红沿河核电站环境辐射监测系统的应用与改进

唐毅

摘 要：文章介绍了红沿河核电站环境辐射监测系统功能与组成，结合应急演习实践简析该系统在应急辐射环境监测中的应用。在日本福岛事故后，红沿河核电站参考国际上先进的监测技术，将环境辐射监测系统进行改进，增配了基于无线自组网络进行数据传输的可移动式辐射连续监测等设备，进一步加强了应急环境监测的能力建设和技术实力。

关键词：环境辐射监测；应用；改进

中图分类号：TL75+1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0057-02

根据国标6249-2011中的要求，在核电站运行期间的常规环境辐射监测需要监测周围20 km范围内的环境辐射剂量水平。红沿河核电站建成了环境辐射连续监测系统，以便于评价核电站控制放射性物质向环境释放的设施的效能，检验核电站周围的环境介质是否符合环境标准和有关限值；估算环境中辐射与放射性物质对公众产生的照射剂量和潜在的照射剂量；并为应急事故期间制定应急方案提供决策的依据等。

1 系统的组成与主要功能

环境辐射系统由外围监测设施（环境γ辐射监测站、气象站、环境监测车）、通讯网络和中央站组成。

①环境γ辐射监测站连续记录厂区周围环境γ辐射数据，获取气溶胶、碘和雨水的样品，测量环境γ辐射监测站降雨量，当γ辐射剂量率超过阈值时产生报警。

②气象站测量、采集、记录和发送现场风向、风速、温度和湿度等气象数据用于计算、评价核电厂气态放射性物质排放对该地区环境的影响；事故情况下，提供实时气象参数以便制定和执行应急措施。

③环境监测车在核电厂正常运行期间，环境监测车作为移动式的环境辐射监测站，定期地对核电厂周围环境γ辐射进行巡测。

④通讯网络为有线和无线两种方式互为备用。有线通讯厂内子站采用光纤，厂外采用ADSL专线；无线通讯厂内外都采用GPRS传输。

⑤中央站连续采集、处理和记录环境γ辐射、气象及环境监测车的数据；发送处理后的数据到主控室和应急指挥中心；接收并处理监测站故障报警、电源故障报警及超阈值报警信号。

2 当前配置及运行情况

2.1 环境辐射监测系统配置情况

中央站主要由服务器及若干工业计算机组成，承担着数据接收发送处理存储等任务。

环境γ辐射监测子站共有12个， 厂内站7个（分别为AS1 档案楼；AS2厂区东门；AS3培训中心；AS4武警平台；AS5UA门；AS6 排水口；AS7 220开关站），厂外站5个（分别为BS1老渔窝；BS2程家沟；BS3前大地；BS4大衣屯；BS5 红沿河镇）。

环境监测子站设备配置，见表1。

2.2 环境辐射监测系统运行

环境辐射监测系统是电厂正常运行和事故期间环境辐射监测的重要组成部分，由中央站和12个γ辐射监测子站组成。每个子站配备了GM计数管型γ辐射探测器进行连续监测，监测数据通过有线和无线传输方式传至中央站，从而实现对厂区10 km范围环境γ辐射水平的在线监测。

为保证系统运行和探测器性能的可靠性，制定了一系列的质量保证措施，见表2。

环境辐射监测系统的所有周期测试工作都按时完成，结果符合要求。

经过3年的调试和运行，环境辐射监测系统总体运行情况良好，数据获取率达99.7%。监测的环境辐射数据处于本底涨落范围内。但设备开始老化，测量仪表等设备及系统软件的故障率都有所增加，同时，备件的采购相对滞后，从而导致有些故障不能及时解决。

障率都有所增加，同时，备件的采购相对滞后，从而导致有些故障不能及时解决。

针对系统在运行和维护方面存在的问题，经协商制定了增加预防性维修和完善备件管理两项措施，同时，积极在国内市场寻找可以替代的设备，以克服目前系统设备采购来源单一，不但昂贵而且采购时间长的缺点。

3 应急环境监测中的应用

结合红沿河核电站1号机首次应急演习，环境辐射监测系统在应急监测中的的应用主要体现在以下几个方面。

3.1 可作早期预警监测

环境辐射监测系统能自动、实时、在线连续的监测厂区周围环境γ辐射数据，在事故早期能够快速响应，通过γ辐射及气象连续在线监测可及时发现环境辐射的异常变化，并快速 将报警信息实时传送至应急指挥中心及主控室。

3.2 承担应急监测任务

在事故早期的主要任务是对烟羽的追踪和监测，环境辐射监测站和气象站能够连续提供固定方位的监测数据；环境监测车能够快速前往指定地点，沿指定的路线进行剂量率测量。同时系统还能通过包含事故区域地理信息的数字地图将核电厂区及周边的情况实时标绘在应急指挥中心的计算机上。车上配置了多种便携式仪器（包括环境γ辐射监测仪、便携式γ谱仪，表面污染仪等），可快速、及时在就地测量α、β表面沾污的测量及γ核素的测量。

应急环境监测承担大量的采样任务，环境γ辐射监测站设有在线取样系统，可以采集气溶胶及气碘样品。环境监测车也配置气溶胶取样装置，可以及时前往指定位置承担气溶胶及碘样品采集、TLD的布放及土壤等的采样任务。

3.3 为恢复措施及后果评价提供技术依据

通过环境辐射监测系统可以获得有关事故产生的辐射后果的数据，包括气象数据中的风速风向，环境γ剂量率等，监测车便携式仪表可以获得地面沉积γ剂量率及γ核素分析结果，判断受污染的区域和程度。

为判定事故性质和等级、查明事故源项、评价事故影响后果、基于操作干预水平决定应急防护行动和干预、协助阻止辐射污染扩散、制定处置方案和采取恢复措施等工作提供技术依据和评价基础。

4 PF后系统的改进措施

4.1 增加基于无线电自组网络的可移动式辐射连续监测 设备

事故状态下，放射性污染的扩散是随气象和地形条件不断变化的，应急监测应该是一种动态的实时监测，固定γ辐射剂量率连续监测站和监测车的巡检往往不能满足获取环境敏感点实时的放射性污染数据要求；极端的外部环境条件也可能使通讯、电力中断。

因此，红沿河核电站开展了基于无线电自组网络进行数据传输的可移动式辐射连续监测设备作为环境辐射监测系统的备用。该套设备共有三个部分：移动式集成探测器、数据处理中心和无线接收装置。

移动式集成探测器上集成了GM计数管、风速风向传感器、电源和无线电发送装置，探头采用了SAPHYMO公司的XL2-2型GM计数管量程范围为10 nSv/h-10 Sv/h，同时探头将数据由自带无线电发送装置发出。

无线电接收装置shortlink receiver主要包括天线塔和接收器，在应急情况下可迅速将天线搭建在应急指挥中心楼顶，接收器布置在楼内，通过电缆连接数据处理中心服务器PDC。无线电接收装置配置有抗震外壳保护，具有较高的抗震等级。信号接收范围为20 km，场外部分地区处于山区信号较弱，后配置了信号增强设备。

数据处理中心可以处理接收装置接收到的数据并可以查看当前移动式集成探测器的状态，并将数据传输至应急指挥中心。

4.2 增加一辆环境监测车

考虑环境监测车可能因设备故障而无法及时执行环境监测功能的风险，至少应设置两辆环境监测车互为备用，符合设备冗余的原则。另根据红沿河核电厂应急巡测路线的设计，在核事故早期，两辆环境监测车分别负责厂址附近和事故实际风向下风向进行应急监测和采样，从而尽早监测处放射性烟羽的扩散方向和范围。

在核事故中期乃至晚期，在应急监测数据获取不那么迫切的条件下，一辆环境监测车可负责5 km范围内的应急监测和采样，另一辆环境监测车可负责5～10 km范围内的应急监测和采样。新环境监测越野车配置了一台碘化钠γ谱仪，以便在事故发生后前往下风向污染区中分辨烟羽中的核素。

5 结 语

红沿河核电站环境辐射监测系统经过使用积累了大量工作经验，并通过应急演习印证了其在应急监测中的重要作用。福岛事故后参考国际上先进的监测技术，增加了基于无线电自组网络的可移动式辐射连续监测设备和新环境监测越野车。这样就降低了系统在极端环境条件下的失效的风险，符合冗余配置的原则，进一步加强了红沿河核电站应急环境监测能力建设和技术实力。

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