张 华 徐润龙 林炜伟
(广东省环境辐射监测中心粤西分部, 广东 阳江, 529500)
广东省阳江核电站外围γ辐射空气吸收剂量率连续监测系统由9个监测子站组成,分别为大澳、允泊、气象塔、东平、平堤水库、那琴小学、新洲中学、粤西分部、海陵岛子站[1]。本文介绍了2014—2017年γ辐射空气吸收剂量率监测结果。
各监测子站均配有S131-110-ER000C型高压电离室,仪器每秒一个读数,设置60 s出一个均值,各子站全年数据获取率均大于99%。主要技术参数如下:
(1) γ空气吸收剂量率测量范围:10 nGy/h~1 Gy/h;
(2) 能量响应范围:60 keV~10 MeV;
(3) 测量精度:<3%;
(4) 响应时间:<10 s;
(5) 角响应:<2%(全角响应);
(6) 自角本底:<10 nGy/h;
(7) 系统固有误差:≤±5%;
(8) 零点漂移:<0.5 μR/h;
(9) 增益漂移:<读数的1%;
(10) 钢球内冲高压:30 PSI;
(11) 操作温度、湿度:-45 ℃~+55 ℃,RH≤95%;
(12) 数据存储:记录间隔,1 s~9 h;存储能力,20 000数据点;归档时间,5.5 h~20.5 a。
自动站投入运行后,每年拆卸高压电离室送检会影响连续监测数据获取率,而计量院现场检定可操作性差。为保证环境γ辐射连续监测数据准确可靠,在满足《环境地表γ辐射剂量率测定规范》[2]的要求外,另采取质控措施,如子站的维护管理、传递仪器检定和比对、工作源检查等[3]。2014—2017年各子站自校比对和工作源检测结果列于表1。
由表1可见,各子站高压电离室变异系数均在10%以内,与传递仪器相比相对固有误差均在15%以内,工作源净响应值与参考值偏差均在10%以内,说明各子站仪器稳定性良好。因此,阳江核电监督性监测自动站高压电离室稳定可靠,其监测数据是可信、可溯源的。
单点监测数据有多种,除了瞬时测量值,平均值主要为5分钟、小时、日、月、年。5分钟均值由瞬时测量值计算得出,小时均值由5分钟均值计算得出,日均值由小时均值计算得出,月均值由日均值计算得出。
表1 2014—2017年广东省阳江核电站各子站高压电离室自校比对和工作源检测结果
注:1) 变异系数在10%以内,相对固有误差在±15%范围内,相对偏差在±10%范围内,判定合格。
单点监测数据进行5分钟、小时、日、月平均值计算时,须满足监测频次的要求,即须有测量时段3/4以上瞬时测量值方能计算γ辐射剂量率5分钟均值;须有9个以上5分钟均值方能计算小时均值;须有18个以上小时均值方能计算日均值;须有20个以上日均值方能计算月均值。
2014—2017年广东省阳江核电站各子站环境γ辐射空气吸收剂量率监测结果见图1。平堤水库2017年γ辐射空气吸收日均剂量率见图2。结果分析如下:
(1) 气象塔监督性监测数据与本底调查数据极为接近。
气象塔子站为本底调查及监督性监测共有点位。2010—2011年本底[4]环境γ辐射空气吸收剂量率年均值范围122.0~135.0 nGy/h,小时最小值110.0 nGy/h,小时最大值213.0 nGy/h,月平均值126.1 nGy/h,标准偏差3.6 nGy/h;2014—2017年监督性监测年均值范围121.7~131.8 nGy/h,小时最小值113.0 nGy/h,小时最大值229.9 nGy/h,月平均值126.4 nGy/h,标准偏差2.8 nGy/h。气象塔监督性监测数据与本底调查数据极为接近,其它站点的监督性监测数据也都在本底范围内,表明阳江核电运行4年来未对周围环境γ辐射空气吸收剂量率造成可察觉的影响。
(2) 东平、粤西分部和气象塔站点剂量率出现异常转折或起伏。
东平站2014年底开始,数据明显升高,原因可能是站点周围陆续建楼,导致环境发生变化;粤西分部站2015年1月由楼顶搬迁至地面,剂量率从>100 nGy/h降低为96 nGy/h左右,可能原因是楼顶为水泥硬化面,地表为草地;气象塔站数据异常波动较多,因站点直线距离90 m处有不定期探伤活动,经核实剂量率异常峰值与阳江核电站公布的探伤时段一致。
(3) 环境γ辐射空气吸收剂量率随季节略有起伏。
以平堤水库为例,11月至次年2月略高,3月至10月略低。阳江核电站厂址区域气候深受季风影响,夏半年高温多雨,冬半年天气较为干冷,而土壤含水量、氡子体浓度及空气中悬浮颗粒等均会对环境γ剂量率造成影响。
(4) 降雨对环境γ辐射空气吸收剂量率的影响。
新洲中学、气象塔、平堤水库、那琴小学、海陵岛、大澳、东平、粤西分部、允泊各子站环境γ辐射空气剂量率小时最大值监测时间分别为2017年8月23日15:00、2014年2月11日00:00、2017年9月1日16:00、2017年8月23日16:00、2017年10月16日2:00、2016年8月27日19:00、2017年8月23日16:00、2015年7月18日14:00、2017年8月23日16:00。除气象塔站点由广东火电常规岛项目部实施探伤引起外[5],其余站点均由降雨引起。降雨期间剂量率有不同程度升高,地面站变化较为明显。以平堤水库站点为例,小时剂量率随降雨变化明显,因降雨期间空气中氡子体凝聚下降至地面,从而引起环境γ辐射空气吸收剂量率短暂性升高[6],并且剂量率升高幅度与降雨量大小正相关,一般降雨2 h后恢复正常[7]。
图1 2014—2017年广东省阳江核电站各子站环境γ辐射空气吸收剂量率监测结果
图2 2017年平堤水库γ辐射空气吸收日均剂量率监测结果
2014—2017年,阳江核电监督性监测自动站稳定运行,监测数据可信、可靠。结论如下:
(1) 阳江核电外围环境γ辐射空气吸收剂量率在本底范围内波动;
(2) 受气候条件影响,呈季节性变化,冬春两季略高,夏秋两季略低;
(3) 环境γ辐射空气吸收剂量率随降雨变化明显;
(4) 阳江核电运行以来未对周围环境γ辐射空气吸收剂量率造成可察觉的影响。