核电厂射线探伤辐射安全管理优化

黄 刚 刘 杰 稂其良 柯海鹏

（中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300）

0　前言

秦山核电是中国核工业集团公司下属的国有大型核电专业化运行管理企业。公司业务范围涵盖核电生产管理与相关技术服务，设备及系统的调试、维修服务，培训服务，劳务派遣等。秦山核电当前肩负着秦山地区9台机组的运行管理，其中秦山第二核电厂 （以下简称秦二厂）装机容量为4台65万千瓦压水堆核电机组，为我国第一座自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的国产化商用核电站。

为确保核电机组的安全稳定运行，核电机组每堆年都需进行一次停堆大修，其中在役检查是大修工作中很重要的一环。作为无损检测的一种，射线探伤在核电厂常被用来对承压部件和系统的完整性进行评估，以判断它们是否能够继续安全运行或是有必要采取补救措施。射线探伤一般采用放射源活度为50～100Ci（居里）的移动式 γ射线装置，这也使得射线探伤作业具有影响范围广，工作过程复杂等特点，尤其是在核电厂换料大修期间，射线探伤作业点多、工作量大，施工单位人员复杂，大修期间工作时间窗口紧迫，有时甚至存在同一厂房多颗探伤源、多工作组同时探伤的现象，容易发生人员清场不彻底、人员误闯隔离边界等情况，从而导致发生放射源事故。国内外曾发生过多起因射线探伤引起的人员意外照射案例，鉴于此，射线探伤作业一直被视为核电厂辐射安全管理的重要组成部分。

对于移动式γ探伤存在较高的高辐射风险，国家制定了相关法律法规来约束此项实践活动，《中华人民共和国放射性污染防治法》对核技术利用单位放射性污染防治提出了原则要求,《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》对核技术利用单位提出了更加具体的管理要求，另根据γ射线探伤企业事故频发的特点,2007年环保部发布了最新的 《关于γ射线探伤装置的辐射安全要求》。

在国家法规的大框架下，秦二厂也制定了严格的管理和技术控制措施，并根据自身特点制定了一套行之有效的射线探伤辐射安全管理体系,并在实践中不断完善，有效降低了意外照射和超剂量照射事件的发生概率，克服了探伤隔离边界管理等难题。由于电厂对于大修工期的控制愈发严格，不仅对射线探伤的计划安排及进度提出了新挑战，更对射线探伤作业的辐射安全管理提出了新挑战。对此秦二厂就射线探伤作业的辐射安全管理进行了细致分析和深入研究，以期使电厂射线探伤辐射安全控制在标准化、专业化、精细化方面更上一个层次，也为同行电站提供借鉴和参考。

1　射线探伤实施过程中的主要难题

虽然已经有一系列的管理和技术措施来指导射线探伤的执行，但在实际过程中仍存在一些难以实施的射线探伤作业难题。主要集中在下面两个方面：

（1）同厂房同时段多放射源、多工作组交叉作业

此类作业情况在近年几次大修中体现的特别明显。例如在秦二厂111大修临时增加多条核辅助系统管道焊缝射线检查，按照常规的辐射安全管控方式（即单作业点单放射源作业），将占用大量的时间窗口，延误大修工期。但如果进行交叉作业，辐射安全将无法得到保证，并带来极高的辐射安全风险。

（2） 放射源操作人员没有合适操作位置、缺乏有效屏蔽保护

屏蔽安全设施是保障射线探伤工作人员辐射安全的重要设施，也是射线探伤作业的主要前提。在很多时候，因为作业现场的客观条件限制，导致放射源操作人员没有躲避位置，或缺少合理的辐射屏蔽体，这将为探伤工作人员的辐射安全带来严重隐患。

此外还有诸如探伤隔离边界管理等其他问题。这些问题的存在，极易导致作业过程中因辐射防护与安全设施不适当或不充分发生意外照射事故。鉴于此，我们重点分析了辐射风险与作业过程之间的联系，采取了一系列辐射安全监督与管理改进措施。

2　辐射安全监督与管理优化

2.1　优化管控流程

核电厂大修期间真正适合于射线探伤作业的时间窗口很有限。大批量的射线探伤作业将会占用大量时间窗口和工作场地等资源，甚至会成为大修主线工作。如采用常规的辐射安全管控方式，不仅探伤计划可能难以实现，而且常规检修任务也可能无法安排实施，延误工期。

针对此类情况，通过分析和研究作业对象及存在的辐射风险，秦二厂制定了交叉和多点多源射线探伤作业辐射安全管控流程，并将其固化于具体的操作指南文件中。主要管控措施具体如下：

——探伤作业期间，设置一名现场总协调人，统一指挥安排和确定工作并负责现场的安全；

——各作业组在完成布片后需报告现场总协调，在现场总协调同意后方可执行探伤作业；

——必须严格按照审批的作业时间和地点进行探伤作业，探伤作业期间，工作人员只能在指定的安全地点操作或待命，不能随意在现场走动、上下楼层，确因工作需要，需事先向探伤总协调人申请汇报，待总协调人核实确定安全性来决定；

——探伤作业人员必须严格遵守辐射防护规定，佩戴个人剂量计，每个专业组需配备γ剂量率监测仪，作业过程中随时关注仪表显示数值；

——作业期间出现异常时，在确保射线探伤区域边界控制有效的情况下立即通知主控室和辐射防护部门。

图1　多点多源射线探伤作业逻辑图

对于多点多放射源的射线探伤交叉作业，秦二厂制定了如图1所示的射线探伤作业逻辑图，用于作业期间的辐射风险控制及工期控制。

秦二厂111大修38条核辅助系统管道焊缝的射线探伤、113大修汽轮机厂房200多条焊缝射线探伤作业、405大修46条BOSS焊缝射线探伤等作业均按照上述安全管控流程执行，实现了射线探伤计划、进度和辐射安全的有效控制。

2.2　建立经验数据库

在多点源射线探伤和交叉作业管控流程优化的基础上，我们将交叉射线探伤作业的辐射监测记录汇总成资料库，为后续类似探伤作业提供了详实的数据支持。表1为秦二厂111大修部分交叉射线探伤作业影响区域及辐射水平数据。

表1　秦二厂111大修部分交叉射线探伤作业影响区域及辐射水平数据

这些历史数据对后续制定交叉射线探伤作业的辐射防护方案具有重要的借鉴参考作用,为评估射线探伤交叉作业的影响，保障人员辐射安全提供了数据支持。

2.3　图形化隔离边界

核电厂与其他工业场所不同，核反应堆本身就是一个巨大的源项。核电厂厂区边界内所有区域按照放射性系统和设备的分布，以及潜在的辐射照射和污染风险的大小，分为辐射工作场所 （包括辐射控制区和辐射监督区）和非辐射工作场所。而射线探伤的作业场所又不仅限于辐射工作场所，汽轮机厂房等非辐射工作场所反倒是射线探伤的主要作业场地。

非辐射工作场所往往缺少足够的辐射屏蔽体且隔离范围广，其区域隔离复杂，仅通过语言描述难以使探伤不相关人员获得足够的信息，存在人员误入探伤作业区域的风险。据此，秦二厂将相对复杂的射线探伤隔离说明进行图示化管理 (如图2)，把隔离边界的具体位置以及注意事项通过厂房平面图进行标示并进行公告，不仅充分发挥了图形语言准确度高、说明性强且传播快速的优点，更利于作业及非作业人员对信息的准确接收、快速识别和深刻记忆，从而强化作业人员对现场隔离操作要求的精准把控和安全意识，降低人因失误风险。射线探伤作业的隔离示意图也是射线探伤经验数据库的重要组成部分。

经过多次大修的实践和不断优化，秦二厂已经整理收集了大量的探伤区域隔离图，并整理编制了标准隔离方案。标准隔离方案的运用，不仅有利于隔离方案的快速实施，也有利于隔离的准确性和标准化。

图2　汽轮机厂房0米、-7.2米射线探伤隔离示意图

2.4　作业前开展辐射防护可行性评价

在实际作业中还常遇到作业现场缺少良好辐射屏蔽体的情况。具有良好辐射屏蔽体是射线探伤作业开展的必要条件之一，缺少足够的屏蔽将导致放射源操作人员没有合适操作位置且其辐射安全得不到保障，使整个工作陷入僵局。

例如在反应堆厂房38米高处进行的EAS系统八字盲板射线探伤作业，不仅作业位置高、缺乏良好的屏蔽体，而且也没有合适的撤离路线。辐射防护部门联合作业单位进行了现场查勘，发现只能以反应堆厂房环吊行车作为屏蔽物，但该行车的屏蔽厚度能否满足作业要求则需进一步论证。对此，辐射防护部门依据 《工业 γ射线探伤卫生防护标准》 推荐的公式 （式1）进行理论计算，并辅以现场实时监测摇源位置的辐射水平的方式来验证作业的可实施性。

最终计算得出行车内摇源位置理论环境剂量率为1.36mSv/h，作业人员每分钟大约接受 23μSv的辐射剂量，结合总的射线曝光时间，其辐射风险是可以接受的，探伤作业可以实施。虽然作业过程中的实测值和最终的个人剂量数据都远低于计算值，但是辐射防护部门的提前介入为作业的实施提供了理论基础。

还有部分射线探伤作业现场没有任何屏蔽物，如汽轮机厂房EH油主汽门主调门焊口射线探伤作业、主给水水箱射线探伤作业等。要确保此类作业能正常开展就必须开展辐射防护可行性评价，提前与探伤作业单位沟通进行现场查勘，了解其作业过程并依据工作场所射线探伤作业的特殊要求，评估作业风险，辅以理论计算，设计、搭设射线探伤专用屏蔽体。由于缺少成品，专用屏蔽体多依据作业场所及范围采用双层脚手架外加挂铅含量为3mm的铅皮搭设。图3为尺寸1米×1米×1.8米的屏蔽小屋实例。专用屏蔽体的应用不仅为特殊工作场所开展的射线探伤作业创造了工作条件使其具备了实施可行性。

图3　射线探伤屏蔽小屋

在射线探伤作业开工前进行辐射防护可行性评价有效地解决了因作业现场缺少屏蔽而导致工作不能开展的问题，使作业人员的辐射安全得到了充分保证。但是对于专用屏蔽体的搭设还需要继续优化，以提高其屏蔽效果和适用性。

3　结束语

射线探伤是一项高辐射风险的作业，经过多年的总结和实践，秦二厂优化了射线探伤作业的管控流程，建立了射线探伤作业辐射防护经验数据库，形成了一系列行之有效的射线探伤辐射安全控制文件，包括标准管理程序《射线探伤安全管理》、详细操作指南《射线探伤辐射安全监督操作指南》以及标准隔离方案库等标准文件。通过在多次大修中的实际应用，射线探伤辐射安全管理优化工作卓有成效地解决了换料大修期间射线探伤计划安排和工作进度控制等方面的难题，使秦二厂射线探伤辐射安全控制在标准化、专业化、精细化方面更上一个层次，是射线探伤作业辐射安全管理的一种新思路，对核电厂辐射防护管理工作也具有重大的现实意义。

【参考文献】

［1］中核运行保健物理二处，111大修辐射防护总结汇编，2014.

［2］中核运行保健物理二处，405大修辐射防护总结汇编，2016.

［3］GBZ132-2008，工业γ射线探伤卫生防护标准.

［4］GB18871-2002，电离辐射防护与辐射源安全基本标准.