郭 杰 張 華 徐潤龍

(廣東省環(huán)境輻射監(jiān)測中心粵西分部，廣東 陽江， 529500)

陽江核電站位于廣東省陽江市陽東縣東平鎮(zhèn)沙環(huán)村，廠址規(guī)劃建設(shè)六臺(tái)百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組，每臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)的額定電功率為1 086 MW，目前陽江核電廠1～4號(hào)機(jī)組均實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行， 5、6號(hào)機(jī)組在建中。陽江核電站監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)由廣東省環(huán)境輻射監(jiān)測中心粵西分部負(fù)責(zé)運(yùn)行維護(hù)。

本文總結(jié)了陽江核電站運(yùn)行4年來γ空氣吸收劑量率的監(jiān)測設(shè)備、運(yùn)行的質(zhì)量控制措施，并對(duì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了分析。

1 概況

1.1 監(jiān)測系統(tǒng)站點(diǎn)分布

陽江核電站監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)于2014年4月11號(hào)開始試運(yùn)行，γ空氣吸收劑量率連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)包括9個(gè)子站，以陽江核電站為中心，50 km范圍內(nèi)分布。子站分布圖見圖1。

5 km范圍內(nèi)4個(gè)子站，分別為大澳、允泊、氣象塔、東平；5～10 km范圍內(nèi)1個(gè)子站，為平堤水庫；10～20 km范圍內(nèi)2個(gè)子站，分別為那琴小學(xué)和新洲中學(xué)；粵西分部子站距離陽江核電站約35 km，位于陽江市區(qū)；海陵島子站距離陽江核電站約43 km，位于旅游區(qū)，處于陽江核電站主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。

1.2 監(jiān)測系統(tǒng)

各子站均配有S131-110-ER000C型高壓電離室，儀器每秒一個(gè)讀數(shù)，設(shè)置60 s出一個(gè)均值，所有子站全年數(shù)據(jù)獲取率均大于99%。技術(shù)參數(shù)如下：

(1) γ空氣吸收劑量率測量范圍：10 nGy/h～1 Gy/h；

(2) 能量響應(yīng)范圍：60 keV～10 MeV；

(3) 測量精度：<3%；

(4) 響應(yīng)時(shí)間：<10 s；

(5) 角響應(yīng)：<2%(全角響應(yīng))；

(6) 自角本底：<10 nGy/h；

(7) 系統(tǒng)固有誤差：≤±5%；

(8) 零點(diǎn)漂移：<0.5 μR/h；

(9) 增益漂移：<讀數(shù)的1%；

(10) 鋼球內(nèi)沖高壓：30 PSI；

(11) 操作溫度、濕度：-45 ℃～+55 ℃，RH≤95%；

(12) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：記錄間隔，1 s～9 h；存儲(chǔ)能力，20 000數(shù)據(jù)點(diǎn)；歸檔時(shí)間，5.5 h～20.5 a；

(13) 串口通訊(選購件)：3個(gè)RS232口(可轉(zhuǎn)換USB)，兼容許多外接無線裝置、撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器。

2 質(zhì)量控制措施

γ空氣吸收劑量率連續(xù)監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)是全球第一個(gè)采用高氣壓電離室技術(shù)的在線輻射監(jiān)測設(shè)備，這是一套無人值守全自動(dòng)環(huán)境γ輻射監(jiān)測系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著對(duì)陽江核電站環(huán)境輻射的常規(guī)監(jiān)測和核電站事故狀態(tài)下的應(yīng)急監(jiān)測重任。

圖1 陽江核電監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)子站分布圖

到現(xiàn)場檢定各個(gè)子站的高壓電離室難度大，又無法將儀器送到計(jì)量院檢定。為更好的管理核電廠監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測子站，為了保證數(shù)據(jù)獲取率大于99%，保證系統(tǒng)運(yùn)行過程中γ劑量率、γ能譜及氣象監(jiān)測設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，粵西分部定期對(duì)自動(dòng)站進(jìn)行巡檢，采取了以下質(zhì)量控制措施。

2.1 子站的維護(hù)管理

2.1.1月度巡查

正常情況下，每月至少對(duì)各監(jiān)測子站巡檢1次，巡檢內(nèi)容包括：

(1) 子站外觀：檢查站房、機(jī)柜、安裝支架等設(shè)備外層漆是否完好，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漆；檢查所有設(shè)備安裝支架是否松動(dòng)和傾斜，所有鉸鏈和鎖是否正常；對(duì)站房、機(jī)柜內(nèi)進(jìn)行清潔，對(duì)所有設(shè)備上的灰塵進(jìn)行清掃(干濕沉降采集器內(nèi)的灰塵除外)；對(duì)子站內(nèi)和專有道路的雜草、雜物、積水等進(jìn)行清掃，保持子站內(nèi)部和專有道路的干凈、整潔。每個(gè)站點(diǎn)的外部供電配電箱是否銹蝕、漏水，配電箱內(nèi)空氣開關(guān)、防雷模塊是否在正常工作位置；圍欄鑰匙、門窗鑰匙、設(shè)備機(jī)柜鑰匙等鎖具是否能靈活開啟。

(2) 子站儀器設(shè)備：檢查輻射監(jiān)測儀器(包括NaI譜儀和γ劑量率監(jiān)測儀)、氣象設(shè)備(包括雨量計(jì)、風(fēng)速風(fēng)向儀等)是否完好，是否正常運(yùn)行，并清除雨量計(jì)內(nèi)雜物；檢查站房、機(jī)柜內(nèi)溫度是否正常；根據(jù)現(xiàn)場顯示器查看通訊是否正常運(yùn)行；檢查系統(tǒng)供電情況，檢查蓄電池是否漏液，如漏液應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理并及時(shí)更換蓄電池。

2.1.2年度巡查

巡查頻次為1次/年。對(duì)蓄電池進(jìn)行完全充放電，并視蓄電池使用情況進(jìn)行更換。

2.1.3特殊情況下子站維護(hù)

雷雨、強(qiáng)風(fēng)到來之前，巡檢人員應(yīng)提前安排到各站點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備加固等檢查工作。雷雨、強(qiáng)風(fēng)天氣期間，值班人員必須在崗密切關(guān)注各子站的運(yùn)行情況。雷雨、強(qiáng)風(fēng)天氣后，巡檢人員立即對(duì)各監(jiān)測子站進(jìn)行全面檢查。巡檢結(jié)束后，填寫《陽江核電廠監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測子站定期巡查表》并存檔。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)立即開展原因排查，及時(shí)排除故障。

2.2 傳遞儀器檢定和比對(duì)

2.2.1計(jì)量院檢定

傳遞儀器為存放于粵西分部的同型號(hào)高壓電離室S131-110-ER000C，按時(shí)送往廣東省輻射計(jì)量檢定站，并按照粵西分部內(nèi)部制定的質(zhì)量控制計(jì)劃進(jìn)行期間核查，定時(shí)在穩(wěn)定的輻射場中測量并繪制質(zhì)控圖，以保證傳遞儀器的穩(wěn)定有效。

粵西分部內(nèi)部質(zhì)量控制計(jì)劃：6月15日，采用同類型儀器在自動(dòng)站現(xiàn)場比對(duì)測量；采用檢查源對(duì)儀器的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查；進(jìn)行儀器比對(duì)和人員比對(duì)。

表1為傳遞儀器穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果。由表1可見，測量值與均值的相對(duì)偏差均在3%以內(nèi)，說明傳遞儀器穩(wěn)定性良好。

2.2.2比對(duì)測量

粵西分部每季度將傳遞儀器S131-110-ER000C型高壓電離室與子站待檢高壓電離室放在同一地點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)測量，各自同時(shí)讀出10個(gè)測量值(每1 min讀一次)。判斷合格的標(biāo)準(zhǔn)為：變異系數(shù)，±10%；相對(duì)誤差，±10%。

2014—2017年新洲中學(xué)子站與傳遞儀器比對(duì)結(jié)果列于表2。由表2可見，γ劑量率連續(xù)監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行4年來變異系數(shù)及相對(duì)誤差均小于±10%，證明新洲中學(xué)子站的高壓電離室較穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可直接上報(bào)。

表1 S131-110-ER000C傳遞儀器穩(wěn)定性檢定結(jié)果

表2 2014—2017年傳遞儀器與新洲中學(xué)子站高壓電離室比對(duì)結(jié)果[1～4]

2.3 工作源檢查

為檢測γ空氣吸收劑量率連續(xù)監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)高壓電離室的長期穩(wěn)定性，每月將一枚固定的放射源置于高壓電離室固定位置進(jìn)行測量，記錄儀器10次讀數(shù)，分別計(jì)算出儀器放源和不放源時(shí)讀數(shù)平均值及兩者差值。該差值為儀器對(duì)工作源的凈響應(yīng)值。繪制質(zhì)控圖，通過質(zhì)控圖判斷儀器工作是否穩(wěn)定。

源放置位置固定，位于高壓電離室頂部中心，人為繪制一個(gè)圓形，為放射源放置位置，與放射源大小一致，放射源側(cè)面標(biāo)有箭頭，放置時(shí)與高壓電離室頂部箭頭相連，即可保證放射源位置及朝向固定。

放射源為天然礦渣，半衰期長，并未送往計(jì)量院確定準(zhǔn)確活度，質(zhì)控時(shí)以儀器測值是否穩(wěn)定為判斷標(biāo)準(zhǔn)。2015—2017年氣象塔子站放源測試結(jié)果列于表3。圖2為氣象塔子站放源測試質(zhì)控圖。

由表3、圖2可見，所有放源測試值均在3倍標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)，說明氣象塔子站儀器狀態(tài)穩(wěn)定。

表3 2015—2017年氣象塔子站放源測試結(jié)果[2～4]

圖2 2015—2017年氣象塔放源測試質(zhì)控圖

3 監(jiān)測結(jié)果分析

2014—2017年陽江核電站外圍γ空氣吸收劑量率連續(xù)監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)4年來的年均值列于表4。由表4可見，除東平和粵西分部這兩個(gè)點(diǎn)外，另外7個(gè)子站的γ空氣吸收劑量率年均值相對(duì)偏差均在3%以內(nèi)。東平子站和粵西分部子站數(shù)據(jù)相對(duì)偏差大于3%的原因?yàn)樽诱局車h(huán)境發(fā)生了變化?；浳鞣植空?014年位于一座4層樓高的樓頂，基面為水泥，周圍均為建筑材料，2015年遷至地面，周圍開闊，基面為草地，地表因此2015年以后的數(shù)據(jù)較 2014年低10 nGy/h。東平站位于樓頂，2014年該站附近較空曠，2015年周圍建起了新的且高于該站的建筑，周圍建筑材料的增加造成劑量率的增大。

通過對(duì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析，說明采取的質(zhì)量控制系列措施能夠保正結(jié)果的可靠性。

4 小結(jié)

(1) 2014—2017年陽江核電站運(yùn)行4年來未對(duì)周圍50 km范圍內(nèi)γ空氣吸收劑量率造成可察覺的影響。

(2) S131-110-ER000C型高壓電離室能夠較好的完成環(huán)境中空氣吸收劑量率監(jiān)測，儀器穩(wěn)定性滿足要求。

(3) 已檢定且通過質(zhì)控措施證明處于正常穩(wěn)定狀態(tài)的儀器來傳遞檢定系數(shù)，能較好的解決固定在子站的高壓電離室檢定難的問題，使得子站的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度及量值溯源性得到初步保障。

(4) 每月進(jìn)行放源測試，并繪制質(zhì)控圖，通過歷史數(shù)據(jù)的積累，可檢驗(yàn)儀器是否處于長期穩(wěn)定狀態(tài)。

(5) 當(dāng)高壓電離室數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，可通過放源測試判斷是儀器故障還是環(huán)境劑量率升高。

表4 2014—2017年陽江核電站外圍γ空氣吸收劑量率年均值