COE分析實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、運(yùn)行及發(fā)展

國(guó)家核安保技術(shù)中心

由中美合作在華建立的核安保示范中心項(xiàng)目（COE），自2010年4月商定，到2016年3月建成運(yùn)行，已經(jīng)取得初步的成果。回顧建立的過(guò)程，總結(jié)取得的成果，分析存在的問(wèn)題，研究今后發(fā)展，是目前的當(dāng)務(wù)之急。

COE的籌備建設(shè)

中美合作建設(shè)COE項(xiàng)目是2010年4月由兩國(guó)元首商定的，2011年1月簽署合作諒解備忘錄，2012年4月簽署項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)籌措?yún)f(xié)議。隨后，雙方共同討論確定設(shè)計(jì)和技術(shù)方案。2011年11月，成立國(guó)家核安保技術(shù)中心SNSTC，隸屬?lài)?guó)家原子能機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)COE項(xiàng)目的建設(shè)、運(yùn)行和管理。2013年10月奠基，2016年3月建成運(yùn)行。

COE位于北京長(zhǎng)陽(yáng)科技園，總建筑面積2.75萬(wàn)平方米，主要建設(shè)有綜合培訓(xùn)樓、分析實(shí)驗(yàn)樓、環(huán)境試驗(yàn)樓、核材料衡算與實(shí)物保護(hù)模擬設(shè)施、響應(yīng)力量訓(xùn)練及演練設(shè)施、實(shí)物保護(hù)測(cè)試場(chǎng)等。分析實(shí)驗(yàn)樓的建設(shè)面積近3400平方米，建立了破壞性分析（DA）和非破壞性分析（NDA）兩種技術(shù)手段共17個(gè)實(shí)驗(yàn)室，配備了約200臺(tái)（套）的先進(jìn)儀器設(shè)備。

DA實(shí)驗(yàn)室具備從核材料到非核材料、從常量元素到痕量元素、從無(wú)機(jī)物到有機(jī)物的多種分析手段，基本囊括了核燃料循環(huán)各個(gè)工藝流程中涉及的分析設(shè)備，可為核工業(yè)、核安保、核保障和核法證學(xué)科學(xué)研究、樣品測(cè)量及相關(guān)培訓(xùn)提供全方位的服務(wù)。NDA實(shí)驗(yàn)室具備伽馬、中子、量熱三種技術(shù)手段的儀器設(shè)備，可為核材料或其他放射性物質(zhì)提供全方位的無(wú)損檢測(cè)和定性定量分析，可為核安保、核保障和核法證學(xué)科學(xué)研究、樣品測(cè)量及相關(guān)培訓(xùn)提供技術(shù)服務(wù)。

為規(guī)范和提高實(shí)驗(yàn)室管理水平，自COE成立起，COE分析實(shí)驗(yàn)室即開(kāi)始實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)管理體系的建立。按照《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》、《檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》、《檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定評(píng)審準(zhǔn)則》等相關(guān)認(rèn)證認(rèn)可文件和法律法規(guī)要求，以建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室管理體系為目標(biāo)，開(kāi)始著手實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)管理體系的建立。

隨著實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)管理體系組織機(jī)構(gòu)的建立、管理體系文件的編制完成，實(shí)驗(yàn)室管理體系得到初步建立。在試運(yùn)行至初評(píng)審期間，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了各項(xiàng)管理和技術(shù)活動(dòng)，管理活動(dòng)有內(nèi)部審核、管理評(píng)審、文件管理、客戶(hù)意見(jiàn)征求及對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作的質(zhì)量監(jiān)督等。技術(shù)活動(dòng)有期間核查、檢測(cè)和校準(zhǔn)結(jié)果的質(zhì)量保證、參加能力驗(yàn)證、檢測(cè)和校準(zhǔn)方法的確認(rèn)、編制原始記錄和檢測(cè)人員資質(zhì)證書(shū)等。

在總結(jié)實(shí)驗(yàn)室管理體系試運(yùn)行成果的基礎(chǔ)上，試運(yùn)行一年后，完成實(shí)驗(yàn)室初評(píng)審申請(qǐng)文件的編制。2016年3月獲得了國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)核材料管制辦公室頒發(fā)的“核材料許可證”，具備使用實(shí)物保護(hù)等級(jí)為三級(jí)的核材料。2017年3月獲得北京環(huán)保局頒發(fā)的“輻射安全許可證”,具備使用Ⅳ類(lèi)、Ⅴ類(lèi)放射源和使用Ⅲ類(lèi)射線(xiàn)裝置的資質(zhì)。2017年5月通過(guò)中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)認(rèn)可，2017年6月通過(guò)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定。

實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行管理

日常管理。實(shí)驗(yàn)室按照國(guó)家核安保技術(shù)中心的有關(guān)規(guī)定，積極貫徹“開(kāi)放、聯(lián)合、競(jìng)爭(zhēng)”的運(yùn)行管理方針，為國(guó)內(nèi)外核安保及核材料分析領(lǐng)域提供學(xué)術(shù)交流、培訓(xùn)教學(xué)和試驗(yàn)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室歸口技術(shù)研發(fā)處管理，由技術(shù)研發(fā)處處長(zhǎng)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行管理，具體負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室整體規(guī)劃、人員管理、經(jīng)費(fèi)使用管理及設(shè)備的更新、購(gòu)置等。實(shí)驗(yàn)室采用“實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)（LIMS）”進(jìn)行數(shù)字化管理。LIMS系統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)室為中心，將實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)流程、環(huán)境、人員、儀器設(shè)備、標(biāo)物標(biāo)液、化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)方法、文件記錄、客戶(hù)管理等影響分析數(shù)據(jù)的因素有機(jī)結(jié)合起來(lái)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)室管理思想，組成一個(gè)全面、規(guī)范的管理體系，為實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)網(wǎng)上調(diào)度、分析數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、快速分布、信息共享、分析報(bào)告無(wú)紙化、質(zhì)量保證體系順利實(shí)施、成本嚴(yán)格控制、人員量化考核、實(shí)驗(yàn)室管理水平整體提高等提供技術(shù)支持。

人才隊(duì)伍建設(shè)。著眼于COE的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，根據(jù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的需要，以DA和NDA兩個(gè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才為重點(diǎn)，兼顧技術(shù)支撐隊(duì)伍，堅(jiān)持引進(jìn)與培養(yǎng)并重，深入實(shí)施萃英人才建設(shè)計(jì)劃，全面加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)，促進(jìn)COE持續(xù)、健康、快速發(fā)展。通過(guò)邊建設(shè)、邊研究、邊教學(xué)、邊開(kāi)放的方式，凝聚和培養(yǎng)了一支高水平的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍。

儀器設(shè)備管理。實(shí)驗(yàn)室主任負(fù)責(zé)對(duì)儀器設(shè)備的日常管理，技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備的維護(hù)和運(yùn)行。對(duì)于所有10萬(wàn)元以上的設(shè)備均分配到專(zhuān)人管理，負(fù)責(zé)設(shè)備的保養(yǎng)及對(duì)使用人的培訓(xùn)等。每個(gè)大型設(shè)備均有獨(dú)立的設(shè)備檔案，記錄設(shè)備的狀態(tài)及使用情況。實(shí)驗(yàn)室制定了“實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理辦法”，以保證設(shè)備的完好、共享和對(duì)外開(kāi)放。

合作與交流。通過(guò)多種方式加強(qiáng)合作，建立良好互贏(yíng)的合作關(guān)系。在國(guó)內(nèi)與清華大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、南華大學(xué)、東華理工大學(xué)、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院等建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系。在國(guó)外與美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室建立了合作交流關(guān)系，共同開(kāi)展DA、NDA、核材料衡算等相關(guān)技術(shù)研究、交流、培訓(xùn)課程開(kāi)發(fā)、人員培訓(xùn)等。

實(shí)驗(yàn)室安全。按照“宣傳教育是前提，制度管理是根本，安全檢查是關(guān)鍵，安全管理是舉措”的安全管理思路，制定了若干安全管理規(guī)定，使實(shí)驗(yàn)室安全工作有章可循，并逐級(jí)落實(shí)安全責(zé)任。要求實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)安全，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有安全責(zé)任人，形成了人人重視、責(zé)任到人的安全工作局面。

取得的初步成果

核材料管制視察現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)。我國(guó)核材料管制實(shí)行許可證制度，核材料衡算與控制是其中一項(xiàng)重要的技術(shù)手段，政府對(duì)核材料許可證換證現(xiàn)場(chǎng)檢查或例行檢查以往均停留在合規(guī)性檢查和賬目抽查層次上，依靠視察儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)或是現(xiàn)場(chǎng)取樣拿回實(shí)驗(yàn)室分析尚未開(kāi)展。COE分析實(shí)驗(yàn)室建成后，于2016年12月和2017年11月分別對(duì)272廠(chǎng)和405廠(chǎng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)測(cè)量。這標(biāo)志著我國(guó)核材料管制視察工作從合規(guī)性檢查邁向有效性檢查階段。

參與國(guó)際國(guó)內(nèi)比對(duì)。2016年5至7月，參加中核集團(tuán)組織的“BRIUGIC-2016鈾礦地質(zhì)樣品分析實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)”活動(dòng)，比對(duì)項(xiàng)目為2個(gè)樣品中的16個(gè)元素含量分析，COE分析實(shí)驗(yàn)室參與了其中10項(xiàng)比對(duì)，這也是COE首次參加國(guó)內(nèi)比對(duì)，比對(duì)結(jié)果在參與的實(shí)驗(yàn)室中名列前茅。2017年還先后參加了中國(guó)核燃料公司組織的“八氧化三鈾成分分析實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)”和核工業(yè)北京化工冶金研究院組織的“鈾礦石濃縮物中砷、汞、鉛、鎘的實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)”。

2017年3至9月，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)核保障分析辦公室為評(píng)估其網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室、候選網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室及參與比對(duì)的其他實(shí)驗(yàn)室的核材料分析能力，舉辦了核材料分析實(shí)驗(yàn)室比對(duì)的系列性能測(cè)試活動(dòng)。COE分析實(shí)驗(yàn)室應(yīng)邀參加鈾同位素比對(duì)和鈾含量的分析比對(duì)工作，這也是COE首次參與國(guó)際比對(duì)。在所有提交數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)室中，COE分析實(shí)驗(yàn)室分別位居為第1、第3和第9名。標(biāo)志著COE分析實(shí)驗(yàn)室的鈾同位素分析能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

參與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值。參與核工業(yè)北京地質(zhì)研究院承研的“酸性熱液鈾礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”和“堿性熱液鈾礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”中20個(gè)元素的標(biāo)準(zhǔn)定值工作；參加了核工業(yè)北京化工冶金研究院承研的2項(xiàng)八氧化三鈾中鈾含量及其雜質(zhì)共25個(gè)元素的定值工作。

承擔(dān)科研項(xiàng)目。針對(duì)脫離監(jiān)管的核與放射性物質(zhì)測(cè)量分析場(chǎng)景，承擔(dān)了IAEA的協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目，研發(fā)建立一套一體化便攜式LaBr3探測(cè)系統(tǒng)。承擔(dān)核能開(kāi)發(fā)“標(biāo)準(zhǔn)核燃料組件研制”項(xiàng)目中，“壓水堆燃料組件中鈾雜質(zhì)元素含量及235U富集度分析方法比較研究”的子課題，研究壓水堆燃料組件中鈾雜質(zhì)元素含量及235U富集度分析方法，掌握壓水堆燃料刻度組件研制過(guò)程中的DA定值關(guān)鍵技術(shù)，為成功研制一個(gè)用于壓水堆核燃料整體測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)組件提供技術(shù)支持。

搞好培訓(xùn)和展示。與美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，相繼開(kāi)展了“戴維斯－格雷滴定精密測(cè)定鈾含量”、“全蒸發(fā)－熱電離質(zhì)譜技術(shù)測(cè)定鈾同位素比值”、“潔凈實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理”等培訓(xùn)課程的課程開(kāi)發(fā)、教員培訓(xùn)和對(duì)外培訓(xùn)工作。與美國(guó)能源部洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，開(kāi)展了“伽馬NDA分析技術(shù)”、“中子NDA分析技術(shù)”、“量熱NDA分析技術(shù)”、“放射源管理”等培訓(xùn)課程的課程開(kāi)發(fā)、教員培訓(xùn)和對(duì)外培訓(xùn)工作。與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)及美國(guó)能源部合作，舉辦“核材料衡算與實(shí)物保護(hù)一體化”地區(qū)性培訓(xùn)班。為四川紅華公司員工提供了量身定做的核安保、核材料衡算培訓(xùn)。同時(shí)接待來(lái)自30多個(gè)國(guó)家的81個(gè)來(lái)訪(fǎng)團(tuán)組。

亟待解決的問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)室管理模式需探索創(chuàng)新。由于COE建成投運(yùn)時(shí)間短，存在著與高速發(fā)展的培訓(xùn)、科研水平不相適應(yīng)的管理問(wèn)題。如何建立一套系統(tǒng)完整的實(shí)驗(yàn)室管理和有效評(píng)價(jià)機(jī)制，在完善實(shí)驗(yàn)室管理評(píng)價(jià)體系和管理模式基礎(chǔ)上，最大限度提升COE的功能和作用，已成為一個(gè)突出問(wèn)題。

運(yùn)行規(guī)模與人員配置的矛盾。COE擁有17個(gè)分析實(shí)驗(yàn)室，配置了200臺(tái)（套）的儀器設(shè)備，涉及核物理、核電子學(xué)、輻射探測(cè)、放射化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等多個(gè)學(xué)科和種類(lèi)。而目前僅有8人在崗，運(yùn)行規(guī)模與人員配置的矛盾突出。

科研需求與行政許可的矛盾。SNSTC隸屬于國(guó)防科工局，被劃分為行政機(jī)關(guān)，無(wú)法申請(qǐng)科研項(xiàng)目。而COE分析實(shí)驗(yàn)室類(lèi)似于高等院校，培訓(xùn)教學(xué)和科研開(kāi)發(fā)應(yīng)該是其主題，但迄今為止，尚沒(méi)有得到科研項(xiàng)目的支撐。長(zhǎng)此以往，COE的發(fā)展將會(huì)受到極大影響。

運(yùn)行經(jīng)費(fèi)問(wèn)題。目前COE運(yùn)行經(jīng)費(fèi)是財(cái)政撥款，但尚不能滿(mǎn)足COE的實(shí)際需求。

今后的工作展望

為我國(guó)核材料閉合衡算提供技術(shù)支持。我國(guó)在20世紀(jì)八九十年代頒布的《中華人民共和國(guó)核材料管制條例》及其實(shí)施細(xì)則中規(guī)定，核設(shè)施要實(shí)行閉合衡算，但時(shí)至今日，有些核設(shè)施尚未實(shí)現(xiàn)閉合衡算，政府也因缺乏技術(shù)手段難以進(jìn)行有效核查。COE分析實(shí)驗(yàn)室的建成，可在核材料閉合衡算中為政府監(jiān)管提供技術(shù)支持。

為核材料管制視察工作提供技術(shù)支持。依靠視察儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)或是現(xiàn)場(chǎng)取樣拿回實(shí)驗(yàn)室分析尚未按常規(guī)開(kāi)展，COE可為以后的核材料管制視察和現(xiàn)場(chǎng)檢查工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

開(kāi)展核設(shè)施分析實(shí)驗(yàn)室核材料分析能力評(píng)估。以定期或不定期形式開(kāi)展核材料分析實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)，評(píng)估核設(shè)施核材料分析能力。可為國(guó)家核材料管制的能力和決策提供數(shù)據(jù)支持，可提升設(shè)施單位核材料分析能力和水平，也可為制定核材料測(cè)量分項(xiàng)不確定度提供數(shù)據(jù)。

開(kāi)展核法證學(xué)研究。COE配備的先進(jìn)核安保分析設(shè)備和國(guó)際一流的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，具備了開(kāi)展核法證學(xué)研究工作的優(yōu)越條件；與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和美國(guó)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)室建立了有效的合作關(guān)系，為開(kāi)展核法證學(xué)研究提供了良好的外部環(huán)境。開(kāi)展核法證學(xué)技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)建立國(guó)家級(jí)的核法證學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)先進(jìn)的核分析技術(shù)對(duì)失控的核材料進(jìn)行追蹤溯源，為追溯當(dāng)事人的責(zé)任和查找監(jiān)管鏈的漏洞，為打擊核材料和其他放射性物質(zhì)的非法轉(zhuǎn)移或販賣(mài)提供有力武器。

開(kāi)展核安保標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是刻度儀器、驗(yàn)證方法和實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制的重要途徑。利用COE先進(jìn)的儀器設(shè)備，開(kāi)展核安保相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制工作，也是COE未來(lái)發(fā)展的重要方向。

開(kāi)展第四代新堆型的核材料衡算方案研究。高溫氣冷堆、釷基熔巖堆等第四代新堆型的出現(xiàn)，特殊的燃料元件結(jié)構(gòu)、循環(huán)方式及系統(tǒng)設(shè)計(jì)決定了其核材料衡算工作不同于傳統(tǒng)的壓水堆，不能按照單純的件料或者散料進(jìn)行衡算管理。針對(duì)第四代新燃料堆型對(duì)核材料衡算和核安保技術(shù)提出的挑戰(zhàn)，COE應(yīng)為國(guó)家和核設(shè)施排憂(yōu)解難。

共享平臺(tái)讓資源發(fā)揮更大作用。建立儀器共享管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的信息互通和統(tǒng)籌利用，使COE儀器設(shè)備能夠被更有效地使用。

COE建成不到兩年時(shí)間，尚處于開(kāi)創(chuàng)階段，實(shí)驗(yàn)室的能力和技術(shù)沉淀相對(duì)薄弱，還需要不斷學(xué)習(xí)、不斷積累、不斷創(chuàng)新、不斷合作，以提升COE的能力和水平，在核安保、核保障、核法證學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域中，更大程度地發(fā)揮出COE分析實(shí)驗(yàn)室的潛力和作用。