我國核電廠輻射本底調查的標準要求分析

黃彥君，黃東輝，上官志洪，沙向東，陳超峰

（1.蘇州熱工研究院有限公司，蘇州 215004；2.生態環境部核與輻射安全中心，北京 100082）

為了評價核電廠運行的輻射環境影響，營運單位需在機組運行前開展輻射本底調查或現狀調查。《核動力廠環境輻射防護規定》（GB 6249—2011）要求，在核動力廠廠址首臺機組首次裝料前，營運單位必須完成環境本底輻射水平的調查，至少應獲得最近兩年的調查數據；同一廠址后續建造的機組，應至少獲得最近一年的輻射環境水平現狀調查數據。2016年，《環境影響評價技術導則—核電廠環境影響報告書的格式和內容》（HJ808—2016）發布，對核電廠輻射本底調查的技術要求進行了進一步的補充，明確提出了還應在選址階段和建造階段開展至少一季度的輻射環境本底（現狀）初步調查。

GB 6249—2011和HJ 808—2016的相關要求，使得輻射本底調查的有關內容貫穿了核電廠的選址、建造和運行的各個階段。然而，這兩個標準關于輻射本底調查的要求只是原則性的，需要有進一步的技術支撐。

我國已有環境行業以及能源行業推薦性技術標準，如：《輻射環境監測技術規范》（HJ61—2021）、《核電廠環境輻射監測規定》（NB/T 20246—2013）、《核電廠環境放射性本底調查技術規范》（NB/T 20139—2012）、《核動力廠運行前輻射環境本底調查技術規范》（HJ 969—2018）等。這些標準之間存在較多不協調和不統一的情況，在用這些標準指導核電廠本底（現狀）調查工作時造成很多困擾，不利于我國核電廠輻射本底調查和環境影響評價工作的開展，影響了標準的權威性。

本文深入研究了核電廠輻射本底調查和現狀調查的需求，對標準之間的技術差異進行了對比分析，并對實際工作需求開展分析，提出了相關建議。

1 輻射本底調查的基本要求

核電廠輻射本底調查的根本目的是為核電廠運行后的輻射環境監測與評估提供對照基準，并為核電廠各階段的環境影響評價提供基礎數據。因此，本底調查需要考慮核電廠運行期間輻射環境監測的要求。

1.1 基本要求

核電廠的輻射環境監測有兩個目的：一是用于評估核電廠排放對公眾的輻射影響；二是用于評估核電廠排放在環境中可能造成的放射性累積，從而在生態影響評估方面提供基礎數據。核電廠輻射本底調查，需要考慮運行期間輻射環境監測的要求，而運行期間的輻射環境監測方案，需要與本底調查方法相銜接。這在我國GB 6249—2011等標準中都有明確的規定。

核電廠的輻射環境監測數據可用于公眾劑量評估。然而，我國尚沒有提出采用輻射環境監測數據開展公眾劑量評估的規范。根據美國核管會（USNRC）提出的核電廠輻射環境監測相關導則（包括管理導則RG 4.1［2］和技術導則NUREG 1301［2］），核電廠輻射環境監測應主要考慮排放放射性物質對公眾造成輻射影響的途徑。例如，針對液態流出物排放，需要關注飲用水和食入水生生物的內照射及岸邊沉積物外照射；針對氣態流出物中惰性氣體的排放，需要考慮空氣浸沒外照射；針對氣態流出物排放的粒子、碘和氚，需要考慮地面沉積外照射、吸入和食入造成的內照射。每條照射途徑對應著相應的監測項目，并可根據導則RG 1.109提供的模式和參數進行公眾劑量評估［3］。在核電廠每年向USNRC提交的輻射環境監測年報中，需要根據監測結果評估公眾受到的輻射劑量水平［4］。

NB/T 20246—2013提出了輻射環境監測采樣需要考慮核電廠釋放到環境中的放射性核素對公眾的照射途徑，應采用對公眾的照射有直接關系的環境樣品，這原則上屬于對公眾輻射影響評價的要求。

核電廠的輻射環境監測的另一項目的是評估核電廠排放放射性物質在環境中的累積影響，受納水體沉積物及特定生物的監測（主要是指示生物的監測）。NB/T 20246—2013也提出，對與公眾照射雖無直接關系，但有助于掌握放射性核素的分布和積累趨勢的環境樣品也應適當采集。美國核電廠輻射環境監測的經驗也表明，核電廠的輻射環境監測不限于USNRC規定的相應監測項目。實際上，近年來核電廠尤為關注對受納水體中沉積物和水生生物的監測［5］。

除此之外，核電廠事故應急監測的要求也是本底調查需要考慮的。對于那些核電廠正常運行不排放，但可能在發生核事故后需要開展監測的項目，近年來在核電廠輻射本底調查的相關標準中也提出了要求，例如在NB/T 20139—2012和HJ 969—2018中都對土壤和沉積物提出要監測239+240Pu（HJ 969—2018編制說明提到，監測Pu是擔心今后可能使用MOX燃料發生事故造成Pu污染，NB/T 20139—2012認為是應急監測及評價的要求［6］）。還有一些監測項目，其目的為監控可能的意外排放。

我國核電廠輻射本底調查和輻射環境監測要求對應的監測項目見表1。

表1 核電廠本底調查和輻射環境監測基本要求Table 1 The basic requirementsof the background radiation survey and the routine radiation monitoring for nuclear power plant

1.2 監測項目或核素

原則上，本底調查或運行期間的輻射環境監測項目或核素主要考慮核電廠排放及影響，同時需要考慮我國核電廠輻射環境監測的經驗。例如，對γ輻射劑量率的監測，我國的慣例是開展瞬時監測、連續監測和累積劑量監測，而美國則只需要開展累積劑量監測［4］。對不同環境介質，整體上應該根據核電廠排放的核素來確定。一般核電廠對通過氣態排放的放射性核素主要需要考慮3H、14C、放射性碘、放射性惰性氣體和氣溶膠放射性核素；而對通過液態排放的放射性核素，需要關注3H、14C和γ核素。近年來監管部門對液態流出物中55Fe、63Ni以及氣態流出物中85Kr等核素頗為關注，并且在2020年國家核安全局發布的《核電廠流出物放射性監測技術規范（試行）》中進行了規定［7］。考慮到這些核素對環境可能產生的輻射影響及用于監控核電廠意外排放的目的，在相應的技術成熟后應將其納入到本底調查或常規監測中。

對于半衰期較長的放射性核素，需要關注131I、3H、14C和γ核素（一般包括134Cs、137Cs、58Co、60Co、54Mn等，HJ 969—2018規定對受納水體介質還應包括110mAg和106Ru）；對于短半衰期的放射性核素，由于進行監測的意義不大，所以無須特別關注。

對于90Sr，考慮到早期大氣核試驗造成的大氣沉降，目前我國核電廠的輻射本底調查仍將其作為重點關注的核素。美國核電廠的輻射環境監測中一般不將90Sr作為必須監測的核素。

需要注意一些篩選性項目的意義。例如：水中總α和總β一般用于篩選性監測，當監測結果超過相應的指導水平時需要進一步開展核素分析，不限于γ核素分析或特定的β核素分析。NB/T 20246—2013提出應開展土壤、沉積物、生物中總β、γ核素分析，由于已開展γ核素分析，作為篩選性項目的總β意義不大。

關于監測的頻次，HJ 969—2018規定：核電廠初步本底調查中，除γ輻射劑量率監測頻次為2次外，其他所有監測項目均為1次。對于運行前兩年的本底調查和后續建造機組運行前一年的輻射環境現狀調查，其監測頻次應主要基于監測結果可能受環境變化的影響。對于監測結果比較穩定、不易受環境干擾的監測項目，一般情況下頻次可以小些；對于監測結果可能隨時間變化的項目，監測頻次可以隨其變化規律增加，例如：氣溶膠中的放射性核素可能存在明顯的季度變化特征，則需要考慮按每季或者更高的頻次對其開展監測。對劑量率連續監測的要求，也是基于γ輻射劑量率可能隨各種氣象參數的影響而提出的。對于一些作物類的采樣監測，則需要根據其收獲期來確定。對于環境水體，HJ 969—2018則提出應按枯水期和豐水期的要求開展相應監測。

2 標準要求對比

我國核電廠輻射本底調查的標準主要有上述的GB 6249—2011、HJ 61—2021、NB/T 20246—2013、NB/T 20139—2012、HJ 969—2018。從原則上看，GB標準效力要大于HJ和NB標準，強制性標準效力要大于推薦性標準。需要考慮我國標準發布后未及時修訂以致不滿足現狀的情況。

由于這幾個標準主要涉及的是運行前兩年的本底調查，而HJ 969—2018還包括初步本底調查的要求，所以，本文下面主要針對運行前兩年的本底調查技術要求進行對比，對標準要求的合理性進行評價。

需要注意的是，2021年2月24日，生態環境部發布了HJ/T 61—2001的修訂版，即HJ 61—2021，原版本相關的技術要求基本上被舍棄，而主要參考HJ 969—2018的要求，因而向規范的統一性邁向了關鍵一步。但從本底調查的其他相關標準來看，仍存在不一致的地方，仍值得關注。

2.1 調查范圍

目前運行前本底調查的范圍主要考慮GB 6249—2011的要求：環境γ輻射水平的調查范圍為50 km，其余項目一般取20～30 km，后續發布的相關標準均參考了該標準的要求；HJ 61—2021在原HJ/T 61—2001基礎上進行了修訂，規定的調查范圍整體上與GB 6249—2011的要求相同，但又同時明確了對照點和個別敏感地區，如居民集中點、學校、醫院、飲用水源、自然保護區等，可以適當超過上述范圍；HJ 969—2018提出的調查范圍與GB 6249—2011一致，并進一步地對每一類監測樣品的范圍進行了規定，例如：對地下水的監測點位，給出的范圍包括關鍵居民組、半徑5 km范圍，并明確應考慮與廠區水文地質單元聯系的緊密性。整體上，標準HJ 969—2018對調查范圍的要求比較明確和合理。但是，需要關注HJ 969—2018對瞬時γ輻射劑量率和累積劑量監測的范圍，標準正文5.5條規定調查范圍應滿足GB 6249—2011的要求，即調查范圍一般取50 km，但實際在標準表6.2中只規定調查范圍為20 km，存在前后不一致的情況。考慮到GB 6249—2011的強制性，目前實際上仍應考慮以50 km調查范圍為準。

對調查范圍的標準要求對比情況見表2。

表2 輻射本底調查范圍標準要求對比Table2 A comparison of thesurvey fieldsof environmental radiation in different standards

2.2 監測布點原則與要求

2.2.1 γ輻射劑量率監測與布點

我國相關標準對本底調查中的γ輻射劑量率監測提出了三種方法：連續監測、瞬時監測和累積劑量監測，實際經驗也是如此。

對瞬時監測和累積劑量監測的要求，標準之間的差異見表3。我們可以看到，NB/T 20246—2013沒有提出瞬時監測的要求，對累積劑量監測只提出布設50～70個點，沒有進一步提出布點的原則和相關要求；NB/T 20139—2012、HJ 969—2018提出的瞬時監測與累積監測的點位要求有較大的差異；NB/T 20139—2012增加了監測1 km和20～30 km范圍，且考慮16個方位；HJ969—2018（項目表中）只要求監測到20 km扇形區，考慮16個方位。HJ 61—2021規定的γ輻射劑量率監測布點要求與HJ969—2018相同。這些標準整體上都體現了近密遠疏并兼顧各種環境條件的原則。

表3 γ輻射劑量率瞬時監測與累積劑量監測布點的標準要求對比Table 3 A comparison of standardsrequirements for gamma dose rate,accumulate dose survey and the point selection

綜合來看，HJ 969—2018要求的扇形布點范圍縮小，簡化了有關監測要求。NB/T 20139—2012要求的1 km范圍明顯扇區過小，由于本底調查具體開展工作時核電廠正在開展建設或運行，1 km范圍可能處于施工場地范圍或廠界范圍內，無法全面布點，因此，實際監測中建議考慮HJ 969—2018的要求，并考慮補充20～50 km范圍。

對γ輻射劑量率連續監測，各個標準要求有較大差別，見表4。HJ 61—2021則修訂了原標準的要求，提出只需要參考HJ 969—2018，整體上要求趨于統一。NB/T 20246—2013則要求1～3個（在附錄中要求3～6個）點位；NB/T 20139—2012要求至少1個點位；HJ 969—2018則要求至少2個點位。考慮到連續監測主要是用于調查γ輻射劑量率的年周期變化規律和監測點位的代表性，設置2個連續監測點是相對合理的。

表4 γ輻射劑量率連續監測標準要求對比Table 4 A comparison of standards requirements for continuousmonitoring of gamma doserate

2.2.2 其他環境介質

對于其他環境介質，有關標準對監測點位的要求有較大的差異。

HJ 61—2021對原HJ/T 61—2001進行了大幅的修訂，相關要求整體上參考HJ 969—2018。

NB/T 20246—2013先給出了點位布置的原則，例如：對水樣取樣點的選取，應考慮受納水體的功能及水文特性、距排放口的距離和居民點分布等。標準給出相應調查大綱要求的采樣點位數量要求。

NB/T 20139—2012對有關環境介質采樣點位數量的要求也相對明確，對每類環境樣品給出了相應的布點原則，也推薦了相應的點位數量。例如：對海水取樣點，標準推薦的原則為“以廠址排水口為中心半徑1 km、5 km、10 km與8個方位角形成的扇形海域內布點”，具體點位數量要求為“8～12個”，同時應考慮在取水口和排水口附近海域、海灣出口處和周圍大型企業排污口附近增設采樣點。整體上，NB/T 20139—2012要求監測的點位數量較NB/T 20246—2013多。

HJ 969—2018給出了較為詳細的環境介質點位設置原則及數量要求，同時區分了濱海核電廠和內陸核電廠的要求。一般情況下，內陸核電廠環境介質采樣點位的數量均要大于濱海核電廠監測點位的數量。例如，對地下水的監測點位，對濱海核電的監測點位數量要求為4個，而對內陸核電的監測點位數量為8個。整體上看來，HJ 969—2018要求的監測點位數量介于NB/T 20246—2013和NB/T 20139—2012要求的數量之間，且對點位的要求更具參考性，建議實際工作中采用。

2.3 監測項目及監測環境介質

各標準對監測內容要求對比情況見表5。

表5 各標準對環境介質監測內容的要求對比Table5 A comparison of standards requirements of environmental media for analysisin background radiation survey

對于環境γ輻射劑量率，除NB/T 20246—2013未要求開展瞬時監測外，其他標準都要求開展。所有標準均未提出開展室內γ輻射劑量率監測的要求。

對空氣介質，所有標準都提出氣溶膠、沉降灰以及3H和14C的監測；NB/T 20246—2013和HJ 969—2018還將降水作為空氣介質。

對生物樣品，各標準都要求開展陸生生物和水生生物的監測，HJ 969—2018區別受納水體生物和非受納水體生物進行監測（監測項目不同），HJ969—2018提出了牛（羊）奶監測的要求。

對環境水的監測，各個標準基本覆蓋了各類環境水樣。各個標準對岸邊沉積物、潮間帶土和底泥等的描述各不相同，其監測的意義源于輻射環境監測的不同目的。嚴格來說，這些都屬于沉積物的概念，沉積物包括岸邊沉積物和底泥，對海洋沉積物來說則為潮間帶土和底泥（又稱“潮下帶”）。HJ 969—2018將沉積物區分受納水體和非受納水體提出監測要求，但監測要求是一致的。基于環境介質的具體分類而言，HJ 969—2018的相關要求相對合理，其他幾個標準只考慮海水作為受納水體的情況。

2.4 監測核素或項目

有關監測核素或項目的標準對比見表6。

表6 各類環境監測核素或項目的標準要求對比Table6 A comparison of standardsrequirementsfor analyzing contentsfor different environmental media in background radiation survey of nuclear power plant

從表6可以看到，HJ 969—2018以及NB/T 20139—2012提出對氣溶膠中90Sr開展監測，其他標準未提及。HJ 969—2018和NB/T 20139—2012提出對空氣中131I開展監測的要求。HJ969—2018未提及沉降灰總α、總β監測，NB/T 20139—2012和NB/T 20246—2013提及應開展總β監測。從原則上看，作為篩選性監測項目，對空氣介質開展總α和總β監測的意義并不大。HJ 969—2018要求以90Sr和γ核素分析為主，已基本滿足本底調查的需求。

對環境水樣的監測要求，各個標準也有較大差異，例如對總β和14C的監測要求。考慮到目前核電廠排放的14C對公眾的輻射影響較大，應按照HJ 969—2018的要求，將其作為關鍵核素，加強對其進行分析。

對生物監測的要求，各個標準也有較大差異。例如，NB/T 20246—2013要求監測總β和γ核素，同時對葉菜還要監測131I。注意到，對生物樣品進行γ核素分析時一般要進行灰化處理，而碘易于揮發，因而131I無法通過常規γ譜分析進行測量，需要進行專門的放化分析。NB/T 20139—2012和HJ 969—2018要求監測3H、14C、γ核素和90Sr，對3H未明確有機氚還是自由水氚（TFWT）或全氚。

需要注意的是，HJ 969—2018對生物監測中的3H和14C尤為關注，且要求區分有機氚（OBT）和自由水氚（TFWT），對所有類別的生物樣品都要求監測14C，從而突顯出這兩個核素在輻射環境監測與評價中的重要性。

對于土壤和沉積物，NB/T 20139—2012和HJ 969—2018要求開展對239+240Pu的監測，其他標準一般僅要求測90Sr和γ核素，NB/T 20246—2013還要求開展總β的監測，這種要求實際上意義不大。

還需要注意的是，對這些標準中提到的一些監測項目，目前尚無相關分析技術標準，例如：對生物中的3H和水中14C的分析，沒有技術標準。相關部門應加快相應標準建立的推進工作［8］。

2.5 對照點

在本底調查階段不存在對照點的概念，然而考慮到核電廠正常運行期間有設置對照點的要求，本底調查可能需要設置相應的對照點。但是，要注意核電廠正常運行后是否會繼續沿用該對照點，需要調查單位與核電廠協調關注。表7給出了各標準對各類環境監測對照點的要求。

表7 對照點布設的標準要求對比Table 7 A comparison of standardsrequirements of control monitoring site

NB/T 20246—2013以及NB/T 20139—2012提出了對照點的要求，距離分別為30 km和50 km。HJ 969—2018提出應在現場查勘的基礎上確定運行后的監測對照點，并明確調查過程中發現所選對照點不合適，應及時進行調整。

2.6 監測頻次

對氣溶膠樣品的監測頻次，各標準趨于一致，均為每季度。對飲用水，NB/T 20139—2012要求是每季，其他兩個標準要求為每半年；對一些生物樣品，一些標準強調是收獲期，這表明，對一些區域如果有多個收獲期的生物，如南方水稻，則可能要求多次采樣監測；對海底泥樣品，NB/T 20246—2012提出的頻次為每半年（潮間帶為每年），其他均為每年。對瞬時劑量率監測，NB/T 20139—2012要求每月即可，HJ 61—2021和HJ 969—2018均要求每季，NB/T 20246—2013未作要求。整體上，HJ 969—2018對監測頻次的要求更趨合理，例如對地表水的監測明確提出按照枯水期和豐水期分別監測的要求，符合環境監測的一般原則。標準要求對比情況見表8。

表8 監測內容頻次的標準要求對比Table 8 A comparison of standards requirementsof monitoring frequenciesfor different survey contents

2.7 其他要求

需要關注HJ 969—2018的特殊要求。標準對本底調查中涉及的一些特殊情況進行了規定，例如初步本底調查、后續運行機組輻射環境現狀調查等情況，對于核電廠的輻射本底調查具有重要的指導意義。

此外還需要關注新發布的HJ61—2021，該標準在原版本的基礎上對核電廠運行前輻射本底調查進行了大幅的修訂，基本上接受了HJ 969—2018的要求，使得標準的要求更趨于完善和統一，對于本底調查的實施具有重要的現實意義。

3 結論與建議

從以上對我國輻射環境監測要求的對比分析中我們可以看到，目前我國核電廠的環境監測標準在監測內容、介質、核素、頻次和點位等方面的要求都存在一定的差別，亟需統一和協調。HJ 969—2018更接近實際需求，要求更加明確，更具操作性，且又是最新發布的，編制過程中參考了其他相關標準的經驗，且2021年新發布的HJ 61—2021已基本接受了HJ 969—2018的相關條款，技術要求更趨于統一，建議參考采用。

對完善我國核電廠輻射本底調查的標準，筆者有如下建議：

（1）加強環保和能源等相關部門的聯合，統一輻射本底調查技術規范，吸取本底調查過程中積累的經驗教訓，適時對相關標準進行整合或修訂，避免在GB、HJ、NB各個系列標準之間存在管理和技術上的差異。

（2）對落后的、不嚴格的和不合理的標準，應予以淘汰、整合或修訂。

（3）應加大對相關標準分析方法研究的支持力度，吸收和推廣國內外先進的方法，加快國內先進但未形成標準的方法的標準化。

（4）推進標準定期評審制，使標準及時更新以滿足相關管理要求和技術發展的要求。