核电厂热释光个人剂量监测环境本底扣除修正

周铁男，王力，金田，徐明华，施训武，龚蕾，戴生迁

(福建福清核电有限公司，福建 福清，350318)

0 引言

天然本底剂量是放射工作人员个人剂量监测中必须考虑的因素，其不属于职业照射，在计算放射工作人员个人剂量时必须予以扣除。国家标准《职业性外照射个人监测规范》[1]中规定：“监测时应使用能提供本底资料的对照热释光剂量计(TLD)，在进行职业性外照射个人监测中，为了获得准确的职业性外照射个人剂量监测结果，必须同时进行本底监测和本底剂量扣除。”

1 TLD本底剂量扣除方法

TLD本底剂量扣除方法通常根据TLD 的回收、统计结果、当期以及往期本底剂量资料的情况选择本底剂量扣除方法。常用的6种本底剂量扣除方法确定流程如图1所示。不同本底剂量扣除方法的适用条件见表1所列。

核电厂TLD监测周期一般为1个月或2个月，每监测周期均布置一定数量的本底剂量计，本底剂量计布置和回收专人负责，数据获取可靠。通常核电厂均采用方法1获取本底剂量数据，计算出本底剂量计的剂量均值，当期所有TLD测值扣减本底剂量均值得到职业外照射剂量值。

2 核电厂TLD监测特点

2.1 监测剂量计数量多

TLD作为个人剂量外照射监测的法定方式，在核电厂得到广泛使用。TLD主要用于日常运行放射工作人员的剂量监测和核应急监测准备，由于监测周期内不可共用的特点，剂量计的配置数量很大，尤其对于多机组电厂，使用数量更大。我国部分运行核电厂2018年每监测周期TLD的使用数量参见表2。

由于核电厂个人剂量监测中TLD使用数量大，致使每周期的测读和退火耗时较长。以福清核电为例，每监测周期1 500支剂量计连续退火和测读各需一周，因为退火和测读通常无序进行，同一批剂量计退火和测读操作最大可相差14 d。

2.2 核电厂人均个人剂量低

由于核电厂辐射防护最优化严格管理和实施，核电厂近年常规监测的个人剂量水平很低，据调查，核电厂辐射工作人员年均个人剂量约0.063～0.362 mSv，月均个人剂量约0.09～0.031 mSv，见表3[3]。

福清核电2014年1号机组投入商业运行至2018年4台机组同时运行及检修，各年度辐射工作人员个人剂量监测结果见表4所列。

表1 不同本底剂量扣除方法的适用条件[2]

表2 我国部分运行核电厂TLD配置情况

表3 2017、2018年我国部分核电厂个人剂量水平[3]

由表4可见，福清核电2018年在4台机组同时运行和连续检修的情况下，年均个人剂量为0.362 mSv，月均个人剂量为0.031 mSv。

表4 福清核电2014—2018年个人剂量监测结果[3]

3 本底扣除方法修正

核电厂个人剂量TLD监测的特点是：监测人数多，使用剂量计数量大，测读/退火耗时长，且核电厂人均个人剂量水平普遍偏低。那么，在监测中采用当期统一本底扣除，而由于测读/退火时间不确定带来的误差究竟有多大？是否会对监测结果有大的影响？

以福清核电2018年5月份监测周期为例：剂量计退火工作于2018年4月10日开始，4月17日结束；回收后测读工作于6月10日开始，6月17日结束。剂量计测读和退火是无次序的，因此剂量计退火和测读耗时将有可能引入14 d的环境本底偏差。这个时间偏差是否会对监测结果产生多较大影响？为了研究本底剂量扣除方法对核电厂TLD监测结果的影响，设计如下实验。

3.1 仪器

采用的剂量计类型为GR-200 (美国Mirion公司)，元件材料采用天然LiF(Mg,Cu,P) 〔92.5%7Li，7.5%6Li〕，其中DP-1、DP-2的等效组织材料相同，实验中采用DP-1、DP-2测量结果的平均值。

读出系统采用的是RADOS RE2000型热释光剂量计读出器。该系统采用方程式控制预热、测量、退火曲线，剂量读出采用氮气加热方式，具有较高的测量效率，可以进行大批量剂量计的自动读出，并且自动校正元件灵敏度。

辐照炉为RODOS IR2000型。辐照炉用于校准剂量监测系统、筛选剂量计使用。主要用于系统灵敏度校准系统线性检查，单个TLD原件灵敏度校准，辐照炉由微机控制使用进步马达用于剂量元件辐照。辐照源90S/90Y，活度为1 mCi，剂量范围100 μGy～100 mGy。

3.2 方法

(1) TLD筛选与退火

所有剂量计进行深度退火后辐照5个单位的剂量(约2 mSv)，随后进行测读、筛选，本次试验筛选出分散性小于5%的120片剂量计，筛选后的剂量重新退火(备注：测读/退火操作在同一天内完成)。

(2) TLD分组与标识

120支TLD分成12组，每组10支，装入剂量计壳内，分别以年月标注(2017年6月至2018年6月)。

(3) 剂量计投放

投放地点选择核电厂生产检修办公楼(具有代表性，辐射工作人员TLD的主要存放场所)，投放位置据地高度1.2 m，平铺，无叠置。

(4) 处理过程

每个月月初，选择标记当月的TLD进行测读，记录测读时间和测读结果，直至12组剂量计测量完毕，获取了连续12个月的TLD环境本底监测数据。

(5) 数据处理

对测读结果采用Grubbs准则对测量结果进行坏值判定。

(6) 监测结果

连续12个月本底TLD监测结果列于表5。

由表5可见，各监测周期的TLD日本底平均值变化不大(0.003 mSv/d±10%)；

因测读/退火时间差异带来的偏差最大为：

14 d×0.003 mSv/d=0.042 mSv。

3.3 分析讨论

由上节结果可知，核电厂每个监测周期内因为测量/退火时间差异可能带来的最大本底误差约0.042 mSv，而核电厂辐射工作人员的月剂量平均水平约为0.030 mSv，如果采用固定的本底扣除方法，本底剂量扣除带来的偏差可能达120%。

表5 连续12个月本底TLD监测结果

核电厂个人剂量监测中大批量TLD测量和退火时间差可能会达14 d，固定本底扣除将有可能引入大的监测结果偏差。针对这一问题，本文提出一种时间累积修正的本底计算方法，针对每个剂量计的测量和退火时间，进行本底计算和扣除。计算公式为：

(1)

式中，Di,B为剂量计i的本底值，mSv；DB为跟随本底剂量计测值，mSv；ti,测读为剂量计i测读日期；ti,退火剂量计i退火日期；tB,测读为本底剂量计测读日期；tB,退火为本底剂量计退火日期。

4 结语

对于职业照射个人剂量水平普遍较低的核电厂，个人剂量监测剂量计数量大，剂量计处理耗时长，固定的环境本底扣除方法可能带来较大的误差。采用本文的时间累积本底扣除方法，不需要增加监测设备，并且可以通过计算软件(EXCEL)方便实现，方法可行。