田湾核电站2004-2022年环境γ辐射剂量率连续监测分析

2023-12-30郭英来吴春元陈云峰刘晗晗惠苗苗

核安全 2023年6期

郭英来，吴春元，王虎，陈云峰，刘晗晗，惠苗苗

（中核集团江苏核电有限公司，连云港 222042）

由于核电厂运行过程中气态流出物排放及反应堆厂房的γ贯穿辐射会导致环境γ剂量率上升，国家标准［1］要求核电厂运行期间开展环境γ辐射水平的调查范围的半径一般取20 km。环境γ辐射水平测量通常采用环境γ辐射剂量率连续监测、环境γ辐射剂量率瞬时监测以及环境γ辐射剂量率累积剂量监测［2］。田湾核电站建设了环境γ辐射剂量率连续自动监测站点［3］用于监测电站周边环境γ辐射水平，根据监测数据趋势判断电站运行对于周边环境γ辐射水平的影响。

田湾核电站1、2 号机组于2007 年投入商业运行，3、4 号机组分别于2017 年和2018 年投入运行，5、6号机组分别于2019年和2020年投入运行。

1 设备与方法

1.1 环境γ辐射剂量率连续监测站点

田湾核电站1、2 号机组投产时建有10 个环境γ辐射剂量率连续监测站，3、4 号机组投产时新建了3 个，5、6 号机组投产时新建了1 个，全电站共有14 个监测站，其中厂区内8 个，厂区外6 个。田湾核电站14 个环境γ辐射剂量率连续监测站的距离与方位见表1。

表1 田湾核电站环境γ辐射剂量率连续监测站Table 1 TNPS environment γ radiation dose rate continuous monitoring station

1.2 环境γ辐射连续测量设备

田湾核电站1、2 号机组投产时环境γ辐射连续测量采用芬兰RADOS 公司生产的RD-02探头，该探头为双GM 管结构，量程范围为10 nGy/h～40 mGy/h。2015 年田湾核电站将环境γ辐射连续测量设备更新为美国通用电气（GE）公司生产的RSDetection 高压电离室，量程范围为1 nGy/h～1 Gy/h。

1.3 数据统计方法

无论是GM 管，还是高压电离室均可获得10 分钟精度的环境γ辐射剂量率［4］，本文统计了各站点2004 年至2022 年环境γ辐射剂量率月度和年度均值。通过比对机组运行前后环境γ辐射剂量率连续测量结果，分析电站运行对于环境γ辐射水平的影响。

2 结果

2.1 环境γ辐射连续测量结果

根据田湾核电站历年环境监测数据结果，分别统计了田湾核电站环境γ辐射剂量率连续监测站点2004 年至2006 年机组运行前，2007年至2016 年1、2 号机组运行期间以及2017 年至2022 年3～6 号机组逐步投运后环境γ辐射剂量率连续测量年度均值，具体见表2。

表2 田湾核电站环境γ辐射剂量率连续测量年度均值Table 2 TNPS annual average of environmental γ radiation dose rate continuous measurement

由表2 可以看出，从时间上看，田湾核电站1、2 号机组运行期与运行前相比，环境γ辐射剂量率连续测量年度均值之比在94.8%～139.2%之间；田湾核电站3～6 号机组投运后与1、2 号机组运行期相比，环境γ辐射剂量率连续测量年度均值之比在96.0%～116.8%之间。田湾核电站3～6 号机组投运后与机组运行前的本底相比，环境γ辐射剂量率连续测量年度均值之比在94.6%～147.7%之间。各点位年度间环境γ辐射剂量率连续测量均值波动基本上在10%以内。

2.2 环境对环境γ辐射连续测量结果影响

UNSCEAR 报告［5］指出，天然本底辐射主要来自宇宙辐射和陆地辐射。宇宙辐射来自银河系辐射、太阳系辐射和地球辐射带（范艾伦辐射带），陆地辐射来自陆地表层土壤中天然放射性核素，如铀系、钍系和40K。世界各地随经纬度、地表环境及气象有所差别，并在一定范围内波动［6］。田湾核电站历年环境监测结果表明，田湾核电站环境γ辐射剂量率连续监测站点随机组运行过程中，如有的站点经历搬迁、地面类型改变、周边建筑物变化或者设备更新点位微调等原因，导致环境γ辐射连续测量结果有所波动。田湾核电站部分站点环境变化前后各10个月的环境γ辐射剂量率连续监测结果见图1。

图1 环境变化对于环境γ辐射连续测量的影响Fig.1 The impact of environmental change on environmental γ radiation continuous measurement

4 号站点搬迁后地面环境由水泥石子地面变为原野地面，环境γ辐射剂量率整体下降；5号站点和13 号站点由原野地面逐步硬化为水泥地面，环境γ辐射剂量率整体上升；7 号站点由居民楼顶搬迁至附近的另一居民楼顶后，新站点环境γ剂量率高于原站点，环境γ辐射剂量率整体上升；9 号站点水泥地面进行了刷漆处理后，环境γ辐射剂量率整体下降。以上情况说明，环境γ辐射剂量率连续监测站点的环境变化对于环境γ辐射剂量率连续测量结果影响较大，波动超过20%。

对于环境γ辐射剂量率连续监测站点中环境变化不大的站点，以6 号站点为例，其自运行以来的月度均值见图2。

图2 6 号站点环境γ辐射连续测量月度均值Fig.2 The monthly average of the station No.6 γ radiation continuous measurement

由图2 可以看出，6 号站点自运行以来环境γ辐射剂量率连续监测月度均值基本在0.08 μGy/h～0.09 μGy/h 之间波动，整体波动不大。在2015 年环境γ辐射剂量率连续监测设备更换为高气压电离室之后，其波动更小。

2.3 各站点机组运行前后差异分析

以2015 年环境γ辐射剂量率连续监测设备更新为高压电离室作为时间节点，除了个别站点因数据较少未开展显著性检验外，工作人员对其他站点在机组运行前，1、2 号机组运行期间和3～6 号机组投运后的环境γ辐射剂量率月度均值开展显著性检验，显著性检验结果见表3和表4。

表3 田湾核电机组运行前和1、2 号机组运行期间环境γ辐射剂量率显著性检验Table 3 Significance test about environmental γ radiation dose rate before TNPS unit operation and during TNPS unit 1 and 2 operation

表4 田湾核电1、2 号机组运行期间和3～6 号机组投运后环境γ辐射剂量率显著性检验Table 4 Significance test about environmental γ radiation dose rate during TNPS unit 1 and 2 operation and units 3～6 after operation

由表3 和表4 可以看出，多数田湾核电站环境γ辐射剂量率连续监测站点在机组运行前，1、2 号机组运行期间和3～6 号机组投运后环境γ辐射剂量率的差异不显著；虽然个别站点显著性检验结果差异显著，但置信区间相距较近，其差异主要源于周边环境发生了一些变化，特别是站点附近建筑物建设和地面的硬化导致站点环境γ辐射剂量率略有上升。同时，可以说明电站运行对于环境γ辐射水平的影响相对于环境的影响可以忽略不计。