压水堆核电厂辐射监测及其发展

林春雨

（浙江省绍兴生态环境监测中心，浙江 绍兴 312000）

1 辐射监测系统功能与组成

1.1 工艺辐射监测

工艺辐射监测主要是针对核电厂当前设置的多层屏障是不是完整而开展的监测方式，这种监测方式与其他的监测方式相比要更为灵敏并且精准。针对这样的情况，本文对于某核电厂在一期工程建设反应堆冷却剂放射性监测系统，针对目前安全设计过程中首道和二道屏障燃料包壳是否完整进行给予了监督和检测。某核电在一期工程进行过程中，对于一回路承压边界的泄漏，进行了安全壳空气以及蒸汽发生器排污水、蒸汽和设备冷却水与通风管道和冷凝器排气辐射监测系统等多个辐射监测系统的监督与测试。除此之外，还对于使用的工艺进行相关的监测，对于化学和容积等控制系统当前的放射性问题给予相关的监督与检测。通过检测的结果，能够让运行人员了解到过滤器芯的使用情况，一旦出现废弃需要快速更换。并且对于废物桶使用方式和废物桶实际选择的种类进行检查和相关测试。通过这样的方式，能够避免在进行工艺操作过程中产生事故，或是在设备使用过程中存在问题。

1.2 流出物监测

核电厂在经过了一段时间的运行后需要针对释放的放射性物质进行有关的测试。本文所针对的核电厂废气当前整体的排放主要是依赖于烟囱排放，废液排放则是通过核岛废液排放系统以及常规的岛废液排放系统进行排放，当前使用的形式主要是对使用在流监测的电厂辐射监测系统通道中的物质进行检测，其监测获得的结果起到的作用主要是针对放射性物质整体的活度进行所需要的计算[1]。

1.3 场所辐射监测

目前我们国家电厂里包含的系统设备非常复杂，厂房设置的区域也有很多，有一些工作经常需要在这些房间以及区域中来回出入。这些区域大多都具有放射性，并且这些放射性物质自身的水平也会出现变化，对于这些房间和区域里存在的放射性物质水平要不间断地完成监测，掌握到最核心的情况，只有这样才可以非常好地为工作人员提供保障，避免承受辐射的影响。

2 辐射监测技术发展趋势分析

2.1 气载放射性物质取样管道沉积损失

很多状况下，对于气态流出物放射性监测，需要选择取样和对样品自身放射性给予检查的形式去完成。需对监测介质本身放射性浓度存在的活度进行检测，而其需要完成取样的样品必须在空间、时间以及自身的物理和化学特点上存在代表性。其要求适当长度和适宜的几何结构的取样管道，使其能够将要求完成测量的对象获取到监测设备放置的位置后，才能够完成所需要的监测。在其通过形状各异的结构部件时，粒子经常会受到重力沉降产生的影响和湍流扩散、布朗扩散等多种不同运动体系对其产生的作用。大小存在差异的粒子可以经过多种不同几率在气流中被分离之后沉积到管壁上，从而产生沉积损失。这样的情况也会带来管壁的损失，所以取样管道在进行设计时，要求依照有关的标准去完成。

目前，很多国家对于辐射安全还有环境保护给予的关注程度存在很大的差异。美国国家标准协会依照相关的技术研究对其进行了持续地研究，最终在1999年制定了相关的标准，针对流出物当前取样监测也提出了非常全面，同时也十分系统和严格的要求，国内有很多学者也陆续地对这一标准进行了切实的研究和介绍[2]。但是在当前核电站进行现场施工的过程中，却出现了很多的问题。这些问题主要表现为：例如在巴基斯坦恰希玛的核电站中，气溶胶取样的管路有非很多的弯头，或者其水平管路相对比较长，经常会产生沉积物，会对于仪表产生影响，最终导致误报警的问题出现。这些情况也使得监测数据不能够切实地展现出测量对象具体的情况。也可能产生对放射性污染情况出现估计上的错误[3]。因此，在对国内和国外提出的最新标准和规范要求的同时，还需要让其自身的稳定性及可靠性有效地保障。

2.2 高湿度惰性气体监测技术

高湿度气体活度监测道是被使用在监测汽轮机厂房凝汽器排气放射性活度的通道，在当前核电厂发展过程中，不能忽略其在工艺通道上的有效监测。针对这样的监测方案，其中还应该有多种不同的监测方式。目前，在内压水堆核电厂，通常选择的监测方案大多是离线监测，因为取样系统中需要进行测量的气体本身具有较高的湿度，并且因汽水分离和管路冷却安装过程在设计上存在的缺陷，所以在最开始运行的过程中还经常会产生多种不同的问题。比如取样系统里经常会出现积水的情况，那么进行监测的功能就会存在很大的不足。一方面会使得该通道过滤纸潮湿的压差信号产生异常，还会使取样泵产生停运的问题。这样的一种情况也使得主控室经常会发出通道失效的报警，另外还会使得探测器当前工作的环境产生恶化，让仪器在测量过程中出现误差，产生监测不稳定的情况，也会对测量结果产生影响，最终报警。

最近几年，多个国家在进行核电站建设后都配备了在线监测的方案。美国一家公司目前就选择了套筒式的监测方案，法国有公司选择的是在管外直接进行测量的方案。法国公司这种测量方案在进行监测的过程中，能够避免蒸汽与接触探测器进行接触，采取这样的一种形式也可以避免仪器被气体湿度影响，同时也并不要求对回路组合装置进行回收，设备在进行维修时也十分便捷。但是测量对象从最初的测量β以及γ朝着测量γ进行改变，需要对于报警阈值完成二次的分析和调整。因为被测对象其本身都是气体中133Xe以及85Kr，它们自身需要的能量相对较低，经常会被周边环境所影响，测量过程中会产生一定的误差。并且因为结构上产生的变化，探测装置所选择的安装形式也需要适当改变[3]。

2.3 一回路压力边界泄漏辐射监测技术

压水堆动力装置一回路压力边界泄漏监测经常会选择的是超声波法以及湿度法等，但是因为在使用过程中存在一定问题最后被淘汰。在20世纪末期，人们研发出了能够不断地对于安全壳里空气气溶胶以及碘与惰性气体存在放射性的监测新方法，采取对于安全壳里存在空气不断进行取样，以及不断对于监测样品中存在的气溶胶和碘以及惰性气体放射性，判断一回路压力边界有没有出现泄漏。目前我国在役的压水堆核电厂已经设置了对其进行监测的通道，但是这一设备在具体使用的时候经常会误发“高放射性”报警的情况，还会出现监测不到泄漏位置和无法精准地对其进行定位的情况。

20世纪末期，伴随着监测技术的持续积累，人们已经意识到了放射性核素具体存在的动态优势，建立了对其评价的模型，这一技术获得了持续快速地发展。针对反应堆承压边界泄漏放射性监测涉及到的技术，在监测过程中也得到了非常好地发展，其中较为典型的是进行了灵敏度更高以及响应速度较为理想的对放射性进行测量的方式。

2.4 网络拓扑结构

辐射监测技术从20世纪末期单一的模拟率表形式，经过了数年的快速发展，近些年，核电厂辐射监测技术开始充分展示出了“用户化”概念。这样一种数字化网络监测系统的快速发展，是因为网络拓扑结构本身能够被分成以下的多个阶段:首个阶段，使用就地进行探测单元、就地安装显示处置单元、和就地完成控制室机柜安装的方式。这样的方式能够快速地完成分析，同时还能够快速地形成报表，避免存在的缺陷。第二阶段，充分地运用了局域网发展的观念，其自身具备了单独出现的数据采集系统和对外的接口，系统能够被划分成多个不同的层次：第一层次起是通讯的网络层，作用是使用KRT信息管理系统将其当作一个核心的局域网，辐射监测系统有关操作人员能够在自身职权范围快速地完成所需要的工作；第二层次起属于设备的管理层，作用是使用远程显示的单元快速地完成数据采集和显示，能够快速地传输和即时地完成数据控制；第三层次起属于现场的测量层，使用探测单元以及就地处置单元可以快速地完成信号的通讯。

3 结论

持续地提升辐射监测系统自身的响应速度和灵敏度以及运行的可靠性，达成全寿命“健康”状态综合监测，是当前辐射监测技术发展的核心目标。在国家积极进行核电产业发展和促进核电技术自主创新的战略影响下，针对完善以及提升当前我国辐射监测的制造业水平，使辐射监测设备向着国产化方向发展提供了良好的机遇。