外围γ辐射环境监测系统在田湾核电厂的应用

郑婷 曹鹏涛 徐继圆

摘 要：该文主要介绍田湾核电厂外围γ辐射环境监测系统，讨论了监测点位的选择、主要监测及采样设备的比选、监测点位及监测项目、监测系统的组成，可以全面、有效的覆盖田湾核电站周围陆地区域的自动监测站网络，满足核电站日常运行的监测需要。

关键词：辐射；系统；核电厂

田湾核电厂厂址位于江苏省连云港市连云区田湾，厂区按8台百万千瓦级核电机组规划。一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组，设计寿命40年，年平均负荷因子不低于80%，年发电量达140亿千瓦时。核电是高效、清洁的能源，可以缓解当今火电带来的环境污染。与火电相比，核电不排放二氧化硫、氮氧化物、烟灰、二氧化碳等污染物，有利于保护环境。为了解核电站运行及事故状态下，放射性对环境影响的范围和程度，必须建设核电站外围γ辐射环境监测系统，开展放射性监测。本文主要介绍该系统监测点位的选择、监测项目以及监测系统的组成等。

一、自动监测站网布局

（一）布点原则及要求

一是尽量选择在全国环境监测网的国控点或辐射敏感点上；监测点应保持固定，周围环境相对稳定，具备合适的施工条件，满足子站建设的相关软硬件要求。

二是原则上，按核电厂16个方位布设监测子站，每个方位考虑布设1个监测子站，沿海核电厂，靠海一侧可根据需要设立监测子站。

三是点位选择考虑陆地代表性及居民剂量代表性，在核电厂各堆址主导下风向、次下风向和居民密集区适当增加监测子站。

四是原则上，除对照点外，监测子站应建在核电厂烟羽应急计划区范围内，优先考虑厂址周围10公里范围内尚无自动监测子站覆盖的人口密集等关键区域、部分监测子站应与核电厂自主运行的监测点位重叠。

（二）选址基本要求

一是测点的代表性。根据监测的目的和功能要求，选取的监测点位应具有较好的代表性。应考虑风向、人群居住、地形、高度等因素，尽可能选择在人群居住、交通方便的地方，尽可能选择周围地形、建筑物对监测子站屏蔽影响最小位置，避免周围其他一些天然或人为因素对测量结果的影响。

二是站址的便利性。选址应具备土地、交通、通讯、电力、自来水及良好的地质等基础条件，应选择有可靠的电力保证且电压稳定的地区；应选择周围环境开阔，容易检修，避水的场地。

三是监测的长期性。所选站址应不受城市、农村、水利等建设的影响，需保证系统长期性。

四是系统的安全性。监测子站周围环境条件安全、可靠，子站建设尽量避免选择在区域性高点，避免高温、多湿的场所。

五是运行的经济性。站址位置应便于子站日常運行和管理。

（三）站网构成

目前田湾核电站外围现有的厂前区、高公岛、杨圩、连云港镇、墟沟和新浦6个自动监测站点，覆盖了东北、北、西北、西南、南等5个方位，按国家最新技术要求，需对已建的站点进行改造。根据田湾核电站现场实际情况，在NNE、N、WNW、WSW、W、SSW、S和SSE共8个方向上，按照γ辐射连续监测系统监测子站布点原则及选址基本要求，结合人口分布、风向，选址新建柳河、连岛、宿城、东巷、中云、封跳、蒿西、蒿东8个自动监测站。

二、主要监测、采样设备比选

监测和采样设备是监测系统的基础，利用监测设备对空气中的γ辐射进行实时监测并输出测量值，利用采样设备收集大气中的放射性核素，送实验室分析测量。

（一）高压电离室探测器的选择

本系统建设对高压电离室探测器的需求性能指标如下表。

目前国内生产的高压电离室仅有一种，型号为EGMS，价格12.8万元，主要性能如下表。

国外最大的高压电离室生产商是美国GE公司，其RSS-131型高气压电离室售价约20万元，主要性能如下表。

通过以上两表对比可以看出，RSS-131型高压电离室在灵敏性、稳定性等具有优势，并且原有6个自动监测站采用的也为此产品，且浙江、广东两省现有的核电站外围自动监测站也在使用该设备，环保部在全国建设的100个辐射自动监测站主要也是使用了该设备，从以上分析可以看出，美国GS公司生产的RSS-131高压电离室在技术上能满足本项目的要求，费用相对合理，建议选用。

（二）超大流量气溶胶采样设备

对该系统气溶胶采样设备的需求性能指标如下表。

目前国内的超大流量气溶胶采样设备仅有睿谷核仪生产的RG-900超大流量空气采样器，该设备售价约50万，核心部件为进口，主要性能如下表。

德国Tracerlab公司的MDS-1000/600超大流量空气采样器，价格约90万，MDS-1000/600超大流量空气采样器用于对空气中的放射性气溶胶以及放射性气体进行采样，系统具有免维护、运行安全可靠、精度高等特点，MDS的流量最高能达到1380m3/h。主要性能如下表。

根据性能和价格比较，本项目建议选用国产的睿谷核仪RG-900型超大流量采样器。

三、监测点位及监测项目

该系统新建自动监测站8个，升级改造现有自动监测站6个，共建成14个监测子站，在核电站外围的陆域环境形成全覆盖（靠海一侧4个方位因技术、资金等问题，暂不考虑），满足国家目前对核电站外围辐射监测站网的要求。

按照《核电厂环境辐射现场监督性监测系统建设规范（试行）》的要求，监测子站连续监测核电厂环境γ剂量率，并对风向、风速、温度、湿度、气压和雨量等气象数据进行观测。定期采集空气中气溶胶、碘、空气中C-14和氚、干湿沉降等样品。

四、监测系统的组成

田湾核电厂外围环境γ辐射连续监测系统由三大系统组成：核电厂外围辐射环境监测系统、流出物监测系统和核应急预警监测和事故评价系统。

（一）外围辐射环境自动监测站

1.自动监测站情况

按照《核电厂辐射环境现场监督性监测系统建设规范》规定的监测项目要求，新建8个自动监测站，其中连岛站、宿城站、蒿东站、中云站等4个站建为加强站，柳河站、封跳站、蒿西站、东巷站等4个站建为标准型站。按要求升级改造原有6个自动监测站，其中厂前区站、杨圩站及高公岛站等3个站改造为加强站，其余改造为标准型站。

2.功能

（1）实现对核电厂实时有效监督，监测核电厂排放的放射性烟羽引起的外照射剂量变化；（2）及时发现异常排放，为应急预测预警提供技术支持；（3）核电厂事故状态下场外监测的重要载体。

（二）流出物监测系统

1.流出物實验室情况

流出物监测系统主要进行抽样监测并承担事故时应急样品分析，保证正常运行和事故工况下均能获得可靠的监测结果。配合流出物实验室建设，购置高纯锗γ谱仪、α/β测量仪、液闪测量装置等监测分析仪器设备。

2.功能

流出物监测系统是核电厂辐射环境现场监督性监测的重要组成部分，主要针对核电站排放的气态和液态流出物的进行监督性监测，对核电厂排放的流出物进行抽样监测，核查电厂是否按国家批准限值排放。

（三）核应急预警监测和事故评价系统

1.系统情况

构建田湾核电站区域大气风场和核污染扩散预报系统、研究典型气象条件下田湾核电站区域核污染扩散规律、根据田湾核电站周边大气放射性监测数据追溯核事故源项、研发田湾核电站区域大气风场和核污染扩散浓度分布动态演示系统。

2.功能

（1）对自动监测站数据、流出物在线监测数据、气象数据、实验室分析数据等预警及应急监测数据源进行汇总并分析处理；（2）核事故时查明事故源项、评价事故影响、制定应对方案。

五、结语

通过外围γ辐射环境监测系统，可以全面、有效的覆盖田湾核电站周围陆地区域的自动监测站网络，满足核电站日常运行的监测需要，有利于增强田湾核电站周边辐射环境监测能力，提高辐射环境监测水平，有利于环境主管部门更及时准确地掌握田湾核电站周边辐射环境的质量及其变化情况。

参考文献：

[1]王凤英，朱晓翔.田湾核电站外围环境γ辐射连续监测系统开发研究[J].中国辐射卫生，2009，18（4）：458-460.

[2]黄华，权金虎，梁耀，等.核电厂辐射环境监测系统组网技术[J].核电子学与探测技术，2013（8）：972-976.