2014—2017年廣東省陽江核電站連續監測γ空氣吸收劑量率的質量控制

郭 杰 張 華 徐潤龍

(廣東省環境輻射監測中心粵西分部，廣東 陽江， 529500)

陽江核電站位于廣東省陽江市陽東縣東平鎮沙環村，廠址規劃建設六臺百萬千瓦級核電機組，每臺汽輪發電機的額定電功率為1 086 MW，目前陽江核電廠1～4號機組均實現商業運行， 5、6號機組在建中。陽江核電站監督性監測系統由廣東省環境輻射監測中心粵西分部負責運行維護。

本文總結了陽江核電站運行4年來γ空氣吸收劑量率的監測設備、運行的質量控制措施，并對監測結果進行了分析。

1 概況

1.1 監測系統站點分布

陽江核電站監督性監測系統于2014年4月11號開始試運行，γ空氣吸收劑量率連續監測系統包括9個子站，以陽江核電站為中心，50 km范圍內分布。子站分布圖見圖1。

5 km范圍內4個子站，分別為大澳、允泊、氣象塔、東平；5～10 km范圍內1個子站，為平堤水庫；10～20 km范圍內2個子站，分別為那琴小學和新洲中學；粵西分部子站距離陽江核電站約35 km，位于陽江市區；海陵島子站距離陽江核電站約43 km，位于旅游區，處于陽江核電站主導風向的下風向。

1.2 監測系統

各子站均配有S131-110-ER000C型高壓電離室，儀器每秒一個讀數，設置60 s出一個均值，所有子站全年數據獲取率均大于99%。技術參數如下：

(1) γ空氣吸收劑量率測量范圍：10 nGy/h～1 Gy/h；

(2) 能量響應范圍：60 keV～10 MeV；

(3) 測量精度：<3%；

(4) 響應時間：<10 s；

(5) 角響應：<2%(全角響應)；

(6) 自角本底：<10 nGy/h；

(7) 系統固有誤差：≤±5%；

(8) 零點漂移：<0.5 μR/h；

(9) 增益漂移：<讀數的1%；

(10) 鋼球內沖高壓：30 PSI；

(11) 操作溫度、濕度：-45 ℃～+55 ℃，RH≤95%；

(12) 數據存儲：記錄間隔，1 s～9 h；存儲能力，20 000數據點；歸檔時間，5.5 h～20.5 a；

(13) 串口通訊(選購件)：3個RS232口(可轉換USB)，兼容許多外接無線裝置、撥號調制解調器。

2 質量控制措施

γ空氣吸收劑量率連續監督性監測系統是全球第一個采用高氣壓電離室技術的在線輻射監測設備，這是一套無人值守全自動環境γ輻射監測系統，擔負著對陽江核電站環境輻射的常規監測和核電站事故狀態下的應急監測重任。

圖1 陽江核電監督性監測系統子站分布圖

到現場檢定各個子站的高壓電離室難度大，又無法將儀器送到計量院檢定。為更好的管理核電廠監督性監測系統的監測子站，為了保證數據獲取率大于99%，保證系統運行過程中γ劑量率、γ能譜及氣象監測設備的穩定運行，保障監測數據的準確性，粵西分部定期對自動站進行巡檢，采取了以下質量控制措施。

2.1 子站的維護管理

2.1.1月度巡查

正常情況下，每月至少對各監測子站巡檢1次，巡檢內容包括：

(1) 子站外觀：檢查站房、機柜、安裝支架等設備外層漆是否完好，必要時進行補漆；檢查所有設備安裝支架是否松動和傾斜，所有鉸鏈和鎖是否正常；對站房、機柜內進行清潔，對所有設備上的灰塵進行清掃(干濕沉降采集器內的灰塵除外)；對子站內和專有道路的雜草、雜物、積水等進行清掃，保持子站內部和專有道路的干凈、整潔。每個站點的外部供電配電箱是否銹蝕、漏水，配電箱內空氣開關、防雷模塊是否在正常工作位置；圍欄鑰匙、門窗鑰匙、設備機柜鑰匙等鎖具是否能靈活開啟。

(2) 子站儀器設備：檢查輻射監測儀器(包括NaI譜儀和γ劑量率監測儀)、氣象設備(包括雨量計、風速風向儀等)是否完好，是否正常運行，并清除雨量計內雜物；檢查站房、機柜內溫度是否正常；根據現場顯示器查看通訊是否正常運行；檢查系統供電情況，檢查蓄電池是否漏液，如漏液應及時進行清理并及時更換蓄電池。

2.1.2年度巡查

巡查頻次為1次/年。對蓄電池進行完全充放電，并視蓄電池使用情況進行更換。

2.1.3特殊情況下子站維護

雷雨、強風到來之前，巡檢人員應提前安排到各站點進行設備加固等檢查工作。雷雨、強風天氣期間，值班人員必須在崗密切關注各子站的運行情況。雷雨、強風天氣后，巡檢人員立即對各監測子站進行全面檢查。巡檢結束后，填寫《陽江核電廠監督性監測系統監測子站定期巡查表》并存檔。對發現的問題，應立即開展原因排查，及時排除故障。

2.2 傳遞儀器檢定和比對

2.2.1計量院檢定

傳遞儀器為存放于粵西分部的同型號高壓電離室S131-110-ER000C，按時送往廣東省輻射計量檢定站，并按照粵西分部內部制定的質量控制計劃進行期間核查，定時在穩定的輻射場中測量并繪制質控圖，以保證傳遞儀器的穩定有效。

粵西分部內部質量控制計劃：6月15日，采用同類型儀器在自動站現場比對測量；采用檢查源對儀器的工作狀態進行檢查；進行儀器比對和人員比對。

表1為傳遞儀器穩定性檢驗結果。由表1可見，測量值與均值的相對偏差均在3%以內，說明傳遞儀器穩定性良好。

2.2.2比對測量

粵西分部每季度將傳遞儀器S131-110-ER000C型高壓電離室與子站待檢高壓電離室放在同一地點進行比對測量，各自同時讀出10個測量值(每1 min讀一次)。判斷合格的標準為：變異系數，±10%；相對誤差，±10%。

2014—2017年新洲中學子站與傳遞儀器比對結果列于表2。由表2可見，γ劑量率連續監督性監測系統運行4年來變異系數及相對誤差均小于±10%，證明新洲中學子站的高壓電離室較穩定，數據可直接上報。

表1 S131-110-ER000C傳遞儀器穩定性檢定結果

表2 2014—2017年傳遞儀器與新洲中學子站高壓電離室比對結果[1～4]

2.3 工作源檢查

為檢測γ空氣吸收劑量率連續監督性監測系統高壓電離室的長期穩定性，每月將一枚固定的放射源置于高壓電離室固定位置進行測量，記錄儀器10次讀數，分別計算出儀器放源和不放源時讀數平均值及兩者差值。該差值為儀器對工作源的凈響應值。繪制質控圖，通過質控圖判斷儀器工作是否穩定。

源放置位置固定，位于高壓電離室頂部中心，人為繪制一個圓形，為放射源放置位置，與放射源大小一致，放射源側面標有箭頭，放置時與高壓電離室頂部箭頭相連，即可保證放射源位置及朝向固定。

放射源為天然礦渣，半衰期長，并未送往計量院確定準確活度，質控時以儀器測值是否穩定為判斷標準。2015—2017年氣象塔子站放源測試結果列于表3。圖2為氣象塔子站放源測試質控圖。

由表3、圖2可見，所有放源測試值均在3倍標準差內，說明氣象塔子站儀器狀態穩定。

表3 2015—2017年氣象塔子站放源測試結果[2～4]

圖2 2015—2017年氣象塔放源測試質控圖

3 監測結果分析

2014—2017年陽江核電站外圍γ空氣吸收劑量率連續監督性監測系統4年來的年均值列于表4。由表4可見，除東平和粵西分部這兩個點外，另外7個子站的γ空氣吸收劑量率年均值相對偏差均在3%以內。東平子站和粵西分部子站數據相對偏差大于3%的原因為子站周圍環境發生了變化。粵西分部站2014年位于一座4層樓高的樓頂，基面為水泥，周圍均為建筑材料，2015年遷至地面，周圍開闊，基面為草地，地表因此2015年以后的數據較 2014年低10 nGy/h。東平站位于樓頂，2014年該站附近較空曠，2015年周圍建起了新的且高于該站的建筑，周圍建筑材料的增加造成劑量率的增大。

通過對監測結果進行分析，說明采取的質量控制系列措施能夠保正結果的可靠性。

4 小結

(1) 2014—2017年陽江核電站運行4年來未對周圍50 km范圍內γ空氣吸收劑量率造成可察覺的影響。

(2) S131-110-ER000C型高壓電離室能夠較好的完成環境中空氣吸收劑量率監測，儀器穩定性滿足要求。

(3) 已檢定且通過質控措施證明處于正常穩定狀態的儀器來傳遞檢定系數，能較好的解決固定在子站的高壓電離室檢定難的問題，使得子站的數據準確度及量值溯源性得到初步保障。

(4) 每月進行放源測試，并繪制質控圖，通過歷史數據的積累，可檢驗儀器是否處于長期穩定狀態。

(5) 當高壓電離室數據出現異常時，可通過放源測試判斷是儀器故障還是環境劑量率升高。

表4 2014—2017年陽江核電站外圍γ空氣吸收劑量率年均值