三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測方案

張南地

(三門核電有限公司， 浙江 臺州， 318000)

標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測(SRMP)最早是由美國電力研究協(xié)會(EPRI)于1978年發(fā)起，旨在記錄和報(bào)告EPRI成員中壓水堆在停堆期間一回路管道和蒸汽發(fā)生器下封頭的輻射劑量率。SRMP早期只收集輻射劑量率信息，包括系統(tǒng)和設(shè)備在機(jī)組不同運(yùn)行工況下的接觸劑量率、電子式個(gè)人劑量計(jì)(EPD)監(jiān)測數(shù)據(jù)、區(qū)域劑量率等。2013年，EPRI對SRMP進(jìn)行了修訂，增加了核素γ譜信息的收集。通過標(biāo)準(zhǔn)化同一類型機(jī)組的測量點(diǎn)，以及長時(shí)間的記錄測量數(shù)據(jù)，可以從橫向(不同機(jī)組之間)和縱向(統(tǒng)一機(jī)組不同時(shí)間)進(jìn)行數(shù)據(jù)對比分析，并可應(yīng)用于運(yùn)行-輻射劑量率的原因-效果分析[1]。

法國電力集團(tuán)(EDF)參考SRMP制定了適合旗下機(jī)組開展的標(biāo)準(zhǔn)化輻射監(jiān)測方案，并建立了輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，用于收集各機(jī)組的輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步發(fā)展了SRMP[2]。

標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測已在國際上得到廣泛應(yīng)用，但在國內(nèi)才剛剛起步。三門核電1號機(jī)組作為全球首臺AP1000機(jī)組，目前已完成100%功率平臺小修，即將商運(yùn)，2號機(jī)組也已完成50%功率平臺小修。有必要在SRMP的基礎(chǔ)上，結(jié)合AP1000機(jī)組自身特點(diǎn)，開發(fā)三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測方案，以此來監(jiān)測電廠輻射場的形成及變化，并為AP1000機(jī)組輻射源項(xiàng)控制、材料選擇、運(yùn)行控制等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測方案

結(jié)合AP1000機(jī)組自身特點(diǎn)[3]，并參考SRMP，制定出三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測方案。方案分為4個(gè)部分：系統(tǒng)接觸劑量率測量、系統(tǒng)電子式個(gè)人劑量計(jì)(EPD)連續(xù)監(jiān)測、核素γ譜測量、區(qū)域劑量率測量。4個(gè)部分共需測量47個(gè)點(diǎn)位，且測量時(shí)間按照大修時(shí)間窗口，分布在10個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)(見表1)。

表1 三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測時(shí)間點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)接觸劑量率測量

接觸劑量率測量點(diǎn)位及時(shí)機(jī)見表2所列。

在各計(jì)劃的時(shí)間點(diǎn)，按照預(yù)先制定的路線逐點(diǎn)測量并記錄數(shù)據(jù)，分別計(jì)算各個(gè)系統(tǒng)的輻射指數(shù)。先依據(jù)原始數(shù)據(jù)通過算術(shù)平均求出各個(gè)子項(xiàng)的輻射指數(shù)，再將各系統(tǒng)/設(shè)備所屬子項(xiàng)的輻射指數(shù)進(jìn)行算術(shù)平均得出整個(gè)系統(tǒng)/設(shè)備的輻射指數(shù)。通過與歷史數(shù)據(jù)對比，進(jìn)行差異分析，評價(jià)系統(tǒng)/設(shè)備的運(yùn)行狀況(首次測量時(shí)，與系統(tǒng)/設(shè)備的輻射指數(shù)設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較)。

1.2 系統(tǒng)EPD連續(xù)監(jiān)測

EPD連續(xù)監(jiān)測點(diǎn)位及時(shí)機(jī)如表3所列。

應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工作環(huán)境采用掛繩、膠帶、支架等固定EPD，EPD安裝位置盡量不要妨礙停堆以后的檢修工作。安裝完成后，測試EPD功能是否正常，發(fā)生異常時(shí)重新安裝。在計(jì)劃的時(shí)間節(jié)點(diǎn)拆卸EPD，通過Dosimass導(dǎo)出EPD歷史數(shù)據(jù)，在EXCEL上依次將相鄰兩行累積劑量數(shù)據(jù)相減，并除以時(shí)間間隔t(10 s)，得出各個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的平均劑量率，給出劑量率隨時(shí)間變化的趨勢圖。通過分析劑量率隨時(shí)間變化趨勢，結(jié)合機(jī)組運(yùn)行工況，找出劑量率發(fā)生變化的根本原因。

1.3 核素γ譜測量

核素γ譜測量點(diǎn)位及時(shí)機(jī)如表4所列。

合理布置測量儀器，調(diào)整探頭方向，使探頭正對管道。測量過程中需要獲取兩種譜，一種為本底譜，一種為樣品譜。本底譜測量時(shí)，需使用堵頭將探頭前端屏蔽。在探頭與管道的距離為5、10 cm兩種情況分別測量本底譜和樣品譜。當(dāng)凈譜(樣品譜-本底譜)全能峰凈計(jì)數(shù)大于10 000時(shí)停止測量。測量完成后對測量圖譜進(jìn)行解譜分析，得出放射性核素種類及活度，結(jié)合系統(tǒng)/設(shè)備，分析放射性核素來源，依據(jù)放射性核素歷史變化趨勢，評價(jià)系統(tǒng)運(yùn)行情況。

1.4 區(qū)域劑量率測量

區(qū)域劑量率測量是指測量特定區(qū)域的周圍劑量當(dāng)量率。區(qū)域劑量率測量主要為了獲得區(qū)域輻射指數(shù)，以表征廠房平均輻射水平。三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測核素γ譜測量點(diǎn)位及測量時(shí)間點(diǎn)如表5所示。

在計(jì)劃的時(shí)間點(diǎn)下，輻射防護(hù)人員根據(jù)各點(diǎn)位的位置依次進(jìn)行測量并記錄各點(diǎn)位劑量率數(shù)據(jù)，再將各點(diǎn)位劑量率數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均，得出相應(yīng)區(qū)域的輻射指數(shù)。得出各區(qū)域劑量率數(shù)據(jù)后，通過與歷史數(shù)據(jù)對比，進(jìn)行差異分析，評價(jià)機(jī)組運(yùn)行情況。

表2 三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測接觸劑量率測量點(diǎn)位及測量時(shí)間點(diǎn)

表3 三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測EPD連續(xù)監(jiān)測測量點(diǎn)位及測量時(shí)間點(diǎn)

表4 三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測核素γ譜測量點(diǎn)位及測量時(shí)間點(diǎn)

表5 三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測區(qū)域劑量率測量點(diǎn)位及測量時(shí)間點(diǎn)

(續(xù)表5)

系統(tǒng)名稱 位置描述 時(shí)間點(diǎn) 核島廠房 標(biāo)高135′-3″ 區(qū)域 P40:1#SG隔間東側(cè) 1#SG隔間東側(cè) C、D、E P41:穩(wěn)壓器上部隔間西側(cè) 穩(wěn)壓器上部隔間西側(cè) C、D、E P42:換料水池南側(cè) 貫穿件區(qū)域旁換料水池南側(cè)貫穿件區(qū)域旁 C、D、E P43:2#SG隔間南側(cè) 2#SG隔間南側(cè) C、D、E P44:2#SG隔間西側(cè) 2#SG隔間西側(cè) C、D、E P45:2#SG隔間北側(cè) 2#SG隔間北側(cè) C、D、E P46:換料水池北側(cè) 換料水池北側(cè) C、D、E P47:1#SG隔間北側(cè) 1#SG隔間北側(cè) C、D、E

2 討論

本文介紹了一套適合三門核電AP1000機(jī)組的輻射指數(shù)測量方法，為三門核電標(biāo)準(zhǔn)輻射監(jiān)測工作提供導(dǎo)引。要做好這項(xiàng)工作，還需要解決以下幾個(gè)問題：

(1) 本文只是給出了輻射指數(shù)測量點(diǎn)的大致位置，精確到房間、管道，但并沒有精確確定測量點(diǎn)的具體位置，未來需將點(diǎn)位固定，以保證歷次測量結(jié)果具有可比性。

(2) 各個(gè)點(diǎn)位需有明確的測量方法，如進(jìn)行區(qū)域劑量率測量時(shí)，探測器靈敏體積中心距離地面1 m，面向主要輻射源等，以保證測量結(jié)果可比性。

(3) 在正式測量之前應(yīng)進(jìn)行模擬測量，驗(yàn)證點(diǎn)位是否方便測量，測量路線是否符合ALARA原則，測量過程中是否有其他因素的影響，是否存在其他沒有考慮到的情況等。根據(jù)模擬測量得出的問題對測量點(diǎn)、測量過程進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

(4) 需要確定數(shù)據(jù)管理方案，確定數(shù)據(jù)的保存方式并逐步建立輻射指數(shù)數(shù)據(jù)庫，便于之后對比。

3 結(jié)束語

三門核電AP1000機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)輻射指數(shù)測量工作對于了解機(jī)組運(yùn)行、化學(xué)控制及機(jī)組輻射水平并優(yōu)化機(jī)組輻射控制具有十分重要的意義。本文提出了一套適合三門核電AP1000機(jī)組的輻射指數(shù)測量方法，并希望通過后續(xù)不斷完善，能夠與更多的同類電站的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、分析，達(dá)到了解機(jī)組運(yùn)行、化學(xué)控制及優(yōu)化機(jī)組輻射水平作用。