核應急監測中輻射環境自動監測系統的應用分析

摘要：本次研究首先分析核事故帶來的影響，隨后分別介紹福建省輻射環境監督站在空氣中放射性物質的自動采樣、超大流量放射性氣溶膠采樣以及γ劑量率監測階段所采用的設備，并圍繞寧德核電站分析福建省核輻射監督監督站針對寧德核電站打造的核輻射自動監測體系，該套體系收納多種環境輻射自動監測系統，完全滿足日常實時監測以及核應急檢測階段的需求。

關鍵詞：核輻射;放射性射線;放射性監測;γ劑量率

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.096

Application analysis of radiation environment automatic monitoring system in nuclear emergency monitoring

Jiang Chun

（Fujian Provincial Radiation Environment Supervision Station， Fuzhou Fujian 350013， China）

Abstract： This study first analyzes the impact of nuclear accidents， and then introduces the equipment used by the Fujian Provincial Radiation Environmental Monitoring Station for automatic sampling of radioactive materials in the air， super-large flow radioactive aerosol sampling， and gamma dose rate monitoring. The Ningde Nuclear Power Plant was analyzed to analyze the nuclear radiation automatic monitoring system built by the Fujian Nuclear Radiation Supervision and Supervision Station for the Ningde Nuclear Power Plant. The system accommodates a variety of environmental radiation automatic monitoring systems， fully meeting the needs of daily real-time monitoring and nuclear emergency testing.

Key words： Nuclear radiation; Radioactive ray; Radioactivity monitoring; Gamma dose rate

軍用、民用核設施在為社會經濟、國家軍事提供推動力量的同時，也時刻對社會公眾的安全、環境帶來極大的風險因素，一旦出現核泄漏、核爆炸事故，大量人工放射性核素就會被釋放到大氣中，這些核素多數隸屬于惰性氣體或是放射性核素，如氪、氙、銫-137以及碘-131等，影響空氣中核輻射劑量水平的變化。核應急是治理、救援核事故的主要手段，而核應急事件下，首要任務就是短時間內準確、快速的測量出空氣中核輻射含量具體情況。本次研究主要分析監測設備在核應急監測中的應用，探究福建省輻射環境監督站在核應急監測中對各類先進監測系統的應用。

1 核事故的影響研究

核事故，也被稱為放射性事故。是超出可控范圍的放射性物質對周圍物體的照射、輻射或是電離輻射設備的照射、輻射達到確定性的劑量，從而引發人員傷亡、環境污染，并造成經濟損失。從傷害人類途徑，可將核事故分為核輻射內照射與外照射事故，核輻射內照射指空氣、水源、食品等通過人的飲食、呼吸系統以及皮膚系統進入到人體體內對人體內臟或內部組織器官直接照射造成損傷。外照射則是放射性射線從人類體外對人體進行穿透照射，對人體組織器官造成損傷。截止到2018年，我國現有各類放射源數量達到8萬枚，其中廢源數量達到2.4萬枚，超過2000枚被稱為“孤兒源”，而目前我國對放射源的管理、運輸、使用以及存儲仍舊存在諸多薄弱環節。并且，核電的大力發展，各類核設施也在建設和運行中，若對于這些核設施疏于管理可能導致重大核事故，將對社會公眾的生命財產安全造成難以估量的后果，而在這一管理體系尚未完善的背景下，充分發揮環境輻射監測系統的功效，是有效處理核應急事故的重要支撐[1]。

2 輻射環境自動監測系統在核應急監測中的應用研究

2.1 空氣中放射性物質的自動采樣

截止到2019年1月，福建省省內已經建設了2座核電站：寧德核電站和福清核電站。這兩座核電站均有4個機組已經商運發電。漳州核電和霞浦核電即將建設。在核電迅速發展的背景下，福建省的公眾對于核安全和輻射環境安全十分關注。為此，福建省輻射環境監督站采用了蘇州熱工院開發的核電廠外圍監督性監測系統實現空氣在線放射性監測，該系統隸屬于放射性監測系統的一種。福建省輻射環境監督站引入芬蘭SENYA的SnowWhiteJL150型大流量氣溶膠采樣器、法國SDEC的H3R7000型空氣氚采樣器、HAGU7000型14C采樣器以及我國的NC-AFRS型干濕沉降自動采集器，用于空氣中放射性核素的自動連續采樣。

采樣設備由于福建沿海氣候條件，需要抗鹽霧、抗霉菌：箱體外部的涂層及金屬部件具有抗鹽霧能力，箱體使用材料和工藝具備抗霉菌能力。所建的自動站站房具備防風、防雨、防雷電及保溫隔熱功能，開關電源、蓄電池組及UPS設備均符合無人值守機房使用條件規定，滿足在核應急下，應對野外極端天氣和惡劣環境，能長時間運行的要求。

2.2 空氣超大流量放射性氣溶膠在線采樣監測

當核設施發生核泄露等嚴重核事故后，探測人員、部門不僅需要明確污染類型以及放射性類型，還必須可以對事故的等級進行準確的等級定性，一般情況下，需要現場采樣在到實驗室制樣并分析來實現事故等級判斷，這一過程需投入大量人力和時間。針對該問題，福建省輻射環境監督站主要采用芬蘭SENYA生產的SnowWhiteJL-900空氣在線超大流量放射性采用器，該設備采樣流量大，可進行放射性氣溶膠、碘的快速采集。采樣具備實時顯示、采樣，并可通過遠程操作進行作業。數據可通往網絡直接傳輸到前沿站和省數據中心。在核應急事故中可做到僅需人工進行濾紙更換[2]，可盡可能避免和減少臨近核電廠站點的人員在場外應急下的放射性傷害下，進行快速的氣溶膠監測和分析。

2.3 環境γ劑量率在線監測

福建省輻射環境監督站，針對核電站外圍的輻射環境監測，采用美國GE公司的RSDetection型高氣壓電離室，該設備靈敏度較高，在探測低水平γ輻射方面有著卓越的性能，監測數據穩定、精度較高，目前在全世界范圍內廣泛應用，可實現空氣γ劑量率24h在線不間斷監測的形式對核電站外圍輻射環境進行監測，將獲取的數據作為核應急狀況處理的數據支撐，通過判斷儀設備監測中獲取的γ瞬時劑量數值變化規律來判斷核輻射環境是否出現變化，從而推斷核電站運行情況，一旦發生緊急核事故，能夠為應急決策提供有力數據支持。

自動站配備了NaI能譜儀，用于γ能譜自動探測，進行環境中γ核素的分析與識別。可實現能譜儀的自動刻度，對核素能譜實時采集，分析，自動刻度、診斷等，同時進行環境γ空氣吸收劑量率的連續監測。針對應急狀態下的特定地點的監測，配備了移動式溴化鑭環境輻射連續監測系統、移動式γ輻射連續監測系統、應急氣象監測設備各2套作為固定點連續監測系統的后備補充。

在使用階段，依據探測到的空氣在線核輻射，探測器會發出不同警報級別的信號，在使用期間，將系統γ探頭置放于探測區域室外，一旦出現核應急事故，室外布置的γ探頭監測空氣中氣溶膠粒放射性污染或地表的放射性污染超出閾值，就會立即發出警告信號或報警信號，以便于核應急事件中相關部門可以及時采取措施。在核應急事件中，依據劑量率超出閾值大小或多站點同時報警的數量來發出不同級別的警報。[3]

3 寧德核電站外圍輻射環境監督性監測實例分析

寧德核電站一期建設在福建省寧德市福鼎市秦嶼鎮北灣村，距離福鼎市市區32km，為我省第一座核電站，包括四臺百萬千瓦級別機組。依據寧德核電站實際現場情況與地理位置，以γ輻射連續監測系統的選址要求、站點布置原則，在全面調查秦嶼鎮人口分布、核電站周圍風向等因素，環繞核電站外圍16個方位角（海上無島嶼除外）建立10個自動監測子站，在寧德核電站外圍陸地區域和島嶼全面覆蓋監測網絡，每一個自動監測點配有RSS-131型高壓電離室輻射劑量率設備和NaI能譜儀，其中4個設有相應的采樣設備。其中一個站點還設有標準氣象場，內含風向風速儀、溫濕度儀、氣壓計、感雨器、雨量計、太陽總輻射和凈輻射儀。并配備了移動式連續監測系統。負責24h連續實時開展寧德核電站外圍輻射環境，其中一個站點在位于30km外的福鼎市，負責對寧德核電站后邊區域進行外圍異常情況檢測，同時在五km監測點設置SnowWhiteJL-900空氣在線超大流量放射性監測系統，負責對放射性遺核素進行采集、制樣、分析，上述三套系統設有正常模式、核應急模式，除了滿足日常核輻射環境實時監督，完全滿足應急監測期間的需求，在經歷過數次核應急監測演習中，通過設備的正常運轉都圓滿的完成了核應急監測工作，具有有效保障周邊環境、社會公眾生命財產的能力[4]。

4 結語

在福建省核電站快速發展、核電站規模不斷擴大的背景下，對福建省社會公眾生命財產安全、生態環境保護帶來壓力，為對核電站外圍輻射環境開展有效實時監測、并具備監測數據達到99%獲取率的核應急監測效率，福建省輻射環境監督站，在核電站外圍布置多個監測點，采用了RSDetection型高壓電離室輻射劑量率設備、SnowWhiteJL-900空氣在線超大流量放射性監測系統，通過監測系統的合理布置，可有效面對各種核應急事件，并有效開展24h實時監督效，為社會公眾的生命財產、環境保護提供有力護盾。

參考文獻

[1]李強，陳辛，耿成，etal.環境輻射自動監測系統在核應急監測中的應用[J].科技廣場，2017（8）：153-155.

[2]喻正偉，王瑞英，唐麗麗，etal.一種多功能新型核與輻射應急監測移動實驗室的設計[J].核電子學與探測技術，2017（12）：234.

[3]曾志，張力，馬永福，etal.全國大氣輻射環境監測網自動監測站布點研究[J].輻射防護，2014，34（6）：356-360.

[4]張瑜，楊維耿.淺議福島核事故后我國的輻射環境監測[J].環境監測管理與技術，2013（5）：12-14.

收稿日期：2019-05-23

作者簡介：江春（1980-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為輻射監測。