無線通信在核電站輻射防護工作中的應用

臧義坤

【摘要】 本文介紹了可用于核電站輻射防護工作的無線通信的基本要求，對無線通信應用到核電站輻射防護系統中所具有的特點進行了分析，構建了基于無線通信的核電站輻射防護系統的框架結構。

【關鍵詞】 核電站 輻射防護 無線通信

一、核電廠輻射防護

APl000作為具有代表性的三代核電技術之一，其在以往核電廠技術基礎上采用了一些大量的技術改進，比如各子系統加入了數字化、智能化、IP網絡化和無線移動化。在AP1000核電站已經在核電生產廠房部署了無線通信系統，隨著核電站的安全生產發展需要，基于無線通信傳輸的輻射防護系統也必將是一個發展趨勢，本文主要針對其輻射防護工作的無線移動化進行探討。

二、輻射監測的發展趨勢

隨著對核安全要求的日益提高，將來國內外對輻射監測的技術要求具體體現在：

（1）失電后的長時間工作要求。如果出現了極限情況，可能導致探測儀器供電的喪失。所以今后設計的探測儀器必須考慮失電后一定時間內的持續工作能力。

（2）具備無線傳輸信號。如果部分重要的探測器具備無線傳輸信號的能力，就可以在極端情況下，迅速建立通信鏈路，實時有效地監控事故發展進程。

（3）經受事故環境惡劣條件。事故工況下的環境常伴有高溫、高壓、高濕、放射性等復雜因素，所以抗惡劣環境能力是探測器今后發展的重要方向。

傳統的輻射監測要么是離線監測，要么是基于有線傳輸的設計。然而有線傳輸存在很多不可避免的缺點，主要體現在：

（1）網絡維護困難，新增或者減少傳感器都很麻煩，消耗大量人力物力資源；

（2）人難以接近的位置，如核電站的深層設備、旋轉機械轉動部分、危險區域及運動的設備，無法對傳感器進行有線連接；

（3）大量傳感器的安裝往往受到電纜重量和費用的限制，大量布線增加了系統潛在危險和不可控性。

三、可用于核電站無線通信技術選擇

核電站由于安全的考慮，核電站的建筑全部都非常堅固厚重。核電站是由多組功能建筑廠房組成，人員大多數時間又處于各個建筑物之中，周圍還有很多電子設備，這都給無線通信的信號傳輸帶來了一定的屏蔽和干擾作用，所以說，要實現對核電站人員輻射防護網絡的無線部署，主要應考慮如下技術經濟因素。

（1）實用經濟性。最大程度的滿足輻射防護部門的業務需求，為核電站輻射監管人員和技術人員提供有效的技術支持。要保證輻射防護系統運行的穩定，數據提供準確迅速，界面友好，操作方便，功能完善，系統維護性好。

（2）開放兼容性。無線通信網絡需要采用開放式設計，要能支持標準的技術協議，能夠兼容該標準的主流廠家生產的各類終端。

（3）可定位技術。在核電站中要實現對每個工作人員的定位，尤其是在輻射控制區域也要進行定位計時等技術輔助。在廠房內主要使用基于RF和功能區域的定位；在室外主要是GPS和RF定位相結合，GPS定位為主，有效記錄輻射數據的位置信息。

四、系統構架

基于以上考慮，并結合AP1000核電站已經為無線電話系統建設了一套覆蓋廠房內外的WLAN系統，在該WLAN較為豐富的可用帶寬上可以做合理網絡資源規劃，通過劃分VLAN、設立防火墻等，可以為輻射探測的數據傳輸專門規劃一個網絡VLAN及SSID，實現輻射探測的傳輸網絡與無線電話的傳輸網絡邏輯上各自獨立，互補影響，進而提高了WLAN系統的使用效率。

輻射環境監測系統內的傳輸網絡采用了兩種方式，即廠區內采用WLAN與廠區外周圍區域采用光纖專線+3G/LTE方式。在廠區內，輻射探測探頭上可以加裝專門支持WLAN的數據接口模塊，就可以方便的接入使用現有廠區內的WLAN網絡。廠區外，固定采集點采用租用光纖專線+3G/LTE 無線通信方式互為冗余的組合，是輻射環境輻射防護系統最近常用的組網方式；流動探測車可以采用3G/LTE的無線傳輸為主用，衛星通道為應急備用傳輸通道。

五、結論

本文把無線通信應用到核電站人員輻射防護工作中，它不但非常適合應用到核電站這種環境，而且也具有許多傳統的監測系統所不具有的特點。對于核電站人員輻射防護工作來說是一個全新的理念，具有很好的實際應用價值。但在實際的應用中，由于無線局域網具有很強的應用相關性，所以在輻射防護應用中的關鍵技術需要根據實際情況進行具體重點的研究。