核电厂辐射监测设备国产化进展及方向研究

吴平韬 连杰

福建福清核电有限公司 福建福清 350318

1 KRT系统的主要功能

KRT系统是与电厂运行情况直接相关的辐射防护监测系统，具有连续监测、快速响应、提供辐射安全信息反馈等特点。它执行以下四种功能：（1）对辐射风险较大的场所进行连续监测，并对控制区进行定期巡检监测，保护电厂工作人员免受高剂量照射。（2）监测核电厂的气相和液相流出物得污染水平，确保核电厂周围的居民免受照射。（3）对核电厂屏障的完整性和有效性的监测，确保在屏障失效前对其进行修复，防止失效危险的发生。（4）为核电厂提供辐射监测数据，确保电厂的隔离系统和通风系统的自动安全措施能有效触发，为工作人员和公众的辐射安全提供保障[1]。

2 KRT系统的设备现状

2.1 常用探测器

KRT系统常用的探测器主要包括：半导体探测器、闪烁体探测器、电离室、盖格计数管（G-M计数管）等。电离室分为脉冲电离室和电流电离室，其中电流电离室具有能量响应好、线性范围宽、工作寿命长等优点，应用于秦山二期核电厂KRT系统中的电离室主要是电流电离室。G-M计数管是最早和最广泛使用的一种辐射探测器，具有灵敏度高、稳定性高、制造方便和成本低等优点，但对高能γ射线探测效率较差，且测量误差相对较大，福清核电厂部分通道的探头属G-M计数管。半导体探测器包括高纯锗（HPGe）探测器和碲化镉（CdTe）探测器，其中HPGe探测器具有能量分辨率高、线性范围宽、体积小等优点，但性能受温度影响大，需要液氮冷却后使用，一般用于实验室和各种专业场所；CdTe探测器是一种新型的半导体探测器，能在室温下稳定工作，对环境条件适应性强，缺点是存在极化现象。闪烁体探测器主要以NaI（Tl）探测器为主，具有对γ射线探测效率高、灵敏度强、室温下稳定工作等特点，在国内绝大多数商用核设施KRT系统中均有使用[2]。

2.2 国内KRT设备现状

国内在KRT设备的研发上起步较晚、技术较为薄弱，暂无法为核电厂提供全套的KRT设备。国内主要的KRT研发厂商包括：西安核仪器厂、山西中辐院、中船重工719研究所等，其中西安核仪器厂和719研究所已经为国内部分商用核设施进行供货。

3 辐射监测设备国产化的方向

3.1 建立标准体系，利用标准指引方向

我国的核电建设走的是引进、消化、吸收、自主建设的路线。从目前来看，引进工作做得非常多，但是引进后的工作则相对不足。法国在20世纪70年代初学习美国的压水堆核电技术，根据其自身情况摸索并制定出一整套适合法国实际情况的规范标准，使其迅速成为核电技术领先的大国。我国发展核电的历史已有30年的时间，但是我国核电建设的很多标准仍然使用国外制定的标准。当前应抓紧时间完善、规范我国核电建设的标准体系；标准的国产化是辐射监测设备乃至整个核电装备制造业国产化的引擎。建立适合中国国情的核电建设标准能够为辐射监测设备国产化指引方向。

3.2 加强基础研究，为设备国产化奠基

技术性能优异的探测器、光电倍增管、放大器是制造出一套性能先进的辐射监测设备的基础。当前我国辐射探测设备的基础部件的生产技术、工艺明显落后国外制造厂，而且国内大部分生产厂在基础部件的生产、研发上投入较少，先进技术部件的生产能力日益萎缩。这种状况造成国内生产的辐射监测设备要么在技术上与国外设备存在差距，要么设备造价较高，市场竞争力较弱[3]。如果长期依赖国外进口部件进行设备集成必然导致我国的辐射监测设备国产化有名无实，由国外供货商垄断设备市场变成垄断核心部件市场；因此，制造出性能优异的关键部件是辐射监测设备国产化的核心，也是破解国外设备垄断我国市场的关键。关键部件的基础性研究是一个循序渐进、资金投入大的过程，需要长期坚持不懈的研究才能取得好的效果。

3.3 科研院所与制造商结合

从福清、方家山项目辐射监测设备招投标阶段来看，国内供货商基本上可以分为3类：科研院所、制造企业、国内代理商。略去代理商不谈，目前科研院所和国内制造企业在与国外设备供货商的竞争中均有明显的短板。科研院所可以依托其大量的科研项目及课题，使其在技术上与国外供货商差距不大，但是其生产经验不足，质保体系不完善，项目管理经验不足；制造企业由于其人才流失严重，很多产品技术落后，难以满足核电业主使用需求，但是其项目经验丰富、质保体系较为完善。基于此，走科研院所与制造企业相结合的路线是目前快速打破国外供货商垄断的方法[4]。通过科研院所与制造企业相结合可以快速将科研成果转为符合核电厂实际使用要求的工业化辐射监测设备。科研院所与制造企业相结合双方可以互取所需、取长补短，快速提高我国辐射监测设备的国产化能力。

4 结语

辐射监测设备国产化并不是盲目追求国产化率，而是通过我国辐射监测设备科研院所和制造厂为主体、用户配合，找准目标重点突破。片面强调国产化率而不注重国产化的质量，使用技术落后于国外技术的设备，对辐射监测设备国产化没有太多好处，反而会造成国内设备停滞不前。只有在我国自主研发创新设备与国外设备技术可以比肩的基础上，才能逐步扩大国产化设备的供货范围。