壓水堆核電廠輻射監測及其發展

林春雨

（浙江省紹興生態環境監測中心，浙江 紹興 312000）

1 輻射監測系統功能與組成

1.1 工藝輻射監測

工藝輻射監測主要是針對核電廠當前設置的多層屏障是不是完整而開展的監測方式，這種監測方式與其他的監測方式相比要更為靈敏并且精準。針對這樣的情況，本文對于某核電廠在一期工程建設反應堆冷卻劑放射性監測系統，針對目前安全設計過程中首道和二道屏障燃料包殼是否完整進行給予了監督和檢測。某核電在一期工程進行過程中，對于一回路承壓邊界的泄漏，進行了安全殼空氣以及蒸汽發生器排污水、蒸汽和設備冷卻水與通風管道和冷凝器排氣輻射監測系統等多個輻射監測系統的監督與測試。除此之外，還對于使用的工藝進行相關的監測，對于化學和容積等控制系統當前的放射性問題給予相關的監督與檢測。通過檢測的結果，能夠讓運行人員了解到過濾器芯的使用情況，一旦出現廢棄需要快速更換。并且對于廢物桶使用方式和廢物桶實際選擇的種類進行檢查和相關測試。通過這樣的方式，能夠避免在進行工藝操作過程中產生事故，或是在設備使用過程中存在問題。

1.2 流出物監測

核電廠在經過了一段時間的運行后需要針對釋放的放射性物質進行有關的測試。本文所針對的核電廠廢氣當前整體的排放主要是依賴于煙囪排放，廢液排放則是通過核島廢液排放系統以及常規的島廢液排放系統進行排放，當前使用的形式主要是對使用在流監測的電廠輻射監測系統通道中的物質進行檢測，其監測獲得的結果起到的作用主要是針對放射性物質整體的活度進行所需要的計算[1]。

1.3 場所輻射監測

目前我們國家電廠里包含的系統設備非常復雜，廠房設置的區域也有很多，有一些工作經常需要在這些房間以及區域中來回出入。這些區域大多都具有放射性，并且這些放射性物質自身的水平也會出現變化，對于這些房間和區域里存在的放射性物質水平要不間斷地完成監測，掌握到最核心的情況，只有這樣才可以非常好地為工作人員提供保障，避免承受輻射的影響。

2 輻射監測技術發展趨勢分析

2.1 氣載放射性物質取樣管道沉積損失

很多狀況下，對于氣態流出物放射性監測，需要選擇取樣和對樣品自身放射性給予檢查的形式去完成。需對監測介質本身放射性濃度存在的活度進行檢測，而其需要完成取樣的樣品必須在空間、時間以及自身的物理和化學特點上存在代表性。其要求適當長度和適宜的幾何結構的取樣管道，使其能夠將要求完成測量的對象獲取到監測設備放置的位置后，才能夠完成所需要的監測。在其通過形狀各異的結構部件時，粒子經常會受到重力沉降產生的影響和湍流擴散、布朗擴散等多種不同運動體系對其產生的作用。大小存在差異的粒子可以經過多種不同幾率在氣流中被分離之后沉積到管壁上，從而產生沉積損失。這樣的情況也會帶來管壁的損失，所以取樣管道在進行設計時，要求依照有關的標準去完成。

目前，很多國家對于輻射安全還有環境保護給予的關注程度存在很大的差異。美國國家標準協會依照相關的技術研究對其進行了持續地研究，最終在1999年制定了相關的標準，針對流出物當前取樣監測也提出了非常全面，同時也十分系統和嚴格的要求，國內有很多學者也陸續地對這一標準進行了切實的研究和介紹[2]。但是在當前核電站進行現場施工的過程中，卻出現了很多的問題。這些問題主要表現為：例如在巴基斯坦恰希瑪的核電站中，氣溶膠取樣的管路有非很多的彎頭，或者其水平管路相對比較長，經常會產生沉積物，會對于儀表產生影響，最終導致誤報警的問題出現。這些情況也使得監測數據不能夠切實地展現出測量對象具體的情況。也可能產生對放射性污染情況出現估計上的錯誤[3]。因此，在對國內和國外提出的最新標準和規范要求的同時，還需要讓其自身的穩定性及可靠性有效地保障。

2.2 高濕度惰性氣體監測技術

高濕度氣體活度監測道是被使用在監測汽輪機廠房凝汽器排氣放射性活度的通道，在當前核電廠發展過程中，不能忽略其在工藝通道上的有效監測。針對這樣的監測方案，其中還應該有多種不同的監測方式。目前，在內壓水堆核電廠，通常選擇的監測方案大多是離線監測，因為取樣系統中需要進行測量的氣體本身具有較高的濕度，并且因汽水分離和管路冷卻安裝過程在設計上存在的缺陷，所以在最開始運行的過程中還經常會產生多種不同的問題。比如取樣系統里經常會出現積水的情況，那么進行監測的功能就會存在很大的不足。一方面會使得該通道過濾紙潮濕的壓差信號產生異常，還會使取樣泵產生停運的問題。這樣的一種情況也使得主控室經常會發出通道失效的報警，另外還會使得探測器當前工作的環境產生惡化，讓儀器在測量過程中出現誤差，產生監測不穩定的情況，也會對測量結果產生影響，最終報警。

最近幾年，多個國家在進行核電站建設后都配備了在線監測的方案。美國一家公司目前就選擇了套筒式的監測方案，法國有公司選擇的是在管外直接進行測量的方案。法國公司這種測量方案在進行監測的過程中，能夠避免蒸汽與接觸探測器進行接觸，采取這樣的一種形式也可以避免儀器被氣體濕度影響，同時也并不要求對回路組合裝置進行回收，設備在進行維修時也十分便捷。但是測量對象從最初的測量β以及γ朝著測量γ進行改變，需要對于報警閾值完成二次的分析和調整。因為被測對象其本身都是氣體中133Xe以及85Kr，它們自身需要的能量相對較低，經常會被周邊環境所影響，測量過程中會產生一定的誤差。并且因為結構上產生的變化，探測裝置所選擇的安裝形式也需要適當改變[3]。

2.3 一回路壓力邊界泄漏輻射監測技術

壓水堆動力裝置一回路壓力邊界泄漏監測經常會選擇的是超聲波法以及濕度法等，但是因為在使用過程中存在一定問題最后被淘汰。在20世紀末期，人們研發出了能夠不斷地對于安全殼里空氣氣溶膠以及碘與惰性氣體存在放射性的監測新方法，采取對于安全殼里存在空氣不斷進行取樣，以及不斷對于監測樣品中存在的氣溶膠和碘以及惰性氣體放射性，判斷一回路壓力邊界有沒有出現泄漏。目前我國在役的壓水堆核電廠已經設置了對其進行監測的通道，但是這一設備在具體使用的時候經常會誤發“高放射性”報警的情況，還會出現監測不到泄漏位置和無法精準地對其進行定位的情況。

20世紀末期，伴隨著監測技術的持續積累，人們已經意識到了放射性核素具體存在的動態優勢，建立了對其評價的模型，這一技術獲得了持續快速地發展。針對反應堆承壓邊界泄漏放射性監測涉及到的技術，在監測過程中也得到了非常好地發展，其中較為典型的是進行了靈敏度更高以及響應速度較為理想的對放射性進行測量的方式。

2.4 網絡拓撲結構

輻射監測技術從20世紀末期單一的模擬率表形式，經過了數年的快速發展，近些年，核電廠輻射監測技術開始充分展示出了“用戶化”概念。這樣一種數字化網絡監測系統的快速發展，是因為網絡拓撲結構本身能夠被分成以下的多個階段:首個階段，使用就地進行探測單元、就地安裝顯示處置單元、和就地完成控制室機柜安裝的方式。這樣的方式能夠快速地完成分析，同時還能夠快速地形成報表，避免存在的缺陷。第二階段，充分地運用了局域網發展的觀念，其自身具備了單獨出現的數據采集系統和對外的接口，系統能夠被劃分成多個不同的層次：第一層次起是通訊的網絡層，作用是使用KRT信息管理系統將其當作一個核心的局域網，輻射監測系統有關操作人員能夠在自身職權范圍快速地完成所需要的工作；第二層次起屬于設備的管理層，作用是使用遠程顯示的單元快速地完成數據采集和顯示，能夠快速地傳輸和即時地完成數據控制；第三層次起屬于現場的測量層，使用探測單元以及就地處置單元可以快速地完成信號的通訊。

3 結論

持續地提升輻射監測系統自身的響應速度和靈敏度以及運行的可靠性，達成全壽命“健康”狀態綜合監測，是當前輻射監測技術發展的核心目標。在國家積極進行核電產業發展和促進核電技術自主創新的戰略影響下，針對完善以及提升當前我國輻射監測的制造業水平，使輻射監測設備向著國產化方向發展提供了良好的機遇。