COE分析实验室的建设、运行及发展

国家核安保技术中心

由中美合作在华建立的核安保示范中心项目（COE），自2010年4月商定，到2016年3月建成运行，已经取得初步的成果。回顾建立的过程，总结取得的成果，分析存在的问题，研究今后发展，是目前的当务之急。

COE的筹备建设

中美合作建设COE项目是2010年4月由两国元首商定的，2011年1月签署合作谅解备忘录，2012年4月签署项目经费筹措协议。随后，双方共同讨论确定设计和技术方案。2011年11月，成立国家核安保技术中心SNSTC，隶属国家原子能机构，负责COE项目的建设、运行和管理。2013年10月奠基，2016年3月建成运行。

COE位于北京长阳科技园，总建筑面积2.75万平方米，主要建设有综合培训楼、分析实验楼、环境试验楼、核材料衡算与实物保护模拟设施、响应力量训练及演练设施、实物保护测试场等。分析实验楼的建设面积近3400平方米，建立了破坏性分析（DA）和非破坏性分析（NDA）两种技术手段共17个实验室，配备了约200台（套）的先进仪器设备。

DA实验室具备从核材料到非核材料、从常量元素到痕量元素、从无机物到有机物的多种分析手段，基本囊括了核燃料循环各个工艺流程中涉及的分析设备，可为核工业、核安保、核保障和核法证学科学研究、样品测量及相关培训提供全方位的服务。NDA实验室具备伽马、中子、量热三种技术手段的仪器设备，可为核材料或其他放射性物质提供全方位的无损检测和定性定量分析，可为核安保、核保障和核法证学科学研究、样品测量及相关培训提供技术服务。

为规范和提高实验室管理水平，自COE成立起，COE分析实验室即开始实验室标准管理体系的建立。按照《检测和校准实验室能力认可准则》、《检测实验室和校准实验室能力认可准则》、《检验检测机构资质认定评审准则》等相关认证认可文件和法律法规要求，以建立统一标准的实验室管理体系为目标，开始着手实验室标准管理体系的建立。

随着实验室标准管理体系组织机构的建立、管理体系文件的编制完成，实验室管理体系得到初步建立。在试运行至初评审期间，实验室进行了各项管理和技术活动，管理活动有内部审核、管理评审、文件管理、客户意见征求及对实验室工作的质量监督等。技术活动有期间核查、检测和校准结果的质量保证、参加能力验证、检测和校准方法的确认、编制原始记录和检测人员资质证书等。

在总结实验室管理体系试运行成果的基础上，试运行一年后，完成实验室初评审申请文件的编制。2016年3月获得了国家原子能机构核材料管制办公室颁发的“核材料许可证”，具备使用实物保护等级为三级的核材料。2017年3月获得北京环保局颁发的“辐射安全许可证”,具备使用Ⅳ类、Ⅴ类放射源和使用Ⅲ类射线装置的资质。2017年5月通过中国合格评定国家认可委员会认可，2017年6月通过检验检测机构资质认定。

实验室的运行管理

日常管理。实验室按照国家核安保技术中心的有关规定，积极贯彻“开放、联合、竞争”的运行管理方针，为国内外核安保及核材料分析领域提供学术交流、培训教学和试验环境。实验室归口技术研发处管理，由技术研发处处长负责实验室的运行管理，具体负责实验室整体规划、人员管理、经费使用管理及设备的更新、购置等。实验室采用“实验室管理系统（LIMS）”进行数字化管理。LIMS系统以实验室为中心，将实验室的业务流程、环境、人员、仪器设备、标物标液、化学试剂、标准方法、文件记录、客户管理等影响分析数据的因素有机结合起来，采用先进的计算机网络技术、数据库技术和标准化的实验室管理思想，组成一个全面、规范的管理体系，为实现分析数据网上调度、分析数据自动采集、快速分布、信息共享、分析报告无纸化、质量保证体系顺利实施、成本严格控制、人员量化考核、实验室管理水平整体提高等提供技术支持。

人才队伍建设。着眼于COE的长远发展，根据专业建设的需要，以DA和NDA两个专业技术人才为重点，兼顾技术支撑队伍，坚持引进与培养并重，深入实施萃英人才建设计划，全面加强人才队伍建设，促进COE持续、健康、快速发展。通过边建设、边研究、边教学、边开放的方式，凝聚和培养了一支高水平的专业队伍。

仪器设备管理。实验室主任负责对仪器设备的日常管理，技术人员负责设备的维护和运行。对于所有10万元以上的设备均分配到专人管理，负责设备的保养及对使用人的培训等。每个大型设备均有独立的设备档案，记录设备的状态及使用情况。实验室制定了“实验室仪器设备管理办法”，以保证设备的完好、共享和对外开放。

合作与交流。通过多种方式加强合作，建立良好互赢的合作关系。在国内与清华大学、哈尔滨工程大学、南华大学、东华理工大学、中国原子能科学研究院、中国计量科学研究院、核工业北京地质研究院等建立了战略合作关系。在国外与美国橡树岭国家实验室和洛斯阿拉莫斯实验室建立了合作交流关系，共同开展DA、NDA、核材料衡算等相关技术研究、交流、培训课程开发、人员培训等。

实验室安全。按照“宣传教育是前提，制度管理是根本，安全检查是关键，安全管理是举措”的安全管理思路，制定了若干安全管理规定，使实验室安全工作有章可循，并逐级落实安全责任。要求实验室负责人负责安全，每个实验室都有安全责任人，形成了人人重视、责任到人的安全工作局面。

取得的初步成果

核材料管制视察现场核实。我国核材料管制实行许可证制度，核材料衡算与控制是其中一项重要的技术手段，政府对核材料许可证换证现场检查或例行检查以往均停留在合规性检查和账目抽查层次上，依靠视察仪器进行现场核实或是现场取样拿回实验室分析尚未开展。COE分析实验室建成后，于2016年12月和2017年11月分别对272厂和405厂进行了现场核实测量。这标志着我国核材料管制视察工作从合规性检查迈向有效性检查阶段。

参与国际国内比对。2016年5至7月，参加中核集团组织的“BRIUGIC-2016铀矿地质样品分析实验室间比对”活动，比对项目为2个样品中的16个元素含量分析，COE分析实验室参与了其中10项比对，这也是COE首次参加国内比对，比对结果在参与的实验室中名列前茅。2017年还先后参加了中国核燃料公司组织的“八氧化三铀成分分析实验室间比对”和核工业北京化工冶金研究院组织的“铀矿石浓缩物中砷、汞、铅、镉的实验室间比对”。

2017年3至9月，国际原子能机构核保障分析办公室为评估其网络实验室、候选网络实验室及参与比对的其他实验室的核材料分析能力，举办了核材料分析实验室比对的系列性能测试活动。COE分析实验室应邀参加铀同位素比对和铀含量的分析比对工作，这也是COE首次参与国际比对。在所有提交数据的实验室中，COE分析实验室分别位居为第1、第3和第9名。标志着COE分析实验室的铀同位素分析能力达到国际先进水平。

参与标准物质定值。参与核工业北京地质研究院承研的“酸性热液铀矿标准物质”和“碱性热液铀矿标准物质”中20个元素的标准定值工作；参加了核工业北京化工冶金研究院承研的2项八氧化三铀中铀含量及其杂质共25个元素的定值工作。

承担科研项目。针对脱离监管的核与放射性物质测量分析场景，承担了IAEA的协调研究项目，研发建立一套一体化便携式LaBr3探测系统。承担核能开发“标准核燃料组件研制”项目中，“压水堆燃料组件中铀杂质元素含量及235U富集度分析方法比较研究”的子课题，研究压水堆燃料组件中铀杂质元素含量及235U富集度分析方法，掌握压水堆燃料刻度组件研制过程中的DA定值关键技术，为成功研制一个用于压水堆核燃料整体测量的标准组件提供技术支持。

搞好培训和展示。与美国能源部橡树岭国家实验室合作，相继开展了“戴维斯－格雷滴定精密测定铀含量”、“全蒸发－热电离质谱技术测定铀同位素比值”、“洁净实验室运行管理”等培训课程的课程开发、教员培训和对外培训工作。与美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室合作，开展了“伽马NDA分析技术”、“中子NDA分析技术”、“量热NDA分析技术”、“放射源管理”等培训课程的课程开发、教员培训和对外培训工作。与国际原子能机构及美国能源部合作，举办“核材料衡算与实物保护一体化”地区性培训班。为四川红华公司员工提供了量身定做的核安保、核材料衡算培训。同时接待来自30多个国家的81个来访团组。

亟待解决的问题

实验室管理模式需探索创新。由于COE建成投运时间短，存在着与高速发展的培训、科研水平不相适应的管理问题。如何建立一套系统完整的实验室管理和有效评价机制，在完善实验室管理评价体系和管理模式基础上，最大限度提升COE的功能和作用，已成为一个突出问题。

运行规模与人员配置的矛盾。COE拥有17个分析实验室，配置了200台（套）的仪器设备，涉及核物理、核电子学、辐射探测、放射化学、分析化学、有机化学等多个学科和种类。而目前仅有8人在岗，运行规模与人员配置的矛盾突出。

科研需求与行政许可的矛盾。SNSTC隶属于国防科工局，被划分为行政机关，无法申请科研项目。而COE分析实验室类似于高等院校，培训教学和科研开发应该是其主题，但迄今为止，尚没有得到科研项目的支撑。长此以往，COE的发展将会受到极大影响。

运行经费问题。目前COE运行经费是财政拨款，但尚不能满足COE的实际需求。

今后的工作展望

为我国核材料闭合衡算提供技术支持。我国在20世纪八九十年代颁布的《中华人民共和国核材料管制条例》及其实施细则中规定，核设施要实行闭合衡算，但时至今日，有些核设施尚未实现闭合衡算，政府也因缺乏技术手段难以进行有效核查。COE分析实验室的建成，可在核材料闭合衡算中为政府监管提供技术支持。

为核材料管制视察工作提供技术支持。依靠视察仪器进行现场核实或是现场取样拿回实验室分析尚未按常规开展，COE可为以后的核材料管制视察和现场检查工作提供强有力的技术支持。

开展核设施分析实验室核材料分析能力评估。以定期或不定期形式开展核材料分析实验室间比对，评估核设施核材料分析能力。可为国家核材料管制的能力和决策提供数据支持，可提升设施单位核材料分析能力和水平，也可为制定核材料测量分项不确定度提供数据。

开展核法证学研究。COE配备的先进核安保分析设备和国际一流的实验室环境，具备了开展核法证学研究工作的优越条件；与国际原子能机构和美国等相关实验室建立了有效的合作关系，为开展核法证学研究提供了良好的外部环境。开展核法证学技术研究，开发建立国家级的核法证学数据库，通过先进的核分析技术对失控的核材料进行追踪溯源，为追溯当事人的责任和查找监管链的漏洞，为打击核材料和其他放射性物质的非法转移或贩卖提供有力武器。

开展核安保标准物质研制。标准物质是刻度仪器、验证方法和实现质量控制的重要途径。利用COE先进的仪器设备，开展核安保相关的标准物质研制工作，也是COE未来发展的重要方向。

开展第四代新堆型的核材料衡算方案研究。高温气冷堆、钍基熔岩堆等第四代新堆型的出现，特殊的燃料元件结构、循环方式及系统设计决定了其核材料衡算工作不同于传统的压水堆，不能按照单纯的件料或者散料进行衡算管理。针对第四代新燃料堆型对核材料衡算和核安保技术提出的挑战，COE应为国家和核设施排忧解难。

共享平台让资源发挥更大作用。建立仪器共享管理平台，实现仪器设备的信息互通和统筹利用，使COE仪器设备能够被更有效地使用。

COE建成不到两年时间，尚处于开创阶段，实验室的能力和技术沉淀相对薄弱，还需要不断学习、不断积累、不断创新、不断合作，以提升COE的能力和水平，在核安保、核保障、核法证学等应用领域中，更大程度地发挥出COE分析实验室的潜力和作用。