.5 and 60 kt.Due to lack of depth of burial information,these yields may beunderestimated.Further investigation of the depth effect on yield estimation is ing the location of the first nuclear test as a reference,the epicenters of other explosions were relocated using a high-precision relative location method.%自2006年至2017年,朝鲜民主主义人民共和国在中朝边界地区的试验场进行了6次地下核试验.本文综合报道根据东北亚地区的宽频带数字地震资料利用地震学方法对这六次地下核爆炸的研究.结果表明,朝鲜地下核试验在区域台网产生的地震记录具有典型浅源爆炸的特征.针对上述资料发展了处理核爆数据的方法并据此得出各次朝鲜核爆的地震学参数,包括事件识别、当量测定、以及震中相对定位等.对6次核爆和4次天然地震P/S类型谱振幅比的统计分析表明,2 Hz以上台网平均谱振幅比可以正确地将朝鲜核爆从天然地震中识别出来,从而有效监测在朝鲜半岛进行的当量大于0.5 kt的地下核试验.同时也发现,建立在体波-面波震级比之上的识别方法不适用于朝鲜核试验场.通过建立中朝边界地区基于Lg波的体波震级系统,计算了各次朝鲜核试验的体波震级mb (Lg),并由此估计了它们的地震学当量,其值介于0.5 kt至60 kt之间.由于缺少爆炸埋藏深度的数据,上述当量有可能被低估,因而有必要对深度影响做进一步研究.以第一次爆炸的位置为参考震中,利用Pn波相对走时数据和高精度相对定位方法获得了各次核爆在试验场中的精确定位.【总页数】16页(P889-904)【作者】谢小碧;赵连锋【作者单位】美国加州大学圣克鲁兹分校,地球物理与行星物理研究所,加州圣克鲁兹95064;中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院地球与行星物理重点实验室,北京100029;中国科学院地球科学研究院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P315【相关文献】1.基于GNSS观测的地下核试验电离层扰动研究 [J], 熊雯;孙阳;刘明;於晓2.对朝鲜2006年、2009年和2013年3次地下核试验的相对定位 [J], 潘常周;靳平;徐雄;王红春;肖卫国;沈旭峰;张诚鎏;徐恒垒3.利用区域地震波形振幅包络约束朝鲜地下核试验的埋深和当量 [J], 林鑫;姚振兴4.禁核试核查国际监测系统中的USRK及KSRS台阵对朝鲜地下核试验场的地震信号检测能力评估 [J], 薛方正;徐雄;靳平;卢娜;王红春5.中国地震学会第14次学术大会各专题分会场交流纪要 (五)地震观测仪器及观测资料处理技术专题 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
我国核与辐射安全监管中的核应急、监测工作介绍(8-29)
辐射事故应急预案
核事故应急准备与响应的主要任务 部应急准备工作 特别重大辐射事故、协调跨省区域辐射事故的处理 接收省环保部门和事故单位的报告，指导和组织支 持省环保部门开展应急监测和应急行动； 监督与评价由部直接监管的事故单位的应急行动和 事故处理措施； 及时向国务院报告，并做好信息公开、公众宣传等 工作。 省级环保部门：负责辖区内重大、较大和一般辐射 事故应急响应、事故处理及事故原因调查，协助环 境保护部做好特别重大辐射事故的处理工作
核事故应急预案
6．应急状态终止和恢复措施
应急状态终止条件和程序
应急状态终止条件 应急状态终止程序
应急状态终止后的行动
7．应急保障
应急资金 应急设施设备 应急响应能力维持
8．附则
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核事故应急预案
附件：核事故应急实施程序目录
1、核事故应急启动与响应实施程序 2、核事故后果评价实施程序 3、核事故辐射环境应急监测实施程序 4、核事故联络与信息交换实施程序 5、核事故应急人员培训实施程序 6、核事故应急演习实施程序 7、核事故应急信息公开与舆情应对实施程序
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辐射事故应急预案
一般辐射事故（Ⅳ级）
（1）IV、V 类放射源丢失、被盗； （2）放射性同位素和射线装置失控导致人员受到超 过年剂量限值的照射； （3）放射性物质泄漏，造成局部辐射污染后果； （4）放射性废物处理处置设施发生轻微放射性物 质泄漏，未造成环境放射性污染事故； （5）铀矿冶、伴生矿超标排放，造成环境辐射污 染后果
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应急法规标准
标准
次声波估算大气层核爆参数的计算方法综述
的低频次声信号在经过远距离传输后 ， 很容易
被 微压 （ 次声 ） 感 器 捕 捉到 。所 以 ， 过 远 场 传 通 对 次声 信号 的探 测 和分析 可 以来监 测大 气层 核
台网定位的方法相似。单个次声阵只能给出爆
炸 点 的方 位 角 ， 于计 算 方 位角 的方 法 主要 有 用
两种 ： Ｊ一种 是三角形阵计算法 ， 该方 法利用
。
值 ， ２ ｍ高度左右出现一个声速极小值 ， 在 ０ｋ 在 ５ ｍ左右声速出现一个极大值 ， ８ 公里左 ０ｋ 在 ０ 右形成第二个声速极小 值 ， 其间形成两个 “ 声 波导（ 或声道） 。正是 由于大气“ ” 声波导” 现象 的存 在 ， 多 数 声 线 能 够 聚 集 在 “ 波 导 ” ， 大 声 中 反复反射 、 折射传播 ， 播的能量能相对集 中， 传 声 波能量 衰 减 相 对更 小 。 由于 以上 两 个 原 因 ， 核爆炸产生的低频次声波在大气中可以传播很 远， 有时甚至可以绕地球转几 圈。核爆 炸激发
１０ ０
炸 Ｄ取 １３３ Ｔ Ｐ为次声传感器监测到 的次 ．５ ； 、 声 波平 均 周 期 和 平 均 声 压 ， 般 取 波 形 的 前 ３ 一 ６个波 的平 均 周期 和 平均声 压 ， 量纲 。 无
—
图 １ 空 中 ５ ｍ处 的风 速随季节 ０ｋ 和纬度变化 图
１３ 有 效声 速 求 解 Ｒ ．
一
爆 。核爆炸产生 的次声波波列 的幅值 、 频谱特 性与 核爆 炸 的 能 量 （ 叫 当 量 ） 在 一 定 的关 或 存
系， 因此可以根据接收到 的核爆炸次声信号推 算出核爆炸的当量（ 或能量 ） 。
。
次声 是频 率 低 于 ２ ｚ的声 波 ， 大 气 中 ０Ｈ 在
高空核爆电磁脉冲电磁暴露安全评估
高空核爆电磁脉冲电磁暴露安全评估高空核爆电磁脉冲电磁暴露安全评估引言：随着科技的进步和人类对能源的需求不断增加，核能作为一种高效的、清洁的能源形式备受关注。
然而，在核能的发展过程中，核武器的应用不可忽视。
高空核爆炸产生的电磁脉冲（EMP）在最近几十年中一直备受关注，引发了关于电磁暴露对人类环境和身体安全的担忧。
本文旨在对高空核爆电磁脉冲电磁暴露安全进行评估并讨论相关问题。
一、高空核爆电磁脉冲简介高空核爆电磁脉冲是指核武器在高空引爆释放的辐射能量，其中包含了大量的电磁脉冲辐射。
这种电磁脉冲辐射会传播到大范围内的地面，对电子设备和电力系统造成巨大影响。
高空核爆电磁脉冲的存在引发了对电子设备的电磁兼容性和安全性的关切。
二、电磁暴露对环境的影响1. 电力系统影响高空核爆电磁脉冲会对电力系统产生巨大的影响，其中包括电网的瘫痪、变压器损坏和电力设备失效等。
这将导致大范围停电，对社会稳定和人们的生活产生重大影响。
2. 通信系统受损高空核爆电磁脉冲对通信系统也会造成损坏，如卫星通信中断、无线通信设备故障等。
这些影响将直接影响到紧急通讯和灾难救援等关键领域，降低社会的安全性和应急响应能力。
3. 雷达和导航系统瘫痪高空核爆电磁脉冲会对雷达和导航系统造成严重的干扰和瘫痪，导致导航信号丢失和目标追踪困难。
这不仅对军方行动产生影响，还存在飞行安全问题。
三、电磁暴露对人体的影响1. 生物体辐射高空核爆电磁脉冲中的辐射能量对人体组织产生一定的影响，如细胞DNA损伤、基因突变等。
这些辐射影响可能导致癌症、遗传性疾病等严重的健康问题。
2. 心脑血管系统电磁暴露可能对人体心脑血管系统产生直接影响，如心律失常、脑血管破裂等。
这对人体正常的生理功能和健康状态造成重大威胁。
3. 精神和认知能力影响研究表明，电磁暴露可能对人体的精神和认知能力产生影响，如注意力不集中、记忆力下降等。
这些影响将对个体的工作和生活产生负面影响。
四、安全评估及保护措施1. 从技术层面提高电子设备的抗干扰能力，对电网和通信系统进行抗击EMP的改进，提高其鲁棒性和抗干扰能力。
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记录波形比较
朝鲜核爆2006-10-09(49.3N, 129.1, M4.0)与文安地震比较
记录波形比较
巴基斯坦地下核试验1998-05-28 10:16:18 (28.90N, 89.33E, mb4.9)
朝鲜核爆特征分析
1、爆炸源体积小（当量小）、作用时间短、体
波为瞬时脉冲、有较强的PN和PG纵波，振幅 尖锐但衰减快，每个波只有约8到10个周期， 比同等距离的地震波周期短。 2、P波周期仅为0.32秒，S波极度不发育且振幅 小于P波。但面波相对显著，波形差异明显。 3、这次核爆炸的周期仅为同等地震波周期的 1/8~1/3。由此得出，核爆炸P波的频谱宽度约 0.2~3秒，核爆炸面波频谱宽约5~8秒，而地震 面波频谱宽约15~45秒。
实例2、1971年11月7日美国在安厅特卡岛的地下核 爆炸（兰州基式地震记录仪△53.9° M7.2）
朝鲜核爆炸1
• 时间：2006年10月09日09:35
• 地点： 49.3N, 129.1E,朝鲜咸镜北道吉州郡丰溪里以 东30公里
• 当量： M3.5～4.2 约550～ 1000吨ＴＮＴ
• 核试验爆炸当量一般在1～6万吨ＴＮＴ • 试验场：一座360米高的山底地下坑道内。
• 瑞利波（R)与勒夫波(L)周期都较小 • 瑞利波往往比勒夫波更发育 • 核爆炸波与一次威力巨大的常规炸药爆 炸所产生的地震波有所不同，常规爆炸 产生的初始波形平缓、渐进，这是因为 大规模的爆破多是采用分次引爆，核爆 尖锐，呈瞬时脉冲状。
实例1、1971年9月27日前苏联新地岛地下核试验
（兰州台基式地震仪记录，△45° M6.7）
⑥天然地震波持续时间长,波及面大,爆炸 地震波持续时间短，波及面小； ⑦地下核爆炸体波具有多次尖脉冲特征类似 深震； ⑧一般爆炸S波具有多源性； ⑨它们的物理参数也有较大差异尤其是爆 炸的mb/Ms＞地震的mb/Ms，其次是拐角 频率差异较大； ⑩双力偶机制的矿震与天然地震十分接近， 是最难分辨的一种
对朝鲜核爆国际快速反应
• 俄国：塔斯社引述俄军中将弗拉基米尔•维 克谢夫的话认为“我们可以百分百肯定那 是地下核爆炸”。 • 韩国：（出奇冷静） 韩国方面在13日之 前无法确认朝鲜是否进行了核试验，韩国 将对空气成分进行探测。
朝鲜核爆炸2(20090525)
20090525朝鲜核爆震波图
朝鲜2次核爆震波分析
韩国分析的朝鲜核爆地点
韩国拍的朝鲜“核爆 ”“蘑菇云” 2004年9月09日
爆炸报道效应
• • • 地点：与中国接界的金勇姬县 时间： 2004年9月９日上午11时 爆炸产生最奇异的现象就是现场上空腾起了一朵巨大的“蘑 菇云”。蘑菇云的直径3.5～4km 卫星无需特别调整便能清晰拍下爆炸现场
•
3、核爆炸地震波形记录特征
• 初始波形和中间段波形体波为瞬时脉冲， • 纵波横波都具有深震特征，振幅尖锐且衰减快， 每个波只有一到二个周期，比同等距离的地震波 周期短。 • P，S显示体波瞬时脉冲态，P波周期仅为2秒，S 波周期பைடு நூலகம்5秒， • P，S振幅尖锐且衰减快，都只有一到二个周期 • P，S振幅幅度接近
韩国联合通讯社引爆 一颗“原子弹”：
中国应对
• • • • 军方要求地震局拿出监测记录 对记录作出解释 地震局责成国家台网答复 国家台网：一次大型爆炸，不是核爆。
核爆初期蘑菇云
核爆中的蘑菇云
核爆后期的蘑菇云
美国60年前7-16： 新墨西哥州升起蘑菇云
1964年中国第一颗原子弹爆炸的蘑菇云
朝鲜2次核爆震波分析结论
• 根据CBS台站记录的各反射波（见图4a） 和YNB和THT台站记录的sPn波，初步计算 本次试验是一次深度为0.5—1.5km • 较完整的地下核试验 • 根据台站方位的垂直向幅度分布和震源辐 射分布是一次横井实验（图）
4、爆炸地震波记录特征小结
①矿山地震水平分向持续时间与垂直分向持续时 间的比值小于天然地震的比值； ②矿山地震的周期要比天然地震大约0.8～0.2秒； ③井下矿震，由于井下水的渗透和气体的透入在 地震图中往往能反映断层的蠕动性质； ④S波与P波的振幅比通常小于天然地震的振幅比 值，面波的振幅也相对要小，但基本上是瑞利 波型的面波； ⑤大当量的爆破近台记录有较明显的空气震荡波， 这也是大气层核试验的重要震荡效应；
朝鲜核爆特征分析
4、有微弱的空气冲击波，有激发地面产生的 瑞利型面波，但勒夫波不明显。 5、具有一定硐室爆炸特征，爆炸后有塌落现 象，但持续时间不长，原因可能是爆炸当 量小，或我台站震中距大记录不到。 6、更多反映硐穴爆炸特征，而少反映填埋式 （井下）爆炸特征，
对朝鲜核爆国际快速反应
• 中国：5分钟测定参数，10分钟上报国务院。 此次朝鲜核试爆“超乎寻常”的小规模特 予以关注（不成功、特殊试验场、特别先 进技术）。 • 美国：美国国防部负责武器试验的前任主 管菲利普· 伊· 科伊尔10日说，朝鲜“看来是” 进行了一次核试验，爆炸当量非常低，表 明试验只取得了“部分成功”，或者说是 遭到“部分失败”。没有发现有辐射污染 的迹象
3、朝鲜核试验问题由来已久
• 2004年9月12日：韩国联合通讯社，向全世界 发布了一条“重大新闻”：朝鲜北部9日发生 特大爆炸，现场腾起“巨大的蘑菇云”，直径 足有3.5公里至4公里。爆炸造成的深坑十分醒 目，以至于高空卫星无需特别调整便能清晰地 拍下爆炸现场。 • “爆炸深坑”和“蘑菇云”这两个敏感词很自 然地让人们联想到了“核试验”。联合通讯社 的报道一经播发，即在全世界引起轩然大波。 • 世界各国纷纷转载，其中尤以日本炒作最凶。
2、中国面临的核安全形势
中国是全世界唯一处于核包围的国家，中国处于亚欧大陆核武器分布图中轴 线上 周边7国可造核武，俄罗斯、朝鲜、韩国、日本、印度、以色列和巴基 斯坦这些已拥核或具有制造核武器能力的国家则分处两翼。
2010年04月19日 10:30 国际先驱导报
2、中国面临的核安全形势
• 周边国家核试验频繁，1997年印度、1998年巴基斯坦、 2006年朝鲜都进行了核试验；北面有世界第二核大国俄国； • 日本存有可以生产4000枚核弹头的钚储备（小泽一郎， 2007），美国核潜艇在日本停留，近年又传台湾当局秘密 研究核武器； • 国家十分重视，建立了若干核监测台阵； • 地震部门有义务和责任对周边国家和地区进行的核试验进 行监测。 • 美国建全球地震台网主要监测中国和俄国兼顾朝鲜、伊朗 等国的核试验； • 核试验监测是一个非常敏感的问题； • 当今最敏感的是朝鲜和伊朗核试验。
核爆炸监测
1爆炸源特征 • 炸源体积小； • 爆炸瞬间完成； • 爆炸区形成强大的汇聚力做功。 • 朝鲜核爆,国际计算的结果是大约500～1500T TNT当量,是小型核爆, 是目前只有少数几个大国 才能做到。这么小的当量有人怀疑不是核爆,是炸 弹。而韩国监测到了核尘。 朝鲜先被日本占领， 后有朝鲜战争，国际制裁到现在。朝鲜一小国哪 来的核武…