周鐵男, 謝文瑾, 徐明華, 龔蕾, 戴生遷, 王力
(福建福清核電廠有限公司, 福建 福清, 350318)
核電廠職業照射個人劑量監測包括外照射個人劑量監測和內照射個人劑量監測。外照射監測主要通過佩戴在放射工作人員身體上的個人劑量計進行監測,內照射監測主要是對其體內或排泄物及其他生物樣品中放射性核素的種類和活度進行測量。個人劑量監測的主要目的是估算放射工作人員受照射組織的平均劑量或有效劑量,進而對其所受劑量進行有效的評價與控制。個人劑量監測數據是輻射防護和職業健康評價的基礎,對監測數據的分析和評價,有助于驗證輻射防護措施的有效性,改進工作組織實施過程,降低人員受照劑量,提高輻射防護水平。
某核電廠1號、2號、3號、4號機組分別于2014年8月、2015年7月、2016年4月、2017年6月開始裝載燃料,2018年4臺機組全年運行或檢修;5號、6號機組采用 “華龍一號”技術路線,2018年仍處于工程建設和安裝調試階段。
電廠自1號機組裝載核燃料以來,依據國家和行業標準建立了個人劑量監測體系,從文件、設備、人員、質量控制等各方面進行個人劑量有效管理。在監測方面,開展了X/γ、中子全身有效劑量監測、肢端劑量監測,以及體內放射性核素活度直接測量;在劑量控制方面,制定嚴格的個人劑量管理限值,并細化至日劑量限值、月劑量限值、年劑量限值等,同時對各類限值設置預警和報警水平,對職業照射劑量進行有效控制。電站對所有監測結果及時收集、統計、分析,形成職業照射劑量日報、月報、年報等文件,定期存檔,確保放射工作人員的受照劑量低于約束限值,保障人員的輻射安全。
本文介紹某核電廠職業照射個人劑量的監測方法,并對2018年度監測結果進行分析和討論。
1.1.1監測對象
根據壓水堆核電廠輻射控制區域輻射類型特點,某核電廠常規外照射監測主要進行X/γ射線監測,對所有進入輻射控制區的工作人員均進行監測,包括參觀人員。
1.1.2監測設備
外照射監測采用累積式熱釋光個人劑量計(TLD)和直讀式電子個人劑量計(EPD)兩種監測方式,兩種劑量計同時配戴,數據定期比對分析。
TLD監測系統包括讀出器(型號RADOS-RE2000A)及配套劑量計(型號GR200)。TLD元件材料采用天然LiF(Mg,Cu,P) 〔92.5%7Li,7.5%6Li〕,其中DP-1、DP-2的等效組織材料相同,采用DP-1、DP-2測量結果平均值測量Hp(10),測量精度0.01 mSv。
EPD實時監測系統包括劑量計、讀出器和中央服務器等。EPD(型號NRF30)采用的是硅二極管探測器,可即時給出工作現場劑量率和工作人員所受劑量值,并具有一定劑量、劑量率、時間等閾值的聲光報警功能,測量精度0.001 mSv。
電廠TLD監測周期為兩個月,探測下限為0.04 mSv。盡量采用熱釋光個人劑量計的監測結果作為個人劑量有效存儲數據,考慮到低于TLD探測下限數據有效性,對于每監測周期監測TLD結果低于TLD探測下限的情況,將取用EPD的監測數據作為記錄及評價數據。對于EPD探測累計劑量低于儀器的最小探測精度(0.001 mSv)的情況,其監測結果記錄為0 mSv。同時,每個監測周期對TLD監測數據與同周期EPD監測數據進行分析比對,當EPD和TLD數據絕對偏差大于0.1 mSv,相對偏差大于30% (以TLD為參考),則對EPD和TLD數據進行偏差分析與調查,最終評價可靠數據進行記錄[1]。
內照射個人劑量監測采用全身計數器(WBC,型號Canberra FASTCAN II 2250)直接測定人體內放射核素含量。該全身計數器能夠測量能量范圍為300 keV~1.8 MeV的γ核素,采用的是兩個大面積NaI (7.6 cm×12.7 cm×40.6 cm)探測器以及Canberra的ABACOS和Genie軟件在1 min內快速實現最低的探測活度。一般對于包含40K的正常人員,在1 min計數時間內達到187 Bq的探測下限(對于60Co)。內照射個人監測周期與放射性核素物理特性、生物特性以及測量技術等因素相關,對長壽命放射性核素,放射工作人員進廠、離廠進行內照射監測,長期放射工作人員每年進行一次內照射普查,在大修期間或者輻射風險較大的工作時,根據場所監測情況立即開展特殊監測,并根據放射性核素的具體情況,確定監測計劃。
除常規監測外, 進入功率階段反應堆廠房或其他含有中子輻射場的工作人員,均接受中子外照射劑量監測,佩戴中子TLD和中子EPD,進行中子劑量雙手段監測,中子TLD采用反照個人劑量測量方法,TLD類型監測儀器為RGD-3B,探測器為LiF-GS (玻璃管狀),中子探測下限為0.01 mSv,監測周期為1個月;中子EPD采用的是Mirion Technologies公司生產的 DMC3000型劑量計,其可測中子能量范圍15 keV~7 MeV,劑量增長的分辨率為 1 μSv,測量范圍1 μSv~10 Sv。
在某些弱貫穿輻射比較強的場所,主要是大修期間一部分檢修人員從事高劑量風險作業和輻射場近距離作業,例如蒸汽發生器一次側裝拆堵板作業、人孔作業等工作人員還需佩戴肢端劑量計(β指環劑量計),用于監測和評價輻射對工作人員身體局部帶來的影響,肢端劑量計采用β測量方法,探測器為LiF-3(片狀),其探測下限為0.02 mSv,監測周期為2個月。
中子TLD和肢端劑量計委托有監測資質單位進行測量和評價。
某核電廠個人劑量監測制定了完整的質量保證體系,包括文件體系,人員技能,實驗室標準化管理,儀器設備定期質控檢查、定期進行刻度并溯源至國家標準,參加內、外部監測比對,文件、檔案規范管理等等。同時持續改進和完善,監測和管理質量不斷提高。
2018年個人劑量監測設備(EPD系統、TLD系統和WBC監測系統)運行可靠,年度質量控制參數無異常。全年EPD、TLD兩套系統監測結果偏差4.0%,在可接受范圍內;同時2018年參加全國個人劑量外照射監測能力考核和中國輻射防護研究院組織的WBC內照射監測比對考核,考核結果均合格。
2018年度某核電廠共4臺機組運行,涉及5次機組大修。2018年度放射工作人員個人劑量監測結果列于表1。
由表1可見,2018年度某核電廠放射工作人員個人劑量監測總人數為4 815 人,人均年劑量0.367 mSv。中子劑量監測253 人,人均年劑量0.026 mSv;肢端劑量監測53 人,人均年劑量0.570 mSv;WBC內照射監測4 815 人,無劑量。
2018年度,某核電廠個人劑量分布情況列于表2。

表1 2018年度某核電廠放射工作人員 個人劑量監測結果

表2 2018年度某核電廠放射工作人員 個人劑量分布統計
1) 指年個人劑量在此區間的人數與受監測人員總數的比值。
由表2可見,全廠90.76%的人員年度個人劑量在<1 mSv范圍內;8.51%的人員在1~5 mSv范圍內;0.73%的人員在5~10 mSv范圍內。
年度個人劑量≥5 mSv人員中,維修服務支持專業18 人,機組維修專業10 人,保健物理專業7 人。
壓水堆核電廠的人員劑量約80%~90%來自機組大修[2],因此機組大修的個人劑量監測和控制,是輻射防護的重中之重。
2018年度某核電廠共進行5次大修,分別為301大修(跨年大修)、103大修、203大修、302大修(跨年大修)、401大修(機組首次大修)。2018年度某核電廠大修人員劑量情況列于表3(僅統計2018年度完整大修情況)。
由表3可見,單機組大修監測人數約2 000 人,最大個人劑量約3~4 mSv,人均劑量約0.2 mSv。其中,401大修是機組首次大修,人均劑量為0.267 mSv,略高于常規大修人員平均劑量。

表3 2018年度某核電廠機組大修個人劑量統計
1) 103大修時間:2018年02月01日08:00:00至2018年03月16日23:59:59;
2) 203大修時間:2018年10月01日13:09:00至2018年11月10日10:30:00;
3) 401大修時間:2018年07月18日12:51:00至2018年09月30日20:00:00。
2018年度,某核電廠個人劑量監測按專業類型分類的統計結果列于表4。
由表4可見,年度最大個人劑量在維修支持專業,為9.999 mSv;維修專業最大個人劑量7.795 mSv;保健物理專業最大個人劑量8.214 mSv。
人均劑量方面,維修支持和保健物理專業的年度人員劑量是維修專業的約2倍。雖然機組維修是核電廠劑量貢獻的主體,但是從人員受照劑量方面可以看出,維修支持、保健物理這類維修支持、服務、監督專業工作人員的個人劑量,遠高于維修專業本身,核電廠輻射防護應該加強這類專業的劑量控制和優化。同時核電廠維修部門是按照機組配置,維修支持和輻射防護部門不區分機組,全廠共用,參與多機組運行和檢修,也是個人劑量較高的重要原因之一。

表4 2018年度某核電廠各專業個人劑量統計
某核電廠2014年1號機組裝料運行以來,2015年2臺機組運行,1次機組年度首次大修;2016年3臺機組運行,1次機組首次大修;2017年4臺機組運行,3次機組停堆檢修;2018年4臺機組運行,5次機組停堆檢修。
某核電廠2014—2018年度放射工作人員個人劑量監測結果的比較列于表5。
由表5可見,隨著運行機組數量增加和檢修次數增加,年度人均劑量和最大個人劑量都有所增加。2014—2018年,某核電廠放射工作人員個人劑量≥1 mSv的人數占比<11%,≥5 mSv的人數占比<1%,個人劑量控制情況良好。

表5 2018年度某核電廠個人劑量劑量與歷年劑量比較
2018年度,某核電廠放射工作人員所受的職業照射劑量保持在一個較低的水平,個人劑量低于1 mSv的人數占比為90.76%,個人劑量>10 mSv的人數為0。
壓水堆核電廠幾乎全部劑量來自外照射,且80%~90%的劑量來自機組大修。電站通常關注的重點是維修團隊的技術水平和工作過程優化,但實際上維修支持、保健物理、技術支持等專業的劑量水平,并不亞于維修專業。且這類工作由于歷來受關注度較低,輻射防護優化提升空間更大。因此在核電廠劑量控制優化方面,后續應該加大對這類工作輻射防護優化改進力度。
對于多機組電廠,維修支持等專業為多機組提供生產支持,參與多機組的運行和檢修,對于這部分工作人員的職業照射控制,應該引起足夠的重視并采用有效的控制方法。避免單機組劑量控制良好,多機組劑量超限情況發生。
核電廠職業照射管理需要全體員工積極參與和配合,提高輻射防護意識和技能,共同推動輻射防護最優化。