乌克兰冲突期间扎波罗热核电站核泄漏情景模拟：下风向人群剂量率分布与健康安全影响分析

　　本刊推荐：针对乌克兰冲突期间扎波罗热核电站(ZNPP)可能发生的放射性泄漏风险，研究人员采用FLEXPART大气扩散模型模拟137Cs地表浓度分布，评估不同年龄组有效剂量与甲状腺吸收剂量。研究表明：泄漏源周边1-2 km2区域需疏散，50 km内需实施食品管控和碘甲状腺阻断(ITB)措施，为北约国家核应急响应提供关键数据支撑。

　　

随着俄罗斯对乌克兰基础设施的持续攻击，欧洲最大的核电站——扎波罗热核电站（Zaporizhzhia Nuclear Power Plant, ZNPP）面临前所未有的安全威胁。该电站曾因炮击失去外部电力供应，依赖仅能维持10天的应急发电机冷却反应堆；2023年卡霍夫卡大坝溃决事件更导致冷却水源危机。虽然国际原子能机构（IAEA）确认电站结构完好，但战争环境下的潜在核泄漏风险仍需科学评估。历史上切尔诺贝利、三里岛和福岛核事故的教训表明，放射性物质扩散会对周边国家造成深远影响，尤其在当前冲突背景下，核事件可能直接波及北约成员国。

为量化潜在风险，Paul Perez等研究者采用欧中气象中心（ECMWF）的高分辨率预报数据，运行拉格朗日粒子扩散模型FLEXPART，模拟了ZNPP假设性泄漏事件中¹³⁷Cs的大气传输与地表沉降。研究设定持续5天的均匀释放，放射性物质垂直分布范围0-100米，总释放量参考福岛事故上限值25 PBq（拍贝克勒尔）。通过计算三种年龄组（成人、10岁儿童、1岁婴儿）在一年内的有效剂量与甲状腺吸收剂量，并与IAEA防护标准对比，提出了针对性的应急措施建议。

关键技术方法包括：1）使用FLEXPART模型模拟¹³⁷Cs的大气扩散与沉降，输入ECMWF的0.1°分辨率气象数据；2）基于UNSCEAR报告建立的剂量估算模型，整合外照射（地表沉积核素γ辐射）与内照射（吸入及摄入途径）计算；3）采用福岛事故中核素比例关系推算其他放射性同位素贡献；4）以乌克兰冲突区域实际地理环境为模拟背景。

模拟¹³⁷Cs地表浓度

模拟结果显示，¹³⁷Cs地表浓度在欧洲大部分地区可忽略（<5 kBq/m²），但巴尔干半岛和意大利局部区域出现较高沉降。电站周边污染最严重区域浓度超过10 MBq/m²，与福岛事故水平相当。

估算辐射剂量

有效剂量高风险区（>100 mSv/年）集中在ZNPP周边2-3公里范围内，需实施紧急疏散。甲状腺剂量在50公里范围内对儿童群体威胁显著，最高达数百毫戈瑞（mGy）。剂量分布表明，外照射主要来自沉积核素的γ辐射，内照射则以放射性碘对甲状腺的影响为主。

防护措施分析

根据ICRP和IAEA标准，研究建议：1）泄漏源周边2公里内启动疏散；2）20-50公里范围内实施食品消费限制；3）为50公里内居民（尤其儿童）提供碘甲状腺阻断（ITB）措施。研究强调冲突环境下信息传达的紧迫性，建议提前储备ITB药剂和密封食品。

研究结论指出，ZNPP潜在核泄漏的主要应对策略是局部疏散、食品管控和ITB措施。由于气象条件与释放参数的不确定性，当前模型仍需改进。未来需建立多情景数据库，整合变率气象数据与源项参数，提升风险评估的鲁棒性。该研究为军事冲突下的核应急响应提供了计算科学框架，其方法论也可扩展至化学、生物、放射性与核（CBRN）危害的实时模拟系统。

论文发表于《Military Medicine》，作为军事卫生系统研讨会增刊的一部分，得到了比利时皇家高等国防研究院的经费支持（编号MSP/20-04、HFM/21-12）。研究数据公开可用，且已通过机构审查。