三門核電標準輻射監測方案

張南地

(三門核電有限公司， 浙江 臺州， 318000)

標準輻射監測(SRMP)最早是由美國電力研究協會(EPRI)于1978年發起，旨在記錄和報告EPRI成員中壓水堆在停堆期間一回路管道和蒸汽發生器下封頭的輻射劑量率。SRMP早期只收集輻射劑量率信息，包括系統和設備在機組不同運行工況下的接觸劑量率、電子式個人劑量計(EPD)監測數據、區域劑量率等。2013年，EPRI對SRMP進行了修訂，增加了核素γ譜信息的收集。通過標準化同一類型機組的測量點，以及長時間的記錄測量數據，可以從橫向(不同機組之間)和縱向(統一機組不同時間)進行數據對比分析，并可應用于運行-輻射劑量率的原因-效果分析[1]。

法國電力集團(EDF)參考SRMP制定了適合旗下機組開展的標準化輻射監測方案，并建立了輻射監測數據庫，用于收集各機組的輻射監測數據，進一步發展了SRMP[2]。

標準輻射監測已在國際上得到廣泛應用，但在國內才剛剛起步。三門核電1號機組作為全球首臺AP1000機組，目前已完成100%功率平臺小修，即將商運，2號機組也已完成50%功率平臺小修。有必要在SRMP的基礎上，結合AP1000機組自身特點，開發三門核電標準輻射監測方案，以此來監測電廠輻射場的形成及變化，并為AP1000機組輻射源項控制、材料選擇、運行控制等提供基礎數據。

1 三門核電標準輻射監測方案

結合AP1000機組自身特點[3]，并參考SRMP，制定出三門核電標準輻射監測方案。方案分為4個部分：系統接觸劑量率測量、系統電子式個人劑量計(EPD)連續監測、核素γ譜測量、區域劑量率測量。4個部分共需測量47個點位，且測量時間按照大修時間窗口，分布在10個不同的時間點(見表1)。

表1 三門核電標準輻射監測時間點

1.1 系統接觸劑量率測量

接觸劑量率測量點位及時機見表2所列。

在各計劃的時間點，按照預先制定的路線逐點測量并記錄數據，分別計算各個系統的輻射指數。先依據原始數據通過算術平均求出各個子項的輻射指數，再將各系統/設備所屬子項的輻射指數進行算術平均得出整個系統/設備的輻射指數。通過與歷史數據對比，進行差異分析，評價系統/設備的運行狀況(首次測量時，與系統/設備的輻射指數設計值進行比較)。

1.2 系統EPD連續監測

EPD連續監測點位及時機如表3所列。

應根據現場實際工作環境采用掛繩、膠帶、支架等固定EPD，EPD安裝位置盡量不要妨礙停堆以后的檢修工作。安裝完成后，測試EPD功能是否正常，發生異常時重新安裝。在計劃的時間節點拆卸EPD，通過Dosimass導出EPD歷史數據，在EXCEL上依次將相鄰兩行累積劑量數據相減，并除以時間間隔t(10 s)，得出各個時間間隔內的平均劑量率，給出劑量率隨時間變化的趨勢圖。通過分析劑量率隨時間變化趨勢，結合機組運行工況，找出劑量率發生變化的根本原因。

1.3 核素γ譜測量

核素γ譜測量點位及時機如表4所列。

合理布置測量儀器，調整探頭方向，使探頭正對管道。測量過程中需要獲取兩種譜，一種為本底譜，一種為樣品譜。本底譜測量時，需使用堵頭將探頭前端屏蔽。在探頭與管道的距離為5、10 cm兩種情況分別測量本底譜和樣品譜。當凈譜(樣品譜-本底譜)全能峰凈計數大于10 000時停止測量。測量完成后對測量圖譜進行解譜分析，得出放射性核素種類及活度，結合系統/設備，分析放射性核素來源，依據放射性核素歷史變化趨勢，評價系統運行情況。

1.4 區域劑量率測量

區域劑量率測量是指測量特定區域的周圍劑量當量率。區域劑量率測量主要為了獲得區域輻射指數，以表征廠房平均輻射水平。三門核電標準輻射監測核素γ譜測量點位及測量時間點如表5所示。

在計劃的時間點下，輻射防護人員根據各點位的位置依次進行測量并記錄各點位劑量率數據，再將各點位劑量率數據進行算術平均，得出相應區域的輻射指數。得出各區域劑量率數據后，通過與歷史數據對比，進行差異分析，評價機組運行情況。

表2 三門核電標準輻射監測接觸劑量率測量點位及測量時間點

表3 三門核電標準輻射監測EPD連續監測測量點位及測量時間點

表4 三門核電標準輻射監測核素γ譜測量點位及測量時間點

表5 三門核電標準輻射監測區域劑量率測量點位及測量時間點

(續表5)

系統名稱 位置描述 時間點 核島廠房 標高135′-3″ 區域 P40:1#SG隔間東側 1#SG隔間東側 C、D、E P41:穩壓器上部隔間西側 穩壓器上部隔間西側 C、D、E P42:換料水池南側 貫穿件區域旁換料水池南側貫穿件區域旁 C、D、E P43:2#SG隔間南側 2#SG隔間南側 C、D、E P44:2#SG隔間西側 2#SG隔間西側 C、D、E P45:2#SG隔間北側 2#SG隔間北側 C、D、E P46:換料水池北側 換料水池北側 C、D、E P47:1#SG隔間北側 1#SG隔間北側 C、D、E

2 討論

本文介紹了一套適合三門核電AP1000機組的輻射指數測量方法，為三門核電標準輻射監測工作提供導引。要做好這項工作，還需要解決以下幾個問題：

(1) 本文只是給出了輻射指數測量點的大致位置，精確到房間、管道，但并沒有精確確定測量點的具體位置，未來需將點位固定，以保證歷次測量結果具有可比性。

(2) 各個點位需有明確的測量方法，如進行區域劑量率測量時，探測器靈敏體積中心距離地面1 m，面向主要輻射源等，以保證測量結果可比性。

(3) 在正式測量之前應進行模擬測量，驗證點位是否方便測量，測量路線是否符合ALARA原則，測量過程中是否有其他因素的影響，是否存在其他沒有考慮到的情況等。根據模擬測量得出的問題對測量點、測量過程進行調整優化。

(4) 需要確定數據管理方案，確定數據的保存方式并逐步建立輻射指數數據庫，便于之后對比。

3 結束語

三門核電AP1000機組標準輻射指數測量工作對于了解機組運行、化學控制及機組輻射水平并優化機組輻射控制具有十分重要的意義。本文提出了一套適合三門核電AP1000機組的輻射指數測量方法，并希望通過后續不斷完善，能夠與更多的同類電站的測量數據進行對比、分析，達到了解機組運行、化學控制及優化機組輻射水平作用。