核電廠輻射監測設備國產化進展及方向研究

吳平韜 連杰

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

1 KRT系統的主要功能

KRT系統是與電廠運行情況直接相關的輻射防護監測系統，具有連續監測、快速響應、提供輻射安全信息反饋等特點。它執行以下四種功能：（1）對輻射風險較大的場所進行連續監測，并對控制區進行定期巡檢監測，保護電廠工作人員免受高劑量照射。（2）監測核電廠的氣相和液相流出物得污染水平，確保核電廠周圍的居民免受照射。（3）對核電廠屏障的完整性和有效性的監測，確保在屏障失效前對其進行修復，防止失效危險的發生。（4）為核電廠提供輻射監測數據，確保電廠的隔離系統和通風系統的自動安全措施能有效觸發，為工作人員和公眾的輻射安全提供保障[1]。

2 KRT系統的設備現狀

2.1 常用探測器

KRT系統常用的探測器主要包括：半導體探測器、閃爍體探測器、電離室、蓋格計數管（G-M計數管）等。電離室分為脈沖電離室和電流電離室，其中電流電離室具有能量響應好、線性范圍寬、工作壽命長等優點，應用于秦山二期核電廠KRT系統中的電離室主要是電流電離室。G-M計數管是最早和最廣泛使用的一種輻射探測器，具有靈敏度高、穩定性高、制造方便和成本低等優點，但對高能γ射線探測效率較差，且測量誤差相對較大，福清核電廠部分通道的探頭屬G-M計數管。半導體探測器包括高純鍺（HPGe）探測器和碲化鎘（CdTe）探測器，其中HPGe探測器具有能量分辨率高、線性范圍寬、體積小等優點，但性能受溫度影響大，需要液氮冷卻后使用，一般用于實驗室和各種專業場所；CdTe探測器是一種新型的半導體探測器，能在室溫下穩定工作，對環境條件適應性強，缺點是存在極化現象。閃爍體探測器主要以NaI（Tl）探測器為主，具有對γ射線探測效率高、靈敏度強、室溫下穩定工作等特點，在國內絕大多數商用核設施KRT系統中均有使用[2]。

2.2 國內KRT設備現狀

國內在KRT設備的研發上起步較晚、技術較為薄弱，暫無法為核電廠提供全套的KRT設備。國內主要的KRT研發廠商包括：西安核儀器廠、山西中輻院、中船重工719研究所等，其中西安核儀器廠和719研究所已經為國內部分商用核設施進行供貨。

3 輻射監測設備國產化的方向

3.1 建立標準體系，利用標準指引方向

我國的核電建設走的是引進、消化、吸收、自主建設的路線。從目前來看，引進工作做得非常多，但是引進后的工作則相對不足。法國在20世紀70年代初學習美國的壓水堆核電技術，根據其自身情況摸索并制定出一整套適合法國實際情況的規范標準，使其迅速成為核電技術領先的大國。我國發展核電的歷史已有30年的時間，但是我國核電建設的很多標準仍然使用國外制定的標準。當前應抓緊時間完善、規范我國核電建設的標準體系；標準的國產化是輻射監測設備乃至整個核電裝備制造業國產化的引擎。建立適合中國國情的核電建設標準能夠為輻射監測設備國產化指引方向。

3.2 加強基礎研究，為設備國產化奠基

技術性能優異的探測器、光電倍增管、放大器是制造出一套性能先進的輻射監測設備的基礎。當前我國輻射探測設備的基礎部件的生產技術、工藝明顯落后國外制造廠，而且國內大部分生產廠在基礎部件的生產、研發上投入較少，先進技術部件的生產能力日益萎縮。這種狀況造成國內生產的輻射監測設備要么在技術上與國外設備存在差距，要么設備造價較高，市場競爭力較弱[3]。如果長期依賴國外進口部件進行設備集成必然導致我國的輻射監測設備國產化有名無實，由國外供貨商壟斷設備市場變成壟斷核心部件市場；因此，制造出性能優異的關鍵部件是輻射監測設備國產化的核心，也是破解國外設備壟斷我國市場的關鍵。關鍵部件的基礎性研究是一個循序漸進、資金投入大的過程，需要長期堅持不懈的研究才能取得好的效果。

3.3 科研院所與制造商結合

從福清、方家山項目輻射監測設備招投標階段來看，國內供貨商基本上可以分為3類：科研院所、制造企業、國內代理商。略去代理商不談，目前科研院所和國內制造企業在與國外設備供貨商的競爭中均有明顯的短板。科研院所可以依托其大量的科研項目及課題，使其在技術上與國外供貨商差距不大，但是其生產經驗不足，質保體系不完善，項目管理經驗不足；制造企業由于其人才流失嚴重，很多產品技術落后，難以滿足核電業主使用需求，但是其項目經驗豐富、質保體系較為完善。基于此，走科研院所與制造企業相結合的路線是目前快速打破國外供貨商壟斷的方法[4]。通過科研院所與制造企業相結合可以快速將科研成果轉為符合核電廠實際使用要求的工業化輻射監測設備。科研院所與制造企業相結合雙方可以互取所需、取長補短，快速提高我國輻射監測設備的國產化能力。

4 結語

輻射監測設備國產化并不是盲目追求國產化率，而是通過我國輻射監測設備科研院所和制造廠為主體、用戶配合，找準目標重點突破。片面強調國產化率而不注重國產化的質量，使用技術落后于國外技術的設備，對輻射監測設備國產化沒有太多好處，反而會造成國內設備停滯不前。只有在我國自主研發創新設備與國外設備技術可以比肩的基礎上，才能逐步擴大國產化設備的供貨范圍。