核電廠射線探傷輻射安全管理優化

黃 剛 劉 杰 稂其良 柯海鵬

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

0　前言

秦山核電是中國核工業集團公司下屬的國有大型核電專業化運行管理企業。公司業務范圍涵蓋核電生產管理與相關技術服務，設備及系統的調試、維修服務，培訓服務，勞務派遣等。秦山核電當前肩負著秦山地區9臺機組的運行管理，其中秦山第二核電廠 （以下簡稱秦二廠）裝機容量為4臺65萬千瓦壓水堆核電機組，為我國第一座自主設計、自主建造、自主管理、自主運營的國產化商用核電站。

為確保核電機組的安全穩定運行，核電機組每堆年都需進行一次停堆大修，其中在役檢查是大修工作中很重要的一環。作為無損檢測的一種，射線探傷在核電廠常被用來對承壓部件和系統的完整性進行評估，以判斷它們是否能夠繼續安全運行或是有必要采取補救措施。射線探傷一般采用放射源活度為50～100Ci（居里）的移動式 γ射線裝置，這也使得射線探傷作業具有影響范圍廣，工作過程復雜等特點，尤其是在核電廠換料大修期間，射線探傷作業點多、工作量大，施工單位人員復雜，大修期間工作時間窗口緊迫，有時甚至存在同一廠房多顆探傷源、多工作組同時探傷的現象，容易發生人員清場不徹底、人員誤闖隔離邊界等情況，從而導致發生放射源事故。國內外曾發生過多起因射線探傷引起的人員意外照射案例，鑒于此，射線探傷作業一直被視為核電廠輻射安全管理的重要組成部分。

對于移動式γ探傷存在較高的高輻射風險，國家制定了相關法律法規來約束此項實踐活動，《中華人民共和國放射性污染防治法》對核技術利用單位放射性污染防治提出了原則要求,《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》對核技術利用單位提出了更加具體的管理要求，另根據γ射線探傷企業事故頻發的特點,2007年環保部發布了最新的 《關于γ射線探傷裝置的輻射安全要求》。

在國家法規的大框架下，秦二廠也制定了嚴格的管理和技術控制措施，并根據自身特點制定了一套行之有效的射線探傷輻射安全管理體系,并在實踐中不斷完善，有效降低了意外照射和超劑量照射事件的發生概率，克服了探傷隔離邊界管理等難題。由于電廠對于大修工期的控制愈發嚴格，不僅對射線探傷的計劃安排及進度提出了新挑戰，更對射線探傷作業的輻射安全管理提出了新挑戰。對此秦二廠就射線探傷作業的輻射安全管理進行了細致分析和深入研究，以期使電廠射線探傷輻射安全控制在標準化、專業化、精細化方面更上一個層次，也為同行電站提供借鑒和參考。

1　射線探傷實施過程中的主要難題

雖然已經有一系列的管理和技術措施來指導射線探傷的執行，但在實際過程中仍存在一些難以實施的射線探傷作業難題。主要集中在下面兩個方面：

（1）同廠房同時段多放射源、多工作組交叉作業

此類作業情況在近年幾次大修中體現的特別明顯。例如在秦二廠111大修臨時增加多條核輔助系統管道焊縫射線檢查，按照常規的輻射安全管控方式（即單作業點單放射源作業），將占用大量的時間窗口，延誤大修工期。但如果進行交叉作業，輻射安全將無法得到保證，并帶來極高的輻射安全風險。

（2） 放射源操作人員沒有合適操作位置、缺乏有效屏蔽保護

屏蔽安全設施是保障射線探傷工作人員輻射安全的重要設施，也是射線探傷作業的主要前提。在很多時候，因為作業現場的客觀條件限制，導致放射源操作人員沒有躲避位置，或缺少合理的輻射屏蔽體，這將為探傷工作人員的輻射安全帶來嚴重隱患。

此外還有諸如探傷隔離邊界管理等其他問題。這些問題的存在，極易導致作業過程中因輻射防護與安全設施不適當或不充分發生意外照射事故。鑒于此，我們重點分析了輻射風險與作業過程之間的聯系，采取了一系列輻射安全監督與管理改進措施。

2　輻射安全監督與管理優化

2.1　優化管控流程

核電廠大修期間真正適合于射線探傷作業的時間窗口很有限。大批量的射線探傷作業將會占用大量時間窗口和工作場地等資源，甚至會成為大修主線工作。如采用常規的輻射安全管控方式，不僅探傷計劃可能難以實現，而且常規檢修任務也可能無法安排實施，延誤工期。

針對此類情況，通過分析和研究作業對象及存在的輻射風險，秦二廠制定了交叉和多點多源射線探傷作業輻射安全管控流程，并將其固化于具體的操作指南文件中。主要管控措施具體如下：

——探傷作業期間，設置一名現場總協調人，統一指揮安排和確定工作并負責現場的安全；

——各作業組在完成布片后需報告現場總協調，在現場總協調同意后方可執行探傷作業；

——必須嚴格按照審批的作業時間和地點進行探傷作業，探傷作業期間，工作人員只能在指定的安全地點操作或待命，不能隨意在現場走動、上下樓層，確因工作需要，需事先向探傷總協調人申請匯報，待總協調人核實確定安全性來決定；

——探傷作業人員必須嚴格遵守輻射防護規定，佩戴個人劑量計，每個專業組需配備γ劑量率監測儀，作業過程中隨時關注儀表顯示數值；

——作業期間出現異常時，在確保射線探傷區域邊界控制有效的情況下立即通知主控室和輻射防護部門。

圖1　多點多源射線探傷作業邏輯圖

對于多點多放射源的射線探傷交叉作業，秦二廠制定了如圖1所示的射線探傷作業邏輯圖，用于作業期間的輻射風險控制及工期控制。

秦二廠111大修38條核輔助系統管道焊縫的射線探傷、113大修汽輪機廠房200多條焊縫射線探傷作業、405大修46條BOSS焊縫射線探傷等作業均按照上述安全管控流程執行，實現了射線探傷計劃、進度和輻射安全的有效控制。

2.2　建立經驗數據庫

在多點源射線探傷和交叉作業管控流程優化的基礎上，我們將交叉射線探傷作業的輻射監測記錄匯總成資料庫，為后續類似探傷作業提供了詳實的數據支持。表1為秦二廠111大修部分交叉射線探傷作業影響區域及輻射水平數據。

表1　秦二廠111大修部分交叉射線探傷作業影響區域及輻射水平數據

這些歷史數據對后續制定交叉射線探傷作業的輻射防護方案具有重要的借鑒參考作用,為評估射線探傷交叉作業的影響，保障人員輻射安全提供了數據支持。

2.3　圖形化隔離邊界

核電廠與其他工業場所不同，核反應堆本身就是一個巨大的源項。核電廠廠區邊界內所有區域按照放射性系統和設備的分布，以及潛在的輻射照射和污染風險的大小，分為輻射工作場所 （包括輻射控制區和輻射監督區）和非輻射工作場所。而射線探傷的作業場所又不僅限于輻射工作場所，汽輪機廠房等非輻射工作場所反倒是射線探傷的主要作業場地。

非輻射工作場所往往缺少足夠的輻射屏蔽體且隔離范圍廣，其區域隔離復雜，僅通過語言描述難以使探傷不相關人員獲得足夠的信息，存在人員誤入探傷作業區域的風險。據此，秦二廠將相對復雜的射線探傷隔離說明進行圖示化管理 (如圖2)，把隔離邊界的具體位置以及注意事項通過廠房平面圖進行標示并進行公告，不僅充分發揮了圖形語言準確度高、說明性強且傳播快速的優點，更利于作業及非作業人員對信息的準確接收、快速識別和深刻記憶，從而強化作業人員對現場隔離操作要求的精準把控和安全意識，降低人因失誤風險。射線探傷作業的隔離示意圖也是射線探傷經驗數據庫的重要組成部分。

經過多次大修的實踐和不斷優化，秦二廠已經整理收集了大量的探傷區域隔離圖，并整理編制了標準隔離方案。標準隔離方案的運用，不僅有利于隔離方案的快速實施，也有利于隔離的準確性和標準化。

圖2　汽輪機廠房0米、-7.2米射線探傷隔離示意圖

2.4　作業前開展輻射防護可行性評價

在實際作業中還常遇到作業現場缺少良好輻射屏蔽體的情況。具有良好輻射屏蔽體是射線探傷作業開展的必要條件之一，缺少足夠的屏蔽將導致放射源操作人員沒有合適操作位置且其輻射安全得不到保障，使整個工作陷入僵局。

例如在反應堆廠房38米高處進行的EAS系統八字盲板射線探傷作業，不僅作業位置高、缺乏良好的屏蔽體，而且也沒有合適的撤離路線。輻射防護部門聯合作業單位進行了現場查勘，發現只能以反應堆廠房環吊行車作為屏蔽物，但該行車的屏蔽厚度能否滿足作業要求則需進一步論證。對此，輻射防護部門依據 《工業 γ射線探傷衛生防護標準》 推薦的公式 （式1）進行理論計算，并輔以現場實時監測搖源位置的輻射水平的方式來驗證作業的可實施性。

最終計算得出行車內搖源位置理論環境劑量率為1.36mSv/h，作業人員每分鐘大約接受 23μSv的輻射劑量，結合總的射線曝光時間，其輻射風險是可以接受的，探傷作業可以實施。雖然作業過程中的實測值和最終的個人劑量數據都遠低于計算值，但是輻射防護部門的提前介入為作業的實施提供了理論基礎。

還有部分射線探傷作業現場沒有任何屏蔽物，如汽輪機廠房EH油主汽門主調門焊口射線探傷作業、主給水水箱射線探傷作業等。要確保此類作業能正常開展就必須開展輻射防護可行性評價，提前與探傷作業單位溝通進行現場查勘，了解其作業過程并依據工作場所射線探傷作業的特殊要求，評估作業風險，輔以理論計算，設計、搭設射線探傷專用屏蔽體。由于缺少成品，專用屏蔽體多依據作業場所及范圍采用雙層腳手架外加掛鉛含量為3mm的鉛皮搭設。圖3為尺寸1米×1米×1.8米的屏蔽小屋實例。專用屏蔽體的應用不僅為特殊工作場所開展的射線探傷作業創造了工作條件使其具備了實施可行性。

圖3　射線探傷屏蔽小屋

在射線探傷作業開工前進行輻射防護可行性評價有效地解決了因作業現場缺少屏蔽而導致工作不能開展的問題，使作業人員的輻射安全得到了充分保證。但是對于專用屏蔽體的搭設還需要繼續優化，以提高其屏蔽效果和適用性。

3　結束語

射線探傷是一項高輻射風險的作業，經過多年的總結和實踐，秦二廠優化了射線探傷作業的管控流程，建立了射線探傷作業輻射防護經驗數據庫，形成了一系列行之有效的射線探傷輻射安全控制文件，包括標準管理程序《射線探傷安全管理》、詳細操作指南《射線探傷輻射安全監督操作指南》以及標準隔離方案庫等標準文件。通過在多次大修中的實際應用，射線探傷輻射安全管理優化工作卓有成效地解決了換料大修期間射線探傷計劃安排和工作進度控制等方面的難題，使秦二廠射線探傷輻射安全控制在標準化、專業化、精細化方面更上一個層次，是射線探傷作業輻射安全管理的一種新思路，對核電廠輻射防護管理工作也具有重大的現實意義。

【參考文獻】

［1］中核運行保健物理二處，111大修輻射防護總結匯編，2014.

［2］中核運行保健物理二處，405大修輻射防護總結匯編，2016.

［3］GBZ132-2008，工業γ射線探傷衛生防護標準.

［4］GB18871-2002，電離輻射防護與輻射源安全基本標準.