標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)
——EPD 連續(xù)監(jiān)測(cè)操作方法

牛朝輝，侯明軍

（三門(mén)核電有限公司，浙江臺(tái)州 317112）

0 引言

標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)（Standard Radiation Monitoring Program，SRMP）作為美國(guó)電力科學(xué)研究院（Electric Power Research Institute，EPRI）贊助的一項(xiàng)致力于提高核電廠可靠性和可用性項(xiàng)目的一部分，于1978 年首次實(shí)施，其目的在于提供一個(gè)有意義的、一致且系統(tǒng)的劑量率測(cè)量方法，以便與其他電廠進(jìn)行比較，并確定有助于控制輻射場(chǎng)的工廠設(shè)計(jì)特征、材料選擇和運(yùn)行技術(shù)。

SRMP 使用3 種不同的方法監(jiān)測(cè)電廠的輻射水平，包括接觸劑量率、電子劑量和Gamma 譜分析。電子劑量的常用方法是在監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置固定屏蔽的在線輻射劑量率監(jiān)測(cè)儀表，接入電站輻射防護(hù)管理軟件，實(shí)時(shí)地觀測(cè)個(gè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的劑量率變化。受限于成本、現(xiàn)場(chǎng)條件和實(shí)施周期等因素限制，部分電廠無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)使用此方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)。

電子式個(gè)人劑量計(jì)（Electronic Personal Dosimeters，EPD）是核電廠或其他核設(shè)施及核技術(shù)利用單位，用來(lái)監(jiān)測(cè)工作人員所接受輻射劑量的電子儀表，具有體積小、功耗低、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)通常在核電廠大修停堆時(shí)實(shí)施，在預(yù)設(shè)的點(diǎn)位進(jìn)行輻射測(cè)量并收集數(shù)據(jù)，電廠的大修通常持續(xù)20～50 d（根據(jù)檢修項(xiàng)目差異），因此使用EPD 在監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)作為電子劑量監(jiān)測(cè)手段成為現(xiàn)實(shí)且簡(jiǎn)便易行的選擇。

1 確定監(jiān)測(cè)位置

美國(guó)電力科學(xué)研究院針對(duì)通用壓水堆核電站的標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)程序設(shè)置了如表1 所示的電子劑量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，并對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)要求進(jìn)行了說(shuō)明。

說(shuō)明主要有以下4 個(gè)部分：

（1）對(duì)于使用電子劑量計(jì)進(jìn)行接觸劑量率測(cè)量，理想的情況是在屏蔽下安裝電子劑量計(jì)。需要標(biāo)注電子劑量計(jì)的安裝位置是在屏蔽之下或之上。

（2）電子劑量計(jì)應(yīng)該盡可能早的安裝，并監(jiān)測(cè)盡可能長(zhǎng)的時(shí)間。在適用的情況下，應(yīng)在氧化運(yùn)行（例如，在冷卻劑中添加過(guò)氧化氫或其他氧化措施）前安裝。安全殼外安裝的電子劑量計(jì)應(yīng)該至少保留到反應(yīng)堆啟動(dòng)兩周后，如果可能，推薦在整個(gè)運(yùn)行周期保留以進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。收集此數(shù)據(jù)的目的是監(jiān)測(cè)劑量率隨時(shí)間和電廠運(yùn)行進(jìn)程的變化。

（3）涉及到余熱排出系統(tǒng)（如系統(tǒng)沖洗或?qū)⑾到y(tǒng)投運(yùn)）的電子劑量計(jì)應(yīng)該在反應(yīng)堆停堆前安裝，并至少保留到反應(yīng)堆啟動(dòng)兩周后。推薦在整個(gè)運(yùn)行周期保留以進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。收集此數(shù)據(jù)的目的是監(jiān)測(cè)劑量率隨時(shí)間的變化。

（4）數(shù)據(jù)收集類(lèi)型說(shuō)明。

要求：必須進(jìn)行此監(jiān)測(cè)。

高度推薦：強(qiáng)烈建議進(jìn)行此監(jiān)測(cè)，此監(jiān)測(cè)被認(rèn)為是“最佳實(shí)踐”，但在人員安全、低可達(dá)性或?qū)LARA（As Low As Reasonably Achievable，盡可能的低劑量原則）造成重大影響的情況下，可以跳過(guò)。

推薦：建議進(jìn)行此監(jiān)測(cè)，但在人員安全、低可達(dá)性或?qū)LARA造成重大影響的情況下，可以跳過(guò)。

可選：可能需要此監(jiān)測(cè)。該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于有特定劑量問(wèn)題的電站特別有用。

2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇和標(biāo)記

現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)位的選擇需遵循一個(gè)原則，確保選取點(diǎn)位其輻射水平是由于計(jì)劃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管道或部件造成的，而不是被同區(qū)域相鄰管道運(yùn)行或腐蝕產(chǎn)物沉積富集（如閥門(mén)）造成的?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)待監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)嵤┚?xì)的輻射調(diào)查，確定輻射源和本底輻射水平，使這種外部源項(xiàng)的影響最小化。

標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇基于以下標(biāo)準(zhǔn)：①這個(gè)位置應(yīng)代表堆外腐蝕產(chǎn)物層源項(xiàng)并反映這些表面源項(xiàng)的特征；②不同電站和不同回路點(diǎn)位選擇應(yīng)一致，以便于進(jìn)行不同電站間輻射水平的比對(duì)和積累；③監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)于電站人員應(yīng)具有良好的可達(dá)性；④應(yīng)限制調(diào)查點(diǎn)位總量來(lái)確保執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)人員接受的輻射照射相對(duì)較低。

推薦的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選擇流程如下：

（1）根據(jù)表1 描述選擇大致的位置。

（2）測(cè)量潛在位置附近的管道和閥門(mén)，以識(shí)別哪些存在放射性液體和（或）潛在腐蝕產(chǎn)物沉積。潛在的輻射產(chǎn)物沉積位置總結(jié)如下：①排水管；②穩(wěn)壓器波動(dòng)管；③穩(wěn)壓器噴淋管；④取樣管；⑤回路截止閥；⑥止回閥；⑦回路排水閥；⑧下泄管線；⑨任何管道的低點(diǎn)。

（3）通過(guò)對(duì)潛在位置不同距離和方向的本底源輻射調(diào)查，估計(jì)附近有影響管道/閥門(mén)造成的總劑量率貢獻(xiàn)。

（4）將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選擇在此種本底源影響最小的位置并布置識(shí)別牌。

圖1 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)點(diǎn)位標(biāo)識(shí)牌的示意圖。建議使用鋼制標(biāo)識(shí)牌，使用鉚釘將標(biāo)識(shí)牌固定在管道保溫層外面。可能存在部分點(diǎn)位非?？扇〉珔s不便到達(dá)安裝標(biāo)識(shí)牌，這種情況下需要對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行調(diào)整。如果出現(xiàn)了這種情況，應(yīng)該在調(diào)查表中進(jìn)行備注。

3 EPD 的配置和標(biāo)記

布置EPD 的目的是用來(lái)在整個(gè)大修周期（對(duì)于余熱排出系統(tǒng)，時(shí)間還包括大修前一周和后兩周）內(nèi)監(jiān)測(cè)設(shè)定點(diǎn)位的劑量率水平。

表1 標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)——電子劑量測(cè)量點(diǎn)描述

有3 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要特別注意：

（1）設(shè)定的EPD 獲取并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的頻率可以記錄現(xiàn)場(chǎng)工況變化時(shí)的劑量率變化。例如在整個(gè)大修階段，建議的EPD 數(shù)據(jù)記錄頻率最低為每1 h 一次，建議為每10 min一次（在氧化運(yùn)行階段劑量率會(huì)快速變化）。

（2）確保EPD 電量充足。通常情況下機(jī)組大修持續(xù)20～50 d，建議在監(jiān)測(cè)前更換EPD 電池。

（3）EPD 標(biāo)記和記錄。規(guī)劃好的點(diǎn)位，預(yù)分配對(duì)應(yīng)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)用的EPD，并進(jìn)行記錄和標(biāo)記，方便現(xiàn)場(chǎng)快速部署。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)點(diǎn)位標(biāo)牌

4 EPD 的現(xiàn)場(chǎng)布置

可選的方法通常有兩種：

（1）推薦對(duì)各個(gè)點(diǎn)位定制屏蔽支架，將EPD 放置在屏蔽內(nèi)，這可以有效的屏蔽臨近輻射場(chǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)的干擾。受限于現(xiàn)場(chǎng)的空間和環(huán)境，部分點(diǎn)位可能無(wú)法使用此方法。

（2）使用膠帶或綁扎帶固定。部分管道溫度相對(duì)較高，建議使用耐高溫膠帶和金屬綁扎帶。

對(duì)于安全殼外布置的EPD，建議在停堆前一周布置到位，并持續(xù)到啟堆后兩周再拆除。安全殼內(nèi)建議機(jī)組熱停堆后布置，在安全殼關(guān)閉前拆除。這樣做的目的是使獲取的數(shù)據(jù)覆蓋盡可能多的電廠運(yùn)行工況。

5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及處理

拆除EPD 后，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集統(tǒng)計(jì)。針對(duì)不同的系統(tǒng)，建議同電廠運(yùn)行人員及化學(xué)人員確認(rèn)對(duì)應(yīng)時(shí)間段的工況和參數(shù)變化，制作時(shí)間—?jiǎng)┝柯是€圖，并在圖上標(biāo)注出重要的工況和參數(shù)變化節(jié)點(diǎn)，從而直觀地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工況和參數(shù)對(duì)輻射水平的影響。

6 總結(jié)

使用電子劑量計(jì)連續(xù)監(jiān)測(cè)作為標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)中電子劑量的手段，具有低成本、環(huán)境適應(yīng)性廣、可快速部署等優(yōu)點(diǎn)，可以在電廠部署在線電子劑量監(jiān)測(cè)手段前提供相似的效果。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(cè)，可以對(duì)影響電廠輻射水平的工況和參數(shù)有更清晰的理解和認(rèn)識(shí)，進(jìn)而識(shí)別出那些有助于改進(jìn)電廠輻射場(chǎng)控制的因素，如電站設(shè)計(jì)、材料選擇和運(yùn)行技術(shù)手段，從而達(dá)到更高ALARA 的目標(biāo)。