核电厂轻微污染物料清洁解控流程标准化探讨①

袁微微 郭亚平 刘跃东 梅星 侯文臻 陈心润 宋英明

摘   要：核电厂运行和维修时产生的放射性轻微污染物料需要解控。为保障未来清洁解控工作顺利实施，提高清洁解控工作的质量和效率，调研阐述了核电厂清洁解控物料类型、解控限值及解控方法，对已有核电厂轻微污染物料清洁解控流程和实施步骤进行了梳理分析，从便于实施解控的角度提出了清洁解控标准流程优化建议。

关键词：轻微污染物料  清洁解控  标准化流程

中图分类号：TL94                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（a）-0083-03

Abstract： Light pollutants produced during operation and maintenance of nuclear power plants need to be decontrolled. In order to ensure the smooth implementation of clean and decontrol work in the future and improve the quality and efficiency of clean and decontrol work， the types of clean and decontrol materials， the limits of decontrol and the methods of decontrol in nuclear power plants are investigated and expounded. The clean and decontrol process and implementation steps of light pollutant materials in existing nuclear power plants are analyzed. The optimization suggestions of clean and decontrol standard process are put forward from the point of view of facilitating the implementation of decontrol.

Key Words： Light pollutants; Clean and decontrol; Standardization process

核电厂运行和维修时将会有各种类型废物产生，其中一些废物是含有低放射性的轻微污染物料，若当作放射性废物来对待，不符合经济效益和废物最少化要求。这些废物目前均在核电厂内暂存待处理，占用了固体废物暂存库大量储存空间[1]。

本文通过对国内外核电厂轻微污染物料清洁解控现状进行调研，阐述了核电厂清洁解控物料类型、解控限值及解控方法，对已有的核电厂轻微污染物料清洁解控流程和实施步骤进行了分析，在可进行标准化方面提出了优化建议。

1  核电厂轻微污染物料清洁解控概述

1.1 可清洁解控物料

根据国内二代加改进型核电厂的运行经验，潜在可清洁解控废物主要包括如下几类[2]：

（1）蒸汽发生器排污系统（APG）的废树脂。

由于APG系统一般仅受到轻微放射性污染，该系统的废树脂有清洁解控的潜在可能。例如在秦山第二核电厂用便携式仪表测量APG树脂的表面剂量率，当剂量率低于便携式仪表的下限0.4?Sv/h时，将APG树脂装入200L钢桶储存，等待清洁解控。

（2）部分放射性废油。

根据秦山核电二期工程2009和2010年的放射性废油取样分析结果，大部分放射性废油活度浓度低于0.l Bq/mL，有清洁解控的潜在可能。

（3）部分杂项干废物。

根据核电站的放射性杂项干废物组成，占较大比例的可压实废物都用初级压实机进行了压实，200L钢桶表面剂量率低于l?Sv/h的约占10%，预计这些废物在压实前（约50L塑料袋装）表面剂量率低于0.5?Sv/h，有直接清洁解控或储存衰变后清洁解控的潜在可能。

（4）通风系统的预过滤器芯。

根据国内核电厂的运行数据，通风系统产生的预过滤器、高效过滤器和碘过滤器的表面剂量率为0.2～10?Sv/h，有清洁解控的潜在可能。碘吸附器能够吸附寿命较短的131I等核素，进行储存衰变后，放射性水平会有较大幅度的降低。

（5）废金属部件。

大部分废弃的金属部件在没有被活化，只受到表面污染的前提下，表面光滑或涂有保护漆，易于通过熔融方法去污。去污后，表面污染水平和放射性活度会有大幅度降低，能够达到清洁解控水平。

（6）被轻微污染的劳保用品，如工器具、工作安全鞋、工作服、手套、塑料。

1.2 清潔解控限值

清洁解控限值指必须遵守的、国家审管部门有关解控活动规定的剂量限制。通过照射情景、照射途径、计算模式进行计算和总结后，关键照射途径所致的最大剂量不得超过个人剂量（10?Sv/a）和集体剂量（1人·Sv）的限值。为了方便测量通常以放射性浓度值（Bq/g）或表面污染水平（Bq/cm2）的形式，给出豁免水平/清洁解控水平。

IAEA在安全系列报告中提出包括天然和人工核素在内的一组以活度浓度表示的解控水平值，对含多种放射性核素的放射性物料提出了解控指数CI的概念[3]，即：

（1）

其中，Ai、Li分别为物料中核素的活度浓度及其解控水平。如果CI<1，则物料解控。

1.3 清洁解控方法

（1）测量后直接解控。

对于检测后满足清洁解控要求的废物直接允予清洁解控。

该方法适用于受到轻微放射性污染或潜在受到放射性污染的废物，例如APG废树脂、APG废滤芯、部分通风过滤器芯、放射性废油、杂项干废物等。

（2）储存衰变后解控。

对于不满足解控要求但十分接近清洁解控水平，且在衰变一定年限后能满足清洁解控水平的废物，送到放射性固体废物暂存库中进行贮存衰变。

该方法适用于短寿命核素占较大比例的废物，例如碘过滤器等，此类废物应储存在废物暂存库的专门区域中，储存衰变一定年限后再进行测量和解控。

（3）去污后解控。

对于易去污的金属部件等，经过去污后能满足清洁解控水平的废物，送到放射性机修和去污车间去污。

该方法适用易去污的金属部件等废物，例如检修更换下来的机械部件，此类废物应根据被沾污的情况和特性，采用适当的去污措施后，将去污后达到清洁解控水平的废物进行解控。

2  核电厂轻微污染物料清洁解控流程

目前的清洁解控流程包括源项调查分析、确定解控限值或导出限值、辐射水平检测内容设计（包括核素测量、检测方法的选择、取样方案制定等）、解控实施（包括解控评估、解控判定等）等步骤[4]。

2.1 源项调查分析

（1）物料的来源：如服役期间的一、二回路放射性水平、蒸汽发生器泄漏量、废物产生区域设备的辐射监测情况、可能的主要放射性核素种类等，描述废物来源于哪种堆型，哪个回路或系统，该场所的本底水平，产生的阶段。

（2）材质特性：描述物料的材质类型，如混凝土、金属、塑料、纸张或橡胶等。材质不同，物料的测量内容及方法也不相同。

（3）废物量：明确污染物料的数量及重量。

（4）物料的污染特性：污染种类，表面污染、体污染及活化;主要放射性核素类型;污染深度，活度浓度水平。

（5）物料的辐射特性：如α、β、γ核素污染。

（6）物料储存时间：一般来说需将物料先储存一年以上，去除半衰期小于30d的短半衰期核素造成的影响。

（7）电厂的相关运行历史及事件：①正常运行工况，核电厂在规定的运行限值和条件范围内的运行;②其他工况（包括缺失运行记录），包括预计运行事件和事故工况以及运行记录缺失的情况。

2.2 辐射水平检测内容设计

（1）检测方法的选择。

根据源项分析结果（污染特性，辐射特性），对辐射水平检测方法进行选择。依据GB 17947-2008确定辐射检测仪器的方法。

检测方法有表面污染测量、活动浓度测量和表面剂量率测量三种。

（2）检测仪器的选择。

选择检测仪器，主要取决于所选检测方法，方法共分三类：表面扫测、体积测量和采样进行实验室分析。依据GB 17947-2008確定辐射检测仪器的性能及特性要求。

（3）分类收集、暂存。

按照污染程度，将待解控其分为两类：Ⅰ类（污染水平<污染控制水平）和Ⅱ类（污染水平>污染控制水平）。污染控制水平参考GB 18871-2002，若污染水平<污染控制水平，经审管部门同意后，可直接实施解控。

（4）预处理。

选定电厂控制区内的某一个开阔空间，建立物料拆除、解体等预处理的工作区域，依据先Ⅰ类，后Ⅱ类的原则，逐批次分步进行预处理：物料的整体拆卸、分开收集，表面清洁平整使其适合测量操作等。

（5）辐射水平检测。

辐射水平检测涉及一系列过程，具体过程分为以下两种：

①表面污染测量或表面剂量率测量

某些物料需先进行表面污染测量或表面剂量率测量（如金属框架），再进行抽检评估（即采样分析），过程如下：

对经过分类收集及预处理的物料，进行分组或分批次测量。选择检测方法及检测仪器，对物料进行检测，记录物料的表面污染值或表面剂量率值的平均值和热点值。对满足解控要求的进行抽检评估，对不满足解控要求的，实施去污、储存或分拣后再测量，若依旧无法满足解控要求，则作放射性废物储存或处置。

②采样及主要放射性污染核素活度浓度测量

某些物料不需要先进行表面污染测量（如APG树脂），直接进行采样分析来得到主要放射性污染核素活度，采样要求如下：

对（数量少）小的物体，可进行全部测量;对大的物体（数量多或体积大），采集的样品量应具有足够的统计意义，应至少满足95%的置信水平要求。该标准规定了样品代表性的评估计算方法，参见公式（2）：

（2）

式中，S为样本标准差;n为要求最少样品数;X为n个样品测量平均值。根据样品本身特性的不同，样品采集时可采用科学的采样布点方法，对样品的采集量进行优化设计。

2.3 解控实施

（1）解控判定条件。

按批次（包括若干抽样单位），当抽样单位所有样品的主要放射性污染核素活度浓度，满足公式（1）时，则待解控物料可以进行解控;

如在抽样单位中有一个样品不满足公式（1），需增大抽样单位的取样个数至原来的多倍（待数据积累充分后，倍数可作相应增减），如多倍样品的主要放射性污染核素活度浓度，全部满足公式（1）时，则待解控物料（剔除超标样品）予以解控。

（2）不予解控判定条件。

按批次（包括若干抽样单位），当抽取单位所有样品的主要放射性污染核素活度浓度，如有二个或以上样品不满足公式（1）时，则待解控物料不予解控;

如在抽样单位中有一个样品不满足公式（1），需增大抽取单位的取样个数至原来的多倍（待数据积累充分后，倍数可作相应增减），如多倍样品的主要放射性污染核素活度浓度，其中一个样品不满足公式（1）时，则待解控物料不予解控。

当所有检测数据满足判定条件时，才能做出解控判定结果。

3  清洁解控标准流程优化建议

3.1 清洁解控流程标准化

为了规范核电厂轻微污染物料清洁解控操作，现提出建立支持和简化最终解控判定的标准化流程的建议。

（1）制定轻微污染物料清洁解控总标准化流程;

（2）同时在同样堆型（如压水堆），同样源项，同样工况情况下，按物项，一物一议，建立相应物料的清洁解控标准化流程。

经过环保部审批过后，各个核电站将该流程涵盖入《放射性废物管理大纲》内，严格按照相应流程对物料进行清洁解控。

3.2 二次解控物料解控流程建议

为了降低清洁解控工作的花费，提高解控工作效率与质量，现提出对同一核电站、同一来源、同一工况、同一物项、同一废物量的物料进行第二次清洁解控申请时相关流程的简化。

（1）源项分析的建议。

对于已知同一来源，同一运行状态，同一物项，同一废物量的物料（以下简称为二次解控物料），在源項分析阶段可以只考虑物料的储存时间，因为在同一运行状态情况下，来源于相同堆型，同一回路或系统的同一材质的物料在理论上应该具有相同的污染类别、污染核素类型、活度浓度水平及辐射特性。

（2）确定解控限值的建议。

对于二次解控物料，相关污染核素清洁解控水平已知，人员可能受照剂量估算理论上应该差距不大，特定免管水平应该一致，故可省略此步。

（3）检测方法选择的建议。

对于二次污染物料，由于源项分析结果相同（贮存时间相差不大），故检测方法相同，可省略此步。

（4）检测仪器选择的建议。

仪器的选择主要取决于检测方法的选择，在检测方法不变情况下，仪器的选择也不变。故可省略此步。

（5）辐射水平检测的建议。

对于二次污染物料，在对物料源项清楚且取得经验和数据积累后，可适当减少抽检评估所采集的样品数。

4  结语

通过对国内核电厂轻微污染物料清洁解控技术和流程进行调研，阐述了清洁解控的概念和方法，针对现有的核电厂轻微污染物料清洁解控流程进行了分析，从便于实施解控的角度，在解控流程进一步标准化方面提出了优化建议，有利于保障未来核电厂轻微污染物料清洁解控工作顺利实施，提高清洁解控工作的质量和效率。

参考文献

[1] 张志银，刘铁军.核电厂放射性废物清洁解控方法研究[A].中国核学会核化工分会.中国核学会核化工分会放射性三废处理、处置专业委员会学术交流会论文集[C].2011.

[2] 罗上庚.清洁解控和退役若干动向与新发展[J].辐射防护通讯，2000，20（118）：20-24.

[3] IAEA.No.RS-G-1.7 Application of the Concepts of Exclusion，Exemption and Clearance[S].Vienna：IAEA Safety Standards Series， 2004.

[4] 郭喜良，徐春艳，冯文东，等.核电站放射性轻微污染物料的清洁解控[J].辐射防护，2014，34（2）：74-80.