海南核电物理分析实验室质量保证措施

2016-07-25赵永生于安雁海南核电有限公司保健物理处海南昌江572733

中国新技术新产品 2016年11期

赵永生于安雁丁泮（海南核电有限公司保健物理处，海南昌江 572733）

海南核电物理分析实验室质量保证措施

赵永生于安雁丁泮
（海南核电有限公司保健物理处，海南昌江 572733）

摘要：为保证海南核电放射性流出物物理分析实验室测量数据的准确性，海南核电从建设初期即对该工作进行了统筹安排，通过人员、文件、物资等方面的充分准备，采取多项质量保证措施，克服实验室建立过程中的各项困难，使实验室能够按时投运，各项测量结果满足法规要求。同时，通过与其他电厂的数据比对，比对结果达到平均水平，满足国家审管部门对放射性流出物分析工作的要求。

关键词：放射性；流出物；物理分析；质量保证

0 引言

海南核电物理分析实验室作为电厂放射性流出物取样、测量和统计分析的部门，其取样样品的代表性、测量过程的规范性、测量仪器的可靠性、分析方法的有效性直接关系到流出物放射性活度数据的准确性，其质量保证措施是确保测量数据准确性的关键，也是环境保护的要求。

电厂流出物物理分析工作作为一项相对独立的工作，与化学分析和环境分析相比，它所分析的样品活度介于化学分析和环境分析之间，在测量结果精度上要严于化学分析，但在样品前处理的要求上，又要比环境分析要求宽松一些。

海南核电从成立至今，一直很重视该项工作，并安排专人跟踪负责。对于新建核电厂，工作负责人往往经验不足，虽然建设过程中可充分借鉴参考电厂的经验，并派相关人员到参考电厂进行相关的培训，但仍会缺乏相关知识，对于实验室建立过程中的细节问题往往缺乏考虑，致使在面临实际问题时往往显得手忙脚乱，本文旨在通过对海南核电物理分析实验室建立过程中所采取的质量保证措施和遇到的各种问题的介绍，为新建电厂物理分析实验室的建立提供参考。

图1放射性废物来源、分类及处置

1 实验室职责

压水堆核电站在运行期间，不可避免地产生放射性气体、液体、固态物质，如图1所示，放射性气态流出物通过烟囱排入大气，滨海厂址电厂放射性液态流出物通过核岛废液排放系统和常规岛废液排放系统排入附近海域。海南核电物理分析实验室主要职责即是对放射性液态和气态流出物进行取样、测量和分析，根据测量结果判断是否满足排放要求。

2 分析项目

根据审管部门要求和最终安全分析报告要求，首先确定流出物实验室需上报的分析项目，作为分析仪器选型的基本依据，分析项目具体见表1、表2和表3。

表1放射性气态流出物分析项目（1）

表2放射性气态流出物分析项目（2）

3 实验室建立准备

3.1 人员准备

为确保物理分析实验室各项工作有专人负责，实验室标配工作人员为4人，包括1名实验室负责人，1名物理分析工程师以及2名外聘普通员工。

实验室负责人的职责除了负责实验室内的日常管理工作，组织协调实验室内的人力和物力资源，带领全体人员履行本班组的职能外，还需同物理分析工程师负责：

（1）负责根据国家放射性流出物相关法规和公司程序监督和控制电厂的气、液态流出物排放，避免超标排放事件的发生。

（2）负责物理分析实验室的管理，保证测量仪器的可靠性和测量数据、流程报表的准确性。

（3）负责烟囱取样系统、安全壳大气监测取样系统等的运行和维护。

（4）负责流出物监测数据的收集、汇总，定期进行流出物排放状况分析，编写流出物监测月报和年度流出物监测评价报告。

（5）组织对流出物分析异常数据、流出物异常排放事件的调查分析。

（6）负责流出物监测相关管理和技术规程以及文件的编写审核。

表3放射性液态流出物分析项目

（7）负责物理分析实验室放射源库及放射源的管理。

（8）负责三废信息管理系统的运行管理和维护。

（9）负责实验室内人员的在岗培训。

实验室各工作人员均接受了理论培训和设备操作培训，实验室负责人和物理分析工程师均到参考电厂进行了为期半年的影子培训学习，具备基本的物理分析工作技能。相关人员均通过考试，取得物理分析岗位授权。

3.2 文件准备

文件准备主要包括实验室必须的程序文件的编写，其中程序包括管理程序和技术程序。此外还包括实验室规章制度、仪器操作说明，操作卡，设备台账、设备使用记录、放射源库管理、放射源台账等。相对于参考电厂，物理分析实验室的主要设备大部分没有变化，所以规程编写可以借鉴参考电厂，但不能一味的参考，在吸收参考电厂运行经验的基础上，继承参考电厂优良做法，吸取教训，采取合理的改进措施，并根据本厂设备或设计的改进编写各类规程。

文件准备工作一般可在实验室正式投用前完成初稿，但由于缺乏使用操作经验，特别是仪器操作规程和取样规程，为保证操作规程的准确性，当仪器到厂安装调试后，必须根据仪器的使用说明书和厂家的设备培训，并结合上手操作，对操作规程进行适应性修改。对取样规程，当取样设备满足取样条件后，需按照取样规程逐步操作，以验证取样规程的准确性。

3.3 物资准备

物资准备主要包括分析仪器和样品处理仪器，选购的仪器性能必须稳定可靠，满足实验室分析样品要求。此外为保证实验室分析仪器和样品处理仪器正常工作，实验室还需配备基本的通风设备、试剂存放场所、物资存放场所、实验台架、检定用放射源、液闪计数器淬灭源、实验室环境维护措施、温湿度计等，以及合理的实验室水、电、气布置。为防止设备和个人被放射性物质沾污，实验室还需配备必须的辐射防护用品，如细砂手套、塑料手套、防护服等。

对外界环境要求较高的分析仪器，如高纯锗γ谱仪，需配备空调、除湿机（除湿机需关注排水通道）等配套设备，以满足温度和湿度要求。高纯锗γ谱仪需定期维护，探头每4年左右需维护一次，抽一次真空，电制冷设备每半年需抽一次真空，相关维护工作根据需要可与仪器厂家签订长期维护协议（可与化学、环境分析部门联合签订维护协议）。

对工作气体有特殊要求的分析仪器，如低本底α、β计数器和总碳分析仪，需提前考虑工作气体供应系统，并配备灵敏度满足稳定性要求的减压阀。低本底α、β计数器电离室膜容易因气压不稳而破损，尤其在前期使用不熟练时，需提前准备备件。测量α和测量β使用的托盘是不同的，需区别采购。

检定用放射源需提前采购，与仪器安装调试时间相匹配，以便在安装调试时即可使用放射源对仪器进行能量刻度和效率刻度。一般刻度用源均为混合源，内含核素种类和活度需根据所测样品的具体要求而定。一般地，所含核素种类的主要分支比能量需覆盖从50KeV～2000KeV能量区间。长半衰期的核素含量可以相对少些，短半衰期的核素含量相对多些。当刻度源内短半衰期核素随时间衰变较多时，为保证刻度的准确性，需及时更换活度满足统计误差要求的刻度源。

3.4 规范取样

取样系统性能好坏是能否取得代表性样品的关键，只有确保样品的代表性、有效性和完整性，才能保证监测结果的可靠性。在工程建设阶段即需要提前熟悉取样系统，根据设计文件了解取样系统的流程，从设计文件层面查看是否有设计缺陷，以便能及时整改。

取样系统安装完成后，需及时试验取样系统与取样容器的匹配性，气体取样时取样泵需配备压力表，取样管道需与取样钢瓶的连接接头匹配。取样钢瓶尺寸要合适，大小以刚好能放入高纯锗探头的屏蔽铅室中为宜。

取样时应按照规定的取样程序实施取样，包括取样时间、地点、位置、取样方法、频次、环境条件等，并做好记录。必须确保在传输、接收、贮存、处置、流转和测量等各个环节样品的完整性和有效性，防止样品出现不正常失效、损坏、变质、污染或丢失。需留存的样品应按规定的环境条件妥善保存，作好唯一性标识并建立台账、登记。

3.5 仪器使用

仪器安装调试后，需提前使用并定期维护，及早在使用中发现存在的问题，通过仪器长期运行和操作，熟练掌握仪器操作方法和基本的故障处理。

3.6 仪器检定

由于实验室设备一般体积较大，运行环境要求严格，检定工作一般需要计量机构到现场检定。为确保仪器检定工作顺利开展，除需提前与计量机构联系检定外，在检定前需确保仪器可用、运行稳定，以便能一次性顺利完成检定，避免检定时仪器出现故障。

3.7 最小可探测活度的确定

在放射性流出物分析领域，当感兴趣核素的放射性水平低于本底的统计涨落时，经常需要报告核素的最小可探测活度（MDA）。在核电厂放射性废液排放和放射性废气排放的监测分析中，有些流出物如常规岛废液、烟囱排气等，由于放射性水平较低，有大量的感兴趣核素的放射性水平低于本底的统计涨落，在计算和上报排放总量时，需要对该核素的最小可探测活度作出说明。

不同核素衰变发射的射线能量不同，探测器对不同能量的效率也不同，且探测效率与样品的几何形状、样品与探测器的相对位置、样品的密度等都有关系，所以一种核素的最小可探测活度在不同的条件下是不同的。根据法规要求，当测量结果低于MDA时，一般取MDA的一半作为样品的真实值。由于放射性气态和液态流出物每年的总排放体积很大，因此，尽量降低MDA，对放射性流出物的年度活度指标控制具有重大意义。

最小可探测活度的测定需要在具体工作中，通过不断提升探测仪器的性能，降低本底，改进测量方法等措施，不断降低仪器的最小可探测活度。