袁微微 郭亞平 劉躍東 梅星 侯文臻 陳心潤(rùn) 宋英明

摘 ? 要：核電廠運(yùn)行和維修時(shí)產(chǎn)生的放射性輕微污染物料需要解控。為保障未來(lái)清潔解控工作順利實(shí)施，提高清潔解控工作的質(zhì)量和效率，調(diào)研闡述了核電廠清潔解控物料類(lèi)型、解控限值及解控方法，對(duì)已有核電廠輕微污染物料清潔解控流程和實(shí)施步驟進(jìn)行了梳理分析，從便于實(shí)施解控的角度提出了清潔解控標(biāo)準(zhǔn)流程優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：輕微污染物料 ?清潔解控 ?標(biāo)準(zhǔn)化流程

中圖分類(lèi)號(hào)：TL94 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（a）-0083-03

Abstract： Light pollutants produced during operation and maintenance of nuclear power plants need to be decontrolled. In order to ensure the smooth implementation of clean and decontrol work in the future and improve the quality and efficiency of clean and decontrol work， the types of clean and decontrol materials， the limits of decontrol and the methods of decontrol in nuclear power plants are investigated and expounded. The clean and decontrol process and implementation steps of light pollutant materials in existing nuclear power plants are analyzed. The optimization suggestions of clean and decontrol standard process are put forward from the point of view of facilitating the implementation of decontrol.

Key Words： Light pollutants; Clean and decontrol; Standardization process

核電廠運(yùn)行和維修時(shí)將會(huì)有各種類(lèi)型廢物產(chǎn)生，其中一些廢物是含有低放射性的輕微污染物料，若當(dāng)作放射性廢物來(lái)對(duì)待，不符合經(jīng)濟(jì)效益和廢物最少化要求。這些廢物目前均在核電廠內(nèi)暫存待處理，占用了固體廢物暫存庫(kù)大量?jī)?chǔ)存空間[1]。

本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外核電廠輕微污染物料清潔解控現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，闡述了核電廠清潔解控物料類(lèi)型、解控限值及解控方法，對(duì)已有的核電廠輕微污染物料清潔解控流程和實(shí)施步驟進(jìn)行了分析，在可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化方面提出了優(yōu)化建議。

1 ?核電廠輕微污染物料清潔解控概述

1.1 可清潔解控物料

根據(jù)國(guó)內(nèi)二代加改進(jìn)型核電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，潛在可清潔解控廢物主要包括如下幾類(lèi)[2]：

（1）蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)（APG）的廢樹(shù)脂。

由于APG系統(tǒng)一般僅受到輕微放射性污染，該系統(tǒng)的廢樹(shù)脂有清潔解控的潛在可能。例如在秦山第二核電廠用便攜式儀表測(cè)量APG樹(shù)脂的表面劑量率，當(dāng)劑量率低于便攜式儀表的下限0.4?Sv/h時(shí)，將APG樹(shù)脂裝入200L鋼桶儲(chǔ)存，等待清潔解控。

（2）部分放射性廢油。

根據(jù)秦山核電二期工程2009和2010年的放射性廢油取樣分析結(jié)果，大部分放射性廢油活度濃度低于0.l Bq/mL，有清潔解控的潛在可能。

（3）部分雜項(xiàng)干廢物。

根據(jù)核電站的放射性雜項(xiàng)干廢物組成，占較大比例的可壓實(shí)廢物都用初級(jí)壓實(shí)機(jī)進(jìn)行了壓實(shí)，200L鋼桶表面劑量率低于l?Sv/h的約占10%，預(yù)計(jì)這些廢物在壓實(shí)前（約50L塑料袋裝）表面劑量率低于0.5?Sv/h，有直接清潔解控或儲(chǔ)存衰變后清潔解控的潛在可能。

（4）通風(fēng)系統(tǒng)的預(yù)過(guò)濾器芯。

根據(jù)國(guó)內(nèi)核電廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的預(yù)過(guò)濾器、高效過(guò)濾器和碘過(guò)濾器的表面劑量率為0.2～10?Sv/h，有清潔解控的潛在可能。碘吸附器能夠吸附壽命較短的131I等核素，進(jìn)行儲(chǔ)存衰變后，放射性水平會(huì)有較大幅度的降低。

（5）廢金屬部件。

大部分廢棄的金屬部件在沒(méi)有被活化，只受到表面污染的前提下，表面光滑或涂有保護(hù)漆，易于通過(guò)熔融方法去污。去污后，表面污染水平和放射性活度會(huì)有大幅度降低，能夠達(dá)到清潔解控水平。

（6）被輕微污染的勞保用品，如工器具、工作安全鞋、工作服、手套、塑料。

1.2 清潔解控限值

清潔解控限值指必須遵守的、國(guó)家審管部門(mén)有關(guān)解控活動(dòng)規(guī)定的劑量限制。通過(guò)照射情景、照射途徑、計(jì)算模式進(jìn)行計(jì)算和總結(jié)后，關(guān)鍵照射途徑所致的最大劑量不得超過(guò)個(gè)人劑量（10?Sv/a）和集體劑量（1人·Sv）的限值。為了方便測(cè)量通常以放射性濃度值（Bq/g）或表面污染水平（Bq/cm2）的形式，給出豁免水平/清潔解控水平。

IAEA在安全系列報(bào)告中提出包括天然和人工核素在內(nèi)的一組以活度濃度表示的解控水平值，對(duì)含多種放射性核素的放射性物料提出了解控指數(shù)CI的概念[3]，即：

（1）

其中，Ai、Li分別為物料中核素的活度濃度及其解控水平。如果CI<1，則物料解控。

1.3 清潔解控方法

（1）測(cè)量后直接解控。

對(duì)于檢測(cè)后滿(mǎn)足清潔解控要求的廢物直接允予清潔解控。

該方法適用于受到輕微放射性污染或潛在受到放射性污染的廢物，例如APG廢樹(shù)脂、APG廢濾芯、部分通風(fēng)過(guò)濾器芯、放射性廢油、雜項(xiàng)干廢物等。

（2）儲(chǔ)存衰變后解控。

對(duì)于不滿(mǎn)足解控要求但十分接近清潔解控水平，且在衰變一定年限后能滿(mǎn)足清潔解控水平的廢物，送到放射性固體廢物暫存庫(kù)中進(jìn)行貯存衰變。

該方法適用于短壽命核素占較大比例的廢物，例如碘過(guò)濾器等，此類(lèi)廢物應(yīng)儲(chǔ)存在廢物暫存庫(kù)的專(zhuān)門(mén)區(qū)域中，儲(chǔ)存衰變一定年限后再進(jìn)行測(cè)量和解控。

（3）去污后解控。

對(duì)于易去污的金屬部件等，經(jīng)過(guò)去污后能滿(mǎn)足清潔解控水平的廢物，送到放射性機(jī)修和去污車(chē)間去污。

該方法適用易去污的金屬部件等廢物，例如檢修更換下來(lái)的機(jī)械部件，此類(lèi)廢物應(yīng)根據(jù)被沾污的情況和特性，采用適當(dāng)?shù)娜ノ鄞胧┖?，將去污后達(dá)到清潔解控水平的廢物進(jìn)行解控。

2 ?核電廠輕微污染物料清潔解控流程

目前的清潔解控流程包括源項(xiàng)調(diào)查分析、確定解控限值或?qū)С鱿拗?、輻射水平檢測(cè)內(nèi)容設(shè)計(jì)（包括核素測(cè)量、檢測(cè)方法的選擇、取樣方案制定等）、解控實(shí)施（包括解控評(píng)估、解控判定等）等步驟[4]。

2.1 源項(xiàng)調(diào)查分析

（1）物料的來(lái)源：如服役期間的一、二回路放射性水平、蒸汽發(fā)生器泄漏量、廢物產(chǎn)生區(qū)域設(shè)備的輻射監(jiān)測(cè)情況、可能的主要放射性核素種類(lèi)等，描述廢物來(lái)源于哪種堆型，哪個(gè)回路或系統(tǒng)，該場(chǎng)所的本底水平，產(chǎn)生的階段。

（2）材質(zhì)特性：描述物料的材質(zhì)類(lèi)型，如混凝土、金屬、塑料、紙張或橡膠等。材質(zhì)不同，物料的測(cè)量?jī)?nèi)容及方法也不相同。

（3）廢物量：明確污染物料的數(shù)量及重量。

（4）物料的污染特性：污染種類(lèi)，表面污染、體污染及活化;主要放射性核素類(lèi)型;污染深度，活度濃度水平。

（5）物料的輻射特性：如α、β、γ核素污染。

（6）物料儲(chǔ)存時(shí)間：一般來(lái)說(shuō)需將物料先儲(chǔ)存一年以上，去除半衰期小于30d的短半衰期核素造成的影響。

（7）電廠的相關(guān)運(yùn)行歷史及事件：①正常運(yùn)行工況，核電廠在規(guī)定的運(yùn)行限值和條件范圍內(nèi)的運(yùn)行;②其他工況（包括缺失運(yùn)行記錄），包括預(yù)計(jì)運(yùn)行事件和事故工況以及運(yùn)行記錄缺失的情況。

2.2 輻射水平檢測(cè)內(nèi)容設(shè)計(jì)

（1）檢測(cè)方法的選擇。

根據(jù)源項(xiàng)分析結(jié)果（污染特性，輻射特性），對(duì)輻射水平檢測(cè)方法進(jìn)行選擇。依據(jù)GB 17947-2008確定輻射檢測(cè)儀器的方法。

檢測(cè)方法有表面污染測(cè)量、活動(dòng)濃度測(cè)量和表面劑量率測(cè)量三種。

（2）檢測(cè)儀器的選擇。

選擇檢測(cè)儀器，主要取決于所選檢測(cè)方法，方法共分三類(lèi)：表面掃測(cè)、體積測(cè)量和采樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析。依據(jù)GB 17947-2008確定輻射檢測(cè)儀器的性能及特性要求。

（3）分類(lèi)收集、暫存。

按照污染程度，將待解控其分為兩類(lèi)：Ⅰ類(lèi)（污染水平<污染控制水平）和Ⅱ類(lèi)（污染水平>污染控制水平）。污染控制水平參考GB 18871-2002，若污染水平<污染控制水平，經(jīng)審管部門(mén)同意后，可直接實(shí)施解控。

（4）預(yù)處理。

選定電廠控制區(qū)內(nèi)的某一個(gè)開(kāi)闊空間，建立物料拆除、解體等預(yù)處理的工作區(qū)域，依據(jù)先Ⅰ類(lèi)，后Ⅱ類(lèi)的原則，逐批次分步進(jìn)行預(yù)處理：物料的整體拆卸、分開(kāi)收集，表面清潔平整使其適合測(cè)量操作等。

（5）輻射水平檢測(cè)。

輻射水平檢測(cè)涉及一系列過(guò)程，具體過(guò)程分為以下兩種：

①表面污染測(cè)量或表面劑量率測(cè)量

某些物料需先進(jìn)行表面污染測(cè)量或表面劑量率測(cè)量（如金屬框架），再進(jìn)行抽檢評(píng)估（即采樣分析），過(guò)程如下：

對(duì)經(jīng)過(guò)分類(lèi)收集及預(yù)處理的物料，進(jìn)行分組或分批次測(cè)量。選擇檢測(cè)方法及檢測(cè)儀器，對(duì)物料進(jìn)行檢測(cè)，記錄物料的表面污染值或表面劑量率值的平均值和熱點(diǎn)值。對(duì)滿(mǎn)足解控要求的進(jìn)行抽檢評(píng)估，對(duì)不滿(mǎn)足解控要求的，實(shí)施去污、儲(chǔ)存或分揀后再測(cè)量，若依舊無(wú)法滿(mǎn)足解控要求，則作放射性廢物儲(chǔ)存或處置。

②采樣及主要放射性污染核素活度濃度測(cè)量

某些物料不需要先進(jìn)行表面污染測(cè)量（如APG樹(shù)脂），直接進(jìn)行采樣分析來(lái)得到主要放射性污染核素活度，采樣要求如下：

對(duì)（數(shù)量少）小的物體，可進(jìn)行全部測(cè)量;對(duì)大的物體（數(shù)量多或體積大），采集的樣品量應(yīng)具有足夠的統(tǒng)計(jì)意義，應(yīng)至少滿(mǎn)足95%的置信水平要求。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了樣品代表性的評(píng)估計(jì)算方法，參見(jiàn)公式（2）：

（2）

式中，S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差;n為要求最少樣品數(shù);X為n個(gè)樣品測(cè)量平均值。根據(jù)樣品本身特性的不同，樣品采集時(shí)可采用科學(xué)的采樣布點(diǎn)方法，對(duì)樣品的采集量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.3 解控實(shí)施

（1）解控判定條件。

按批次（包括若干抽樣單位），當(dāng)抽樣單位所有樣品的主要放射性污染核素活度濃度，滿(mǎn)足公式（1）時(shí)，則待解控物料可以進(jìn)行解控;

如在抽樣單位中有一個(gè)樣品不滿(mǎn)足公式（1），需增大抽樣單位的取樣個(gè)數(shù)至原來(lái)的多倍（待數(shù)據(jù)積累充分后，倍數(shù)可作相應(yīng)增減），如多倍樣品的主要放射性污染核素活度濃度，全部滿(mǎn)足公式（1）時(shí)，則待解控物料（剔除超標(biāo)樣品）予以解控。

（2）不予解控判定條件。

按批次（包括若干抽樣單位），當(dāng)抽取單位所有樣品的主要放射性污染核素活度濃度，如有二個(gè)或以上樣品不滿(mǎn)足公式（1）時(shí)，則待解控物料不予解控;

如在抽樣單位中有一個(gè)樣品不滿(mǎn)足公式（1），需增大抽取單位的取樣個(gè)數(shù)至原來(lái)的多倍（待數(shù)據(jù)積累充分后，倍數(shù)可作相應(yīng)增減），如多倍樣品的主要放射性污染核素活度濃度，其中一個(gè)樣品不滿(mǎn)足公式（1）時(shí)，則待解控物料不予解控。

當(dāng)所有檢測(cè)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足判定條件時(shí)，才能做出解控判定結(jié)果。

3 ?清潔解控標(biāo)準(zhǔn)流程優(yōu)化建議

3.1 清潔解控流程標(biāo)準(zhǔn)化

為了規(guī)范核電廠輕微污染物料清潔解控操作，現(xiàn)提出建立支持和簡(jiǎn)化最終解控判定的標(biāo)準(zhǔn)化流程的建議。

（1）制定輕微污染物料清潔解控總標(biāo)準(zhǔn)化流程;

（2）同時(shí)在同樣堆型（如壓水堆），同樣源項(xiàng)，同樣工況情況下，按物項(xiàng)，一物一議，建立相應(yīng)物料的清潔解控標(biāo)準(zhǔn)化流程。

經(jīng)過(guò)環(huán)保部審批過(guò)后，各個(gè)核電站將該流程涵蓋入《放射性廢物管理大綱》內(nèi)，嚴(yán)格按照相應(yīng)流程對(duì)物料進(jìn)行清潔解控。

3.2 二次解控物料解控流程建議

為了降低清潔解控工作的花費(fèi)，提高解控工作效率與質(zhì)量，現(xiàn)提出對(duì)同一核電站、同一來(lái)源、同一工況、同一物項(xiàng)、同一廢物量的物料進(jìn)行第二次清潔解控申請(qǐng)時(shí)相關(guān)流程的簡(jiǎn)化。

（1）源項(xiàng)分析的建議。

對(duì)于已知同一來(lái)源，同一運(yùn)行狀態(tài)，同一物項(xiàng)，同一廢物量的物料（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為二次解控物料），在源項(xiàng)分析階段可以只考慮物料的儲(chǔ)存時(shí)間，因?yàn)樵谕贿\(yùn)行狀態(tài)情況下，來(lái)源于相同堆型，同一回路或系統(tǒng)的同一材質(zhì)的物料在理論上應(yīng)該具有相同的污染類(lèi)別、污染核素類(lèi)型、活度濃度水平及輻射特性。

（2）確定解控限值的建議。

對(duì)于二次解控物料，相關(guān)污染核素清潔解控水平已知，人員可能受照劑量估算理論上應(yīng)該差距不大，特定免管水平應(yīng)該一致，故可省略此步。

（3）檢測(cè)方法選擇的建議。

對(duì)于二次污染物料，由于源項(xiàng)分析結(jié)果相同（貯存時(shí)間相差不大），故檢測(cè)方法相同，可省略此步。

（4）檢測(cè)儀器選擇的建議。

儀器的選擇主要取決于檢測(cè)方法的選擇，在檢測(cè)方法不變情況下，儀器的選擇也不變。故可省略此步。

（5）輻射水平檢測(cè)的建議。

對(duì)于二次污染物料，在對(duì)物料源項(xiàng)清楚且取得經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累后，可適當(dāng)減少抽檢評(píng)估所采集的樣品數(shù)。

4 ?結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)核電廠輕微污染物料清潔解控技術(shù)和流程進(jìn)行調(diào)研，闡述了清潔解控的概念和方法，針對(duì)現(xiàn)有的核電廠輕微污染物料清潔解控流程進(jìn)行了分析，從便于實(shí)施解控的角度，在解控流程進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化方面提出了優(yōu)化建議，有利于保障未來(lái)核電廠輕微污染物料清潔解控工作順利實(shí)施，提高清潔解控工作的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

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